一种用于智能制造的可提高可靠性的GPIO防护电路模块的制作方法

本实用新型涉及一种用于工业计算机领域的用于智能制造的可提高可靠性的GPIO防护电路模块。

背景技术：

随着社会科技的不断发展和进步，智能化产品已经普及各个行业，同时也使工业电脑主板成为智能化产品中核心部件。然而，在传统技术使用过程中，所述工业电脑主板需要与设备产线上多种多样的IO设备互联，进行控制和信息交换，才能实现所述IO设备正常运行。但是，由于不同IO设备与IO设备之间的供电，接地以及工作环境存在差异性等因素，容易使得IO设备上的接口损坏，可靠性及防护能力低。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够防止IO设备被损坏、提高设备可靠性及防护能力，降低生产成本的用于智能制造的可提高可靠性的GPIO防护电路模块。

为此解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种用于智能制造的可提高可靠性的GPIO防护电路模块，其包括部分主控芯片电路，IO接口隔离转换电路，IO接口防护电路，连接器接口电路，隔离电源电路；所述部分主控芯片电路与IO接口隔离转换电路相互连接，所述的IO接口隔离转换电路另一端与所述的IO接口防护电路相互连接，所述连接器接口电路与所述的IO接口防护电路另一端相互连接，所述隔离电源电路分别与所述IO接口隔离转换电路和所述IO接口防护电路相互连接。

进一步限定，所述部分主控芯片电路包括复位芯片U1,主控芯片U2,以及晶振器Y1；串联在复位芯片U1两引脚之间的电容C2,连接于电容C2一端的电阻R1；连接在主控芯片U2引脚上的电容C1；分别连接在晶振器Y1上的电容C3，电容C4。

进一步限定，所述IO接口隔离转换电路包括光耦隔离芯片U5,光耦隔离芯片U4；连接于光耦隔离芯片U5一引脚上的电阻R6，连接于光耦隔离芯片U5另一引脚上的功率MOS管Q3,电阻R5；串联在光耦隔离芯片U4引脚上的电阻R2,功率MOS管Q1。

进一步限定，所述IO接口防护电路包括功率MOS管Q2,大功率TVS管D3；连接在功率MOS管Q2上的电阻R4,连接在电阻R4另一端上的大功率TVS管D1，连接在功率MOS管Q2上的大功率TVS管D2，连接在大功率TVS管D3上的功率电阻R3。

进一步限定，所述隔离电源电路包括电源隔离芯片U3,分别并联连接在电源隔离芯片U3上的电容C5,电容C6，电容C7，电容C8，以及PWRIN端。

进一步限定，所述连接器接口电路包括接口端GPO,接口端GP1。

本实用新型的有益技术效果：因本技术方案采用所述部分主控芯片电路与IO接口隔离转换电路相互连接，所述的IO接口隔离转换电路另一端与所述的IO接口防护电路相互连接，所述连接器接口电路与所述的IO接口防护电路另一端相互连接，所述隔离电源电路分别与所述IO接口隔离转换电路和所述IO接口防护电路相互连接。使用时，通过连接器接口电路与外围IO设备连接，实现外界电压电流信号进入所述GPIO防护电路模块内部，再由IO接口隔离转换电路和IO接口防护电路实现第二级过压及过流防护，再进入部分主控芯片电路内部，防止外围的IO设备被损坏，有利于提高设备可靠性能和防护能力。与现有技术同类设备相互比较可知，本实用新型还具有降低生产成本的效果。

下面结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述。

【附图说明】

图1为本实用新型中用于智能制造的可提高可靠的GPIO防护电路模块的方框原理图；

图2为本实用新型中部分主控芯片电路的电路原理图；

图3为本实用新型中IO接口隔离转换电路的原理图；

图4为本实用新型中IO接口防护电路的原理图；

图5为本实用新型中隔离电源电路的原理图；

图6为本实用新型中连接器接口电路的原理图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参考图1至图6所示，下面结合实施例说明一种用于智能制造的可提高可靠性的GPIO防护电路模块，其包括部分主控芯片电路，IO接口隔离转换电路，IO接口防护电路，连接器接口电路，隔离电源电路.

