专利名称：矿用本质安全型串行口通讯隔离电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及矿用电气产品中本质安全型与非本质安全型电路的RS232通讯隔离技术，具体的说是一种矿用本质安全型串行口通讯隔离电路。
背景技术：
新型的矿用电气产品多用大屏幕真彩液晶显示器，这类显示器带有标准的RS232接口，而RS232通讯电路是非本质安全型电路，需要进行隔离转换成本质安全型电路才能与本质安全型通讯装置进行数据通讯。大屏幕真彩液晶显示器，由于是非本质安全型元件，需要安装在隔爆腔室，而与之数据通讯的上位机一般是本质安全型电路，需要安装在本质安全型腔室，为了解决两者的通讯隔离问题设计了此通讯隔离电路。
发明内容本实用新型的目的是提供一种矿用本质安全型串行口通讯隔离电路，将本质安全型串行口通讯直流电压信号通过光电耦合器隔离后转换成直流电流信号传送到本质安全型电路，再通过光电耦合器转换成直流电压信号，然后传送给电平转换电路ICL232芯片转换成标准的RS232电压信号，输入到非本质安全型通讯装置，有效的提高了抗干扰性，使信号传输稳定可靠。本实用新型的技术方案是包括电平转换电路、同向驱动器及四个光电耦合器；IN-TXD, IN-RXD为本质安全型串行口通讯的信号发送端和接收端，OUT-TXD, OUT-RXD为非本质安全型串行口通讯的信号发送端和接收端，U3、U4、U6、U7为光电耦合器TLP521-1，U5A为同向驱动器75451，U2为RS232电平转换电路ICL232 ；本质安全型信号发送端IN-TXD连接到光电耦合器U7的2脚，经过光电耦合器U7转换成直流电流信号后由光电耦合器U7的3脚发送，再连接到光电耦合器U4的I脚，经光电耦合器U4转换成直流电压信号并由4脚发送，分别连接到上拉电阻R2和电平转换电路U2的10脚，再由电平转换电路U2转换成标准的RS232电压信号由7脚连接到非本质安全型信号发送端OUT-TXD ;非本质安全型信号接收端OUT-RXD连接到电平转换电路U2的8脚，由电平转换电路U2将RS232电压信号转换成直流电压信号由9脚发送，再连接到同向驱动器U5A的I和2脚接收，再由同向驱动器U5A的3脚发送，连接到光电耦合器U3的2脚，转换成直流电流信号，由光电耦合器U3的4脚发送连接到光电耦合器U6的2脚接收，转换成直流电压信号，由光电耦合器U6的4脚发送，分别连接到上拉电阻R17和本质安全型信号接收端IN-RXD。本实用新型的有益效果是通讯信号经过两个光电耦合器的隔离能承受1500V的耐压，保证了信号的可靠性，本质安全型与非本质安全型信号的传送转换成了直流电流信号有效的提高了抗干扰性，使信号传输更加稳定。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型的技术方案进行详细说明。
图1 :本实用新型结构原理图。
具体实施方式
本实用新型将本质安全型(以下简称本安型)串行口通讯直流电压信号通过光电耦合器隔离后转换成直流电流信号传送到非本质安全型(以下简称非本安型)电路，再通过光电稱合器转换成直流电压信号，然后传送给电平转换电路ICL232芯片转换成标准的RS232电压信号，输入到非本安型通讯装置。如图1所示，本实用新型包括电平转换电路、同向驱动器及四个光电耦合器；+5V、+12V为本安型直流电源，+5VA为非本安型直流电源；IN-TXD、IN-RXD为本安型RS232串行口通讯的信号发送端和接收端；0UT-TXD、OUT-RXD为非本安型RS232串行口通讯的信号发送端和接收端；U3、U4为非本安型光电耦合器TLP521-1，U6、U7为本安型光电耦合器TLP521-1 ;U5A为同向驱动器75451 ；U2为RS232电平转换电路ICL232。本安型信号发送端IN-TXD连接到光电耦合器U7的2脚，经过光电耦合器U7转换成直流电流信号由光电耦合器U7的3脚发送，再连接到光电耦合器U4的I脚，经光电耦合器U4转换成直流电压信号并由4脚发送，分别连接到上拉电阻R2和电平转换电路U2的10脚，再由电平转换电路U2转换成标准的RS232电压信号由7脚发送连接到非本安型信号发送端OUT-TXD ;上拉电阻R2的另一端连接+5VA ；U7的I脚及4脚分别经电阻R19、R18连接+5V 及 +12V。