一种rs485通信电路的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种RS485通信电路，用以在智能电表中消除共模干扰和电磁辐射，包括RS485接口通信芯片、除共模干扰子电路、驱动子电路、信息输入子电路和信息输出子电路，所述的RS485接口通信芯片为一带有瞬态电压抑制的差分收发器，所述的除共模干扰子电路、驱动子电路、信息输入子电路和信息输出子电路分别与RS485接口通信芯片连接。与现有技术相比，本发明具有防止共模干扰、抑制电磁辐射等优点。
【专利说明】
一种RS485通信电路
技术领域
[0001] 本发明涉及智能电表通信领域，尤其是涉及一种RS485通信电路。
【背景技术】
[0002] 电能表配置的RS-485通信接口采用差动电路原理，扩展了驱动器和接收器共用同 一条线的多点应用，在同一条线上允许接入32个驱动器和32个接收器，共同组成换装通信 线。通信逻辑为差分信号负逻辑，+2V~+6V表示"Γ，-6V~-2V表示"0" AS485有两线制和四 线制两种接线，四线制是全双工通信方式，但是较少使用，两线制是半双工通信方式。
[0003] 电能表中RS485接口组成的半双工网络，一般是两线制，多采用屏蔽双绞线传输。 这种接线方式为总线式拓扑结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。在RS485通信网络 中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。很多情况下，连接RS-485通信链路 时只是简单地用一对双绞线将各个接口的"A"、"B"端连接起来。
[0004] 上述连接方法在许多场合是能正常工作的，但却埋下了很大的隐患：
[0005] (1)共模干扰问题:RS_485接口采用差分方式传输信号，并不需要相对于某个参照 点来检测信号，系统只需检测两线之间的电位差就可以了。但人们往往忽视了收发器有一 定的共模电压范围，RS-485收发器共模电压范围为-7~+12V，只有满足上述条件，整个网络 才能正常工作。当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠，甚至损坏 接口。
[0006] (2)电磁兼容性问题:发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路，如没 有一个低阻的返回通道(信号地），信号中的共模部分就会以辐射的形式返回源端，整个总 线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种防止共模干扰、 抑制电磁辐射的RS485通信电路。
[0008] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0009] 一种RS485通信电路，用以在智能电表中消除共模干扰和电磁辐射，包括RS485接 口通信芯片、除共模干扰子电路、驱动子电路、信息输入子电路和信息输出子电路，所述的 RS485接口通信芯片为一带有瞬态电压抑制的差分收发器，所述的除共模干扰子电路、驱动 子电路、信息输入子电路和信息输出子电路分别与RS48 5接口通信芯片连接。
[0010] 所述的RS485接口通信芯片信号为SN65LBC184D，其第一引脚与信息输入子电路连 接，第二引脚（M)和第三引脚分别与驱动子电路连接，第四引脚与信息输出子电路连接， 第六引脚和第七引脚通过除共模干扰子电路与电连接器连接。
[0011] 所述的信息输入子电路、信息输出子电路和驱动子电路均为一光耦合器电路。
[0012] 所述的除共模干扰子电路包括第一 TVS管和第二TVS管，所述的第一 TVS管阳极与 第二TVS管的阳极共地，所述的第六引脚分别与第一TVS管的阴极、电连接器、5V电源和地连 接，所述的第七引脚分别与第二TVS管的阴极、电连接器、5V电源和地连接，所述的第六引脚 还通过电阻与第七引脚连接。
[0013] 所述的信息输入子电路和信息输出子电路中的光耦合器型号为ACPL-W60L，所述 的驱动子电路中的光耦合器型号为HCPL-817-300E。
[0014] 所述的第一 TVS管和第二TVS管的型号为P4SMA6.8CA。
[0015] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0016] -、防止共模干扰:本发明的除共模干扰子电路能够有效的保证共模电压处于-7 ~+12V的范围内，并且通过两个TVS管防止电流过大造成原件损害。
[0017] 二、抑制电磁辐射：本发明通过在RS485接口通信芯片共模部分设置一个返回通 路，即一个低阻的返回通道(信号地），有效的防止了电磁辐射，保证智能电表的运行安全。