所述部分主控芯片电路包括复位芯片U1,主控芯片U2,以及晶振器Y1；串联在复位芯片U1两引脚之间的电容C2,连接于电容C2一端的电阻R1；连接在主控芯片U2引脚上的电容C1；分别连接在晶振器Y1上的电容C3，电容C4。所述IO接口隔离转换电路包括光耦隔离芯片U5,光耦隔离芯片U4；连接于光耦隔离芯片U5一引脚上的电阻R6，连接于光耦隔离芯片U5另一引脚上的功率MOS管Q3,电阻R5；串联在光耦隔离芯片U4引脚上的电阻R2,功率MOS管Q1。所述IO接口防护电路包括功率MOS管Q2,大功率TVS管D3；连接在功率MOS管Q2上的电阻R4,连接在电阻R4另一端上的大功率TVS管D1，连接在功率MOS管Q2上的大功率TVS管D2，连接在大功率TVS管D3上的功率电阻R3。

所述隔离电源电路包括电源隔离芯片U3,分别并联连接在电源隔离芯片U3上的电容C5,电容C6，电容C7，电容C8，以及PWRIN端。所述连接器接口电路包括接口端GPO,接口端GP1。

所述部分主控芯片电路与IO接口隔离转换电路相互连接，所述的IO接口隔离转换电路另一端与所述的IO接口防护电路相互连接，所述连接器接口电路与所述的IO接口防护电路另一端相互连接，所述隔离电源电路分别与所述IO接口隔离转换电路和所述IO接口防护电路相互连接。

隔离电源电路中PWRIN端提供VCC供电，部分主控芯片电路中的复位芯片U1给主控芯片U2提供复位信号，晶振器Y1提供主控芯片U2的基准工作频率，所述的晶振器Y1振动频率为12Mhz。所述主控芯片U2的GPIO1端的GPIO1信号和GPIO2端的GPIO2信号首先通过光耦隔离芯片U5、光耦隔离芯片U4，实现IO信号第一级的隔离防护。所述电源隔离芯片U3提供光耦隔离芯片U5、光耦隔离芯片U4及相关防护电路的供电。光耦隔离芯片U5、光耦隔离芯片U4的GL_GPO、GL_GPI信号分别通过功率MOS管Q2、功率电阻R3后连接到大功率TVS管D2、大功率TVS管D3，实现第二级过压、过流防护。所述GPO、GPI信号通过工业连接器GPO端、GPI端与外部IO设备连接。满足了工业计算机的GPIO接口在智能制造的多种多样的应用现场对接不同IO设备时，不被损坏，达到长期可靠使用的目的，提高了工业计算机耐用性、可靠性，节约了机器的维护成本，提高了工厂的效率，有效降低企业成本。

综上所述，因本技术方案采用所述部分主控芯片电路与IO接口隔离转换电路，所述的IO接口隔离转换电路另一端与所述的IO接口防护电路，所述连接器接口电路与所述的IO接口防护电路另一端相互连接，所述隔离电源电路分别与所述IO接口隔离转换电路和所述IO接口防护电路相互连接。使用时，通过连接器接口电路与外围IO设备连接，实现外界电压电流信号进入所述GPIO防护电路模块内部，再由IO接口隔离转换电路和IO接口防护电路实现第二级过压及过流防护，再进入部分主控芯片电路内部，防止外围的IO设备被损坏，有利于提高设备可靠性能和防护能力。与现有技术同类设备相互比较可知，本实用新型还具有降低生产成本的效果。

以上参照附图说明了本实用新型的优选实施例，并非因此局限本实用新型的权利范围。本领域技术人员不脱离本实用新型的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本实用新型的权利范围之内。