专利名称：一种usb转rs422转换器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种USB转RS422转换器，用于风能变流器和PC机之间的USB电 平和RS422差分电平的转换。
背景技术：
近几年随着风能发电技术的进一步发展，后台PC机与风能变流器之间需要交换 的数据量也急剧增加，导致PC机与风能变流器间的数据交换速率也需要得到进一步的提 升。而目前后台PC机与风能变流器之间的数据交换速率并不能满足工业应用的需要。由 于风能变流器工作环境比较恶劣，高速数据交换的可靠性得到降低。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题就是克服现有结构中存在的上述不足，而提供一种 结构设计合理、高速率、高可靠性和便捷的USB转RS422转换器。本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是一种USB转RS422转换器，其特征 在于包括USB接口、转换电路和RS422通信接口 ；所述的USB接口、转换电路和RS422通信 接口依次电连接。本实用新型所述的转换电路包括USB-UART转换电路、光耦隔离电路和RS422收发 器；USB接口、USB-UART转换电路、光耦隔离电路、RS422收发器、RS422通信接口依次电连接。本实用新型所述的RS422收发器包括RS422发送器和RS422接收器，RS422发送器 分别与光耦隔离电路和RS422通信接口电连接，RS422接收器分别与光耦隔离电路和RS422 通信接口电连接。本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和效果1、结构设计合理；2、风能变 流器大多使用RS422接口，本实用新型可以实现后台PC机与风能变流器进行有效的数据交 换，其数据交换速率可达921. 6kbps ；USB接口已经成为PC机上的主流接口，本实用新型能 够很好地满足市场的需要。3、RS422差分信号与USB信号的光耦隔离以及电源间的独立， 能够更好地消除信号间的串扰带来的不可靠因素。
图1为本实用新型实施例的结构示意图。图2为本实用新型实施例的电路图。
具体实施方式
以下结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步说明。实施例参见图1和图2，本实用新型实施例包括USB接口 1、转换电路和RS422通信接口5。转换电路包括USB-UART转换电路2、光耦隔离电路3和RS422收发器4。USB接口 1、 USB-UART转换电路2、光耦隔离电路3、RS422收发器4、RS422通信接口 5依次电连接。RS422 收发器4包括RS422发送器41和RS422接收器42。USB接口 1连接至外部PC机，USB接口 1从PC机窃电给USB-UART转换电路2以 及部分光耦隔离电路3所用。USB-UART转换电路2通过USB接口 1接收到从PC机传递过 来的差分信号并将其转换成3. 3V的TTL电平送至光耦隔离电路3。TTL电平经过光耦隔离 电路3隔离后送至RS422收发器4中，然后电平转换成差分信号通过RS422通信接口 5输 出至风能变流器。在实际电路设计方面，USB接口 1主要提供电源线、正差分信号USBD+线、负差分 信号USBD-线和地线，其通过电源线从PC机中窃电至USB-UART转换电路2。USB-UART转换电路2主体为一片高度集成的USB-UART转换芯片CP2102。该芯片 内部自带集成USB收发器和内部时钟振荡器，无需外部时钟和振荡器。同时，CP2102集成 了大小容量为1024-Byte的EEPR0M，其上存有供应商ID、产品ID、产品序列号、功耗铭牌和 产品描述语句等数据信息。USB-UART转换电路2除了主体芯片外，还包含了针对USB-UART 芯片引脚的端口保护电路。光耦隔离电路3主要由两片光耦隔离芯片组成，分别对发送电平和接收电平进行 光耦隔离。光耦隔离电路3的主要功能是对从风能变流器系统进入USB-UART转换电路2的 信号进行光耦隔离，从而避免数据传输过程中从风能变流器系统引入信号干扰至USB-UART 转换系统中，造成数据交换失败的情况出现。由于USB的最高通信速率可达921. 6kbps，所 以本实用新型中的光耦隔离器采用的是高速光耦隔离芯片HCPL-0710。RS422收发器4的主要功能是将送入到收发器的TTL电平转换成差分电平信号，然 后通过RS422通信接口 5将其送入风能变流器系统中。收发器分别独立使用了两片RS422 转换芯片，使得该接口实现全双工通信。RS422接收器42的AB间添加了匹配电阻，主要是 为了避免信号在高速传输过程中产生振铃效率，从而影响传输效果。USB接口 1用于与外部PC机进行连接RS422通信接口 5则与风能变流器进行连 接。RS422发送器41的供电是通过RS422通信接口 5从变流器取得，而且此电源与USB输 出的电源是完全隔离的，这样可以大大减小转接板通过USB向PC机取电的功耗，也可以提 高USB通信的可靠性。USB接口 1与PC机相连接后，作为PC机的一个通用串口，其通信的 串口波特率可在300bps 921. 6kbps中选择，最大可达921. 6kbps。此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名 称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化， 均包括于本实用新型专利的保护范围内。
权利要求一种USB转RS422转换器，其特征在于包括USB接口、转换电路和RS422通信接口；所述的USB接口、转换电路和RS422通信接口依次电连接。
2.根据权利要求1所述的USB转RS422转换器，其特征在于所述的转换电路包括 USB-UART转换电路、光耦隔离电路和RS422收发器；USB接口、USB-UART转换电路、光耦隔 离电路、RS422收发器、RS422通信接口依次电连接。
3.根据权利要求2所述的USB转RS422转换器，其特征在于所述的RS422收发器包 括RS422发送器和RS422接收器，RS422发送器分别与光耦隔离电路和RS422通信接口电 连接，RS422接收器分别与光耦隔离电路和RS422通信接口电连接。
专利摘要本实用新型涉及一种USB转RS422转换器，用于风能变流器和PC机之间的USB电平和RS422差分电平的转换。本实用新型包括USB接口、转换电路和RS422通信接口；所述的USB接口、转换电路和RS422通信接口依次电连接。本实用新型可以实现后台PC机与风能变流器进行有效的数据交换，同时对转换器中TTL电平信号进行光耦隔离处理，减少信号间的串扰，提高数据高速交换的可靠性，能够很好地满足市场的需要。
文档编号H01R31/06GK201663309SQ20102012080
公开日2010年12月1日 申请日期2010年3月1日 优先权日2010年3月1日
发明者刘福 申请人:浙江海得新能源有限公司;上海海得控制系统股份有限公司