一種串行通信接口光電隔離器的製作方法
2024-02-13 14:30:15
專利名稱：一種串行通信接口光電隔離器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種光電隔離器，特別涉及一種串行通信接口光電隔離器。
背景技術：
在鐵路、地鐵信號系統中，往往會遇到多個設備之間點對點連接的情況，
目前比較多見的點對點連接方式有RS232、 RS422、 RS485和HDLC等一些串 行通信接口。由於不同電壓差的兩個設備連接在一起時，不穩定的電壓會形成 "地環流"，並在多串口設備間引起巨大的電流，造成設備損毀。例如，早先 在鐵路信號機械室裡，設備之間(如兩臺工控機之間)的點對點互聯，有時採 用RS232串行接口，時常發生RS232接口燒壞的情況，有時還會導致機器內部 電路板的損毀。
另外，在強電磁幹擾的環境中，幹擾信號會通過電線電纜在兩個點對點連 接的設備之間進行傳導，引發設備之間的串擾現象。 一個典型的例子是在鐵路 TDCS (列車調度指揮系統)系統中，車站分機與無線車次號設備採用RS422 點對點連接，無線車次號設備則利用外接天線接收從火車機車發送過來的無線 信號。當出現雷擊天氣時，很容易出現雷電幹擾通過天線傳入無線車次號設備， 然後再通過RS422連接線傳導到車站分機的情況，導致車站分機的電路板損壞。 由於開始時對這種雷電危害缺乏足夠的認識，車站分機損壞情況比較嚴重。 RS422串行通信接口光電隔離器就是接在車站分機和無線車次號設備的中間， 對外界雷擊等電磁幹擾起到一個隔離的作用，保護車站分機免受損壞。
光電隔離器的工作原理就是在隔離器內部通過光電隔離晶片將電信號和 光信號進行相互轉換，完全隔離兩端的地電位和雷電等電磁幹擾，這樣的結果 使得光電隔離器兩端的設備在電氣上得到了隔離，防止"地環流"的產生和電 磁幹擾的互相傳導。
發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種電氣隔 離效果好的串行通信接口光電隔離器。
本發明的目的可以通過以下技術方案來實現 一種串行通信接口光電隔離 器，該光電隔離器包括外殼、電路板、接線柱，其特徵在於，還包括光電隔離
電路、DC/DC電源隔離電路、接口保護電路、電源保護電路、LED指示燈，所 述的光電隔離電路、DC/DC電源隔離電路、接口保護電路、電源保護電路、LED 指示燈、接線柱固定在電路板上，該電路板固定在外殼內。
所述的LED指示燈包括3個，分別為POWER， TX， RX指示燈。 與現有技術相比，本發明特別針對鐵路、地鐵信號系統現場的應用環境， 可以有效隔離外部或對方設備產生的雷擊、靜電等強電磁幹擾，符合行業特殊 現場要求，尤其具有電氣隔離效果好、性能長期穩定性好、安裝使用方便的特 佔。
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圖l是本發明一種串行通信接口光電隔離器的結構示意圖; 圖2是本發明一種串行通信接口光電隔離器的接線示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明提供了一種串行通信接口光電隔離器，該光電隔離器 包括外殼、電路板、接線柱、光電隔離電路、DC/DC電源隔離電路、接口保護 電路、電源保護電路、LED指示燈，所述的光電隔離電路、DC/DC電源隔離電 路、接口保護電路、電源保護電路、LED指示燈、接線柱固定在電路板上，該 電路板固定在外殼內。所述的LED指示燈包括3個，分別為POWER, TX， RX指示燈。