【附图说明】
[0018] 图1为驱动子电路、信息输入子电路和信息输出子电路的电路结构图，其中，图 (Ia)为信息输入子电路的电路结构图，图（Ib)为信息输出子电路的电路结构图，图（Ic)为 驱动子电路的电路结构图。
[0019] 图2为RS485接口通信芯片和除共模干扰子电路的电路结构图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0021] 实施例：
[0022]如图1 _2所示，图为本发明的电路结构图。
[0023]智能电表的RS485通信，支持最高速度19200bps，适当提高光耦的驱动电流以满足 高速数据传输，TX/RX由MCU的一个SCI模块驱动。
[0024] 常用通信芯片有：MAXIM公司RS485通信芯片的MA485, Agi lent公司红外芯片 HSDL7001 和HSDL3201 ,Motorola公司的GPRS(general packet radio service)芯片GSM/ GPRS/EDGE，ST公司电力载波芯片PLC modem芯片ST7538系列，东软载波芯片PLC136III，鼎 信载波芯片TCC081，力波载波芯片LME2210。
[0025] 1?485的特性有：（1)1?-485的电气特性:逻辑"0"以两线间的电压差为+(2-6)￥表 示;逻辑"Γ以两线间的电压差为-(2-6)V表示。接口信号电平比RS-232降低了，就不易损 坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连接；（2) RS-485的数据最 高传输速率为10Mbps; (3)RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰 能力增强，即抗噪声干扰性好；（4)RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上 可达1219米，另外RS-232接口在总线上只允许连接1个收发器，即单站能力。而RS-485接口 在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力，这样用户可以利用单一的RS-485 接口方便地建立起设备网络。因为RS485接口组成的半双工网络，一般只需二根连线（一般 叫AB线），所以RS485接口均采用屏蔽双绞线。
【主权项】
1. 一种RS485通信电路，用W在智能电表中消除共模干扰和电磁福射，其特征在于，包 括RS485接口通信忍片、除共模干扰子电路、驱动子电路、信息输入子电路和信息输出子电 路，所述的RS485接口通信忍片为一带有瞬态电压抑制的差分收发器，所述的除共模干扰子 电路、驱动子电路、信息输入子电路和信息输出子电路分别与RS485接口通信忍片连接。2. 根据权利要求1所述的一种RS485通信电路，其特征在于，所述的RS485接口通信忍片 信号为SN65LBC184D，其第一引脚(R)与信息输入子电路连接，第二引脚（瓦）和第S引脚 (DE)分别与驱动子电路连接，第四引脚(D)与信息输出子电路连接，第六引脚(B)和第屯引 脚(A)通过除共模干扰子电路与电连接器(COM)连接。3. 根据权利要求1所述的一种RS485通信电路，其特征在于，所述的信息输入子电路、信 息输出子电路和驱动子电路均为一光禪合器电路。4. 根据权利要求2所述的一种RS485通信电路，其特征在于，所述的除共模干扰子电路 包括第一TVS管(ZD1)和第二TVS管(ZD2)，所述的第一TVS管(ZD1)阳极与第二TVS管(ZD2)的 阳极共地，所述的第六引脚(B)分别与第一 TVS管(ZDl)的阴极、电连接器(C0M)、5V电源和地 连接，所述的第屯引脚(A)分别与第二TVS管(ZD2)的阴极、电连接器(COM)、5V电源和地连 接，所述的第六引脚(B)还通过电阻与第屯引脚(A)连接。5. 根据权利要求3所述的一种RS485通信电路，其特征在于，所述的信息输入子电路和 信息输出子电路中的光禪合器型号为AC化-W60L，所述的驱动子电路中的光禪合器型号为 HCPkS 17-300E。6. 根据权利要求4所述的一种RS485通信电路，其特征在于，所述的第一 TVS管（ZDl)和 第二 TVS管(ZD2)的型号为P4SMA6.8CA。
【文档编号】G01R11/02GK105915257SQ201610247476
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】张垠, 江剑峰, 朱彬若, 王新刚, 朱铮, 顾臻, 翁素婷, 陈金涛, 沈滢
【申请人】国网上海市电力公司, 华东电力试验研究院有限公司