非本安型信号接收端OUT-RXD连接到电平转换电路U2的8脚，由电平转换电路U2(ICL232芯片)将RS232电压信号转换成直流电压信号由9脚发送，连接到U5A同向驱动器I和2脚接收，再由同向驱动器U5A的3脚发送连接到光电耦合器U3的2脚，转换成直流电流信号，由光电耦合器U3的4脚发送，连接到光电耦合器U6的2脚接收，转换成直流电压信号，由光电耦合器U6的4脚发送，分别连接到上拉电阻R17和本安型信号接收端IN-RXD ;上拉电阻R17另一端连接+5V ；U6的I脚经限流电阻R16连接+12V ；U3的I脚经限流电阻Rl连接+5VA电源。本实用新型的工作原理是在信号发送端和接收端都采用光电耦合器进行隔离和信号转换，发送端经光电耦合器把直流电压信号转换成直流电流信号进行发送，接收端再经过光电耦合器转换成直流电压信号再送给ICL232转换成标准的RS232电压信号。当本安型信号发送端IN-TXD为高电平信号时，光电耦合器U7不导通，信号线TXD (即U7的3脚)无电流信号，接收端光电耦合器U4不导通，U4的4脚经过上拉电阻R2接到非本安型电源+5VA输出为高电平信号，再经过电平转换电路U2(ICL232芯片)转换成标准的RS232高电平信号输出连接到非本安型信号发送端0UT-TXD。当IN-TXD为低电平信号，光电耦合器U7导通，U7的3脚信号线TXD有电流信号，接收端光电耦合器U4导通，U4的4脚通过3脚接地输出为低电平信号，再经过电平转换电路U2(ICL232芯片)转换成标准的RS232低电平信号输出连接到非本安型信号发送端0UT-TXD。
权利要求1.一种矿用本质安全型串行口通讯隔离电路，其特征在于包括电平转换电路、同向驱动器及四个光电耦合器；IN-TXD、IN-RXD为本质安全型串行口通讯的信号发送端和接收端，OUT-TXD、OUT-RXD为非本质安全型串行口通讯的信号发送端和接收端，U3、U4、U6、U7为光电耦合器TLP521-1，U5A为同向驱动器75451，U2为RS232电平转换电路ICL232 ； 本质安全型信号发送端IN-TXD连接到光电耦合器U7的2脚，经过光电耦合器U7转换成直流电流信号后由光电耦合器U7的3脚发送，再连接到光电耦合器U4的I脚，经光电耦合器U4转换成直流电压信号并由4脚发送，分别连接到上拉电阻R2和电平转换电路U2的10脚，再由电平转换电路U2转换成标准的RS232电压信号由7脚连接到非本质安全型信号发送端OUT-TXD ;非本质安全型信号接收端OUT-RXD连接到电平转换电路U2的8脚，由电平转换电路U2将RS232电压信号转换成直流电压信号由9脚发送，再连接到同向驱动器U5A的I和2脚接收，再由同向驱动器U5A的3脚发送连接到光电耦合器U3的2脚，转换成直流电流信号，由光电耦合器U3的4脚发送，连接到光电耦合器U6的2脚接收，转换成直流电压信号，由光电耦合器U6的4脚发送，分别连接到上拉电阻R17和本质安全型信号接收端 IN-RXD。
专利摘要本实用新型涉及煤矿井下电气产品RS232信号非本质安全型与本质安全型信号的隔离和转换技术，具体的说是一种矿用本质安全型串行口通讯隔离电路。在信号发送端和接收端都采用光电耦合器进行隔离和信号转换，光电耦合器的隔离能承受直流1500V耐压，符合本质安全型电路的耐压要求。发送端经光电耦合器把直流电压信号转换成直流电流信号进行发送，接收端再经过光电耦合器转换成直流电压信号再送给ICL232转换成标准的RS232电压信号。通讯信号经过两个光电耦合器的隔离保证了信号的可靠性，本质安全型与非本质安全型由电压传送转换为电流传送，有效的提高了抗干扰性，使信号传输更加稳定。
文档编号H03K19/14GK202872758SQ201220524589
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月2日 优先权日2012年10月2日
发明者朱礼明, 王大军, 范仪龙 申请人:中煤张家口煤矿机械有限责任公司