本發明用於兩個設備之間進行串口互聯時的電氣隔離。從技術角度而言， 電源DC/DC隔離模塊的選擇對整個光電隔離器的性能影響很大。目前市面上 多數的商用級光電隔離器出於成本和體積兩方面考慮，有些電源DC/DC隔離 模塊的體積很小，集成度很高，結果造成隔離電壓穩定性不夠、隔離電壓偏低、 長時間工作後溫度過高等問題，在實際使用時會影響到設備之間的通信質量。我們選用的電源DC/DC隔離模塊，隔離電壓在2500V以上，工作性能穩定； 有些光電隔離器採用埠取電的方式，這種方法的缺點是有時會造成隔離器工 作電壓的不穩定。我們在設計時採用直接+5V供電方式，有反向輸入保護電路， 當使用者不小心接錯電源端子時，可以保護內部電路不會燒毀；通用的光電隔 離器比較少考慮接線端的電磁幹擾保護，而對於我們的應用環境來講，抗電磁 幹擾是光電隔離器的一大主要任務，因此在設計光電隔離器時，增加了TVS管 和接地放電通道。
本發明特別針對鐵路、地鐵信號系統現場的應用環境，可以有效隔離外部 或對方設備產生的雷擊、靜電等強電磁幹擾，符合行業特殊現場要求。
本發明的外殼採用塑料封裝，在光電隔離器的外殼上方有三個指示燈,其中 左邊的是電源指示燈(綠),中間是TX指示燈(紅),右邊是RX指示燈(綠)。增加這 三個LED指示燈，便於現場工作人員判斷通道上的數據收發是否正常。在外殼 正面印有公司圖標、公司名稱和產品名稱。在外殼的上方位置，有四個GMKDS 1.5/2-7.62規格的接線端子，分別標註為RA、 RB、 TAO和TBO。在外殼的 下方位置，有六個GMKDS 1.5/2-7.62規格的接線端子，如圖2所示，分別標註 為TA、 TB、 RAO、 RBO、 GND和+5V。使用例子如下
使用例子
1、 RA、 RB分別接外部輸入差分信號的正、負端，TAO、 TBO分別接輸 出信號的正、負端。
2、 +5V、 GND接本地+5V直流電源的正、負端，TA、 TB接本地接收接 口的正負端，RAO、 RBO接本地發送接口的正負端。
例如在鐵路TDCS系統中，RA和RB接收調度命令或無線車次的數據； TAO和TBO發送調度命令的數據。
例如在鐵路TDCS系統中，TA接本地NPC上RS422的"RX+"端，TB 接NPC上RS422接收口的"RX-"端；RAO接本地NPC上RS422發送口的"TX+" 端，RBO接NPC上RS422發送口的"TX-"端；+5V接本地匯流條上引過來 的，，+5V",GND接本地匯流條上引過來的直流地。
權利要求
1.一種串行通信接口光電隔離器，該光電隔離器包括外殼、電路板、接線柱，其特徵在於，還包括光電隔離電路、DC/DC電源隔離電路、接口保護電路、電源保護電路、LED指示燈，所述的光電隔離電路、DC/DC電源隔離電路、接口保護電路、電源保護電路、LED指示燈、接線柱固定在電路板上，該電路板固定在外殼內。
2. 根據權利要求l所述的一種串行通信接口光電隔離器，其特徵在於，所 述的LED指示燈包括3個，分別為POWER, TX， RX指示燈。
全文摘要
本發明涉及一種串行通信接口光電隔離器，該光電隔離器包括外殼、電路板、接線柱，還包括光電隔離電路、DC/DC電源隔離電路、接口保護電路、電源保護電路、LED指示燈，所述的光電隔離電路、DC/DC電源隔離電路、接口保護電路、電源保護電路、LED指示燈、接線柱固定在電路板上，該電路板固定在外殼內。與現有技術相比，本發明特別針對鐵路、地鐵信號系統現場的應用環境，可以有效隔離外部或對方設備產生的雷擊、靜電等強電磁幹擾，符合行業特殊現場要求，尤其具有電氣隔離效果好、性能長期穩定性好、安裝使用方便的特點。
文檔編號H04L12/02GK101557293SQ20081003592
公開日2009年10月14日 申請日期2008年4月10日 優先權日2008年4月10日
發明者何福忠, 虎 崔, 張廣宇, 誠 許 申請人:卡斯柯信號有限公司