相连后通过限流电阻R4后连接至三极管Ql的基极；单总线读写电路包括单总线读电路和单总线写电路，单总线读电路包括电阻R1，电阻Rl的一端连接至第一运算单元的反向输入端和输出端，其另一端连接至一微处理器的读端口 ；单总线写电路包括电阻R3，电阻R3的一端连接至第二运算单元的正向输入端，其另一端连接至微处理器的写端口。
[0020]本例中，限流电阻R2、限流电阻R4和上拉电阻R5的阻值均为1K Ω，二极管Dl的型号为IN4148，三极管Ql为IG管，双运算放大器Ul的型号为EL2250CS，EL2250CS的输入输出响应时间特性较好，比较适合微秒级的单总线时序。
[0021]本例中，电容Cl接在双运算放大器Ul的电源输入端，另一端接地，主要起到电源滤波的作用。
[0022]本例中，单总线传感器信号接入端SI_IN通过ESD器件El接到地，起到端口的静电保护作用。同时，该单总线传感器信号接入端SI_IN直接连接到三极管Ql的集电极，通过二极管Dl与上拉电阻R5连接，起到对单总线上拉的作用，即:单总线传感器上拉(高电平)被认为是单总线的释放状态。单总线传感器信号接入端SI_IN还通过限流电阻R2输入运算放大器的第一运算单元的正向输入端，而第一运算单元的反向输入端与它的输出端相连接，组成电压跟随器。来自SI_IN的总线电平信号作用在双运算放大器Ul上，电压跟随器输出到电阻R1，再输入到微处理器的读端口，从而被微处理器捕获该单总线(来自单总线传感器信号接入端SI_IN)的电平信号。
[0023]这时，通过双运算放大器Ul将单总线传感器信号接入端SI_IN和微处理器进行隔离，我们知道，双运算放大器Ul的输入端(这里主要涉及到第一运算单元的正向输入端)的电压往往可以达到几十伏，如果外部有一个十几伏的电压作用在单总线传感器信号接入端SI_IN上，通过双运算放大器Ul也不会对器件造成损伤。
[0024]本例中，微处理器的写端口，通过电阻R3把写信号(O电平或I电平)作用在双运算放大器Ul的第二个运算单元的正向输入端，而第二个运算单元的反向输入端与它的输出端连接在一起，组成电压跟随器。输出的电平信号通过限流电阻R4作用在三极管Ql上，使得三极管Ql处在开关状态(导通或截止)，当三极管导通(写信号为高电平)时，由于三极管Ql的集电极与单总线传感器信号接入端SI_IN相连，故单总线传感器信号接入端SI_IN将被拉为低电平。而当三极管截止(写信号为低电平)时，由于二极管Dl的正极与电源VCC相连接，负极通过电阻R5与单总线传感器信号接入端SI_IN相连接，故SI_IN将处在高电平状态，即:单总线释放状态。
[0025]本例中，当传感器有较高的电压信号输入时，此时单总线传感器信号接入端SI_IN，通过电阻R5，但由于二极管Dl的负极与上拉电阻R5相连接，所以该电压不会对强加到系统电源VCC上，从而起到保护作用。
[0026]上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
【主权项】
1.一种电力监控系统中单总线传感器接口保护电路，其特征在于，所述接口保护电路包括过压保护电路、单总线读写电路，其中，所述过压保护电路包括限流电阻R2、电源VCC、双运算放大器U1、二极管D1、三极管Q1、限流电阻R4和上拉电阻R5，所述双运算放大器Ul包括第一运算单元和第二运算单元，单总线传感器信号接入端SI_IN通过限流电阻R2连接于第一运算单元的正向输入端，电源VCC与双运算放大器Ul的电源输入端相连，所述电源VCC并通过二极管Dl和上拉电阻R5后连接至三极管Ql的集电极，其中，三极管Dl的正极连接至电源VCC，三极管Ql的集电极与单总线传感器信号接入端SI_IN相连，所述三极管Ql的发射极接地，所述第二运算单元的反向输入端和输出端相连后通过限流电阻R4后连接至三极管Ql的基极；所述单总线读写电路包括单总线读电路和单总线写电路，所述单总线读电路包括电阻R1，所述电阻Rl的一端连接至第一运算单元的反向输入端和输出端，其另一端连接至一微处理器的读端口 ；所述单总线写电路包括电阻R3，所述电阻R3的一端连接至第二运算单元的正向输入端，其另一端连接至所述微处理器的写端口。2.根据权利要求1所述的电力监控系统中单总线传感器接口保护电路，其特征在于，所述接口保护电路进一步包括一 ESD器件El，所述ESD器件El的一端连接至单总线传感器信号接入端SI_IN，另一端接地。3.根据权利要求1所述的电力监控系统中单总线传感器接口保护电路，其特征在于，所述过压保护电路进一步包括一滤波电容Cl，所述滤波电容Cl的一端连接至电源VCC和双运算放大器Ul的电源输入端之间，其另一端接地。4.根据权利要求1-3任一项所述的电力监控系统中单总线传感器接口保护电路，其特征在于，所述双运算放大器Ul为运算放大器EL2250CS。
【专利摘要】本实用新型公开了一种电力监控系统中单总线传感器接口保护电路，所述接口保护电路包括过压保护电路、单总线读写电路，过压保护电路包括限流电阻R2、电源VCC、双运算放大器U1、二极管D1、三极管Q1、限流电阻R4和上拉电阻R5，单总线读电路包括电阻R1，所述电阻R1的一端连接至第一运算单元的反向输入端和输出端，其另一端连接至一微处理器的读端口；单总线写电路包括电阻R3，电阻R3的一端连接至第二运算单元的正向输入端，其另一端连接至所述微处理器的写端口。本实用新型用于单总线传感器与微处理器之间连接的保护，实现不影响单总线的通讯时序，同时起到对微处理器IO保护的作用，以减少在恶劣环境中的外部电压冲击对微处理器芯片的损伤。
【IPC分类】H03K19/0175, H02H9/04
【公开号】CN204633324
【申请号】CN201520109561
【发明人】覃平, 王元军, 黄荣海, 侯俊, 黄炜, 李捷
【申请人】中国南方电网有限责任公司超高压输电公司南宁局, 广西南宁慧图信息技术有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年2月13日