一种通信接口隔离防护装置的制作方法

本技术属于通信，具体地说，涉及一种通信接口隔离防护装置。

背景技术：

1、现有技术rs232总线隔离方法是光耦合器技术,使用光束来隔离和保护检测电路以及在高压和低压电气环境之间提供一个安全接口。当其中一台设备受到雷击闪电lightning、浪涌surge、电快速顺便脉冲群eft、静电esd、高压电力线接触或电力线耦合等瞬态或持续大电压、大电流的干扰的冲击或影响时，必然会因为设备之间的共地和信号线直接互连，导致存在强干扰噪声沿着互联互通电缆从受到强干扰的设备向其他设备流动，破坏或影响这些设备的正常工作。

2、申请号为cn 210324194 u的中国专利公开了“一种通信接口磁耦合隔离防护电路”，该方案的磁耦合芯片使用的是adum1201arz，而本方案使用的是国产的ca-is3721hs或者π121m31，价格优势明显，隔离安全性和数据传输率等性能价格比更高；而南京奥通的方案的隔离电源，选用的是磁隔离的dc-dc模块f03058-1wr2，体积大且隔离不够彻底，隔离的两侧电路存在电源的干扰耦合，对emc要求越来越严格的今天来说，不足以满足敏感互连产品的emc的需要，不能实现两侧信号电源彻底隔离，且需要设置单独的电源，结构复杂，且传输信号较差。

3、有鉴于此特提出本实用新型。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种通信接口隔离防护装置，并在电路中设置第一瞬态噪声抑制模块、第二瞬态噪声抑制模块，在通信接口传输信息时，用于抑制来自外部串口设备的雷击浪涌、eft和静电等瞬态噪声，部分保护高压连续噪声，将滤除瞬态噪声的电源和信号分别送给第一电源积分稳压模块、第二电源积分稳压电源和磁耦合变换单元的两端；第一电源积分稳压模块、第二电源积分稳压模块负责将通信线上的微弱电流整流、积分并稳压到磁耦合变换单元，磁耦合变换单元负责收发变换两侧的高速串行信号，并滤除可能的瞬态干扰，保证磁耦合传输高速信号的稳定性，实现互联互通的两侧信号电源彻底隔离。

2、为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：一种通信接口隔离防护装置，包括，

3、第一通信接口，用于获取高速串行信号；

4、第二通信接口，用于获取高速串行信号；

5、第一瞬态噪声抑制模块，与所述第一通信接口连接，用于接收第一通信接口获取的信号，将所述信号中的瞬态噪声滤除；

6、第一电源积分稳压模块，与第一瞬态噪声抑制模块连接，用于将接收的第一瞬态噪声抑制模块滤除噪声后的信号中的微弱电流整流、积分；

7、第二瞬态噪声抑制模块，与第二通信接口连接，用于接收第一通信接口获取的信号，将所述信号中的瞬态噪声滤除；

8、第二电源积分稳压模块，与第二瞬态噪声抑制模块连接，用于将接收的第二瞬态噪声抑制模块滤除噪声后的信号中的微弱电流整流、积分；

9、磁耦合变换单元，一端分别接收第一瞬态噪声抑制模块、第一电源积分稳压模块处理后的数据信号、电源信号，另一端分别接收第二瞬态噪声抑制模块、第二电源积分稳压模块处理后的数据信号、电源信号，用于将将两端接收到的数据信号，分别对应传递至相对端。

10、所述第一瞬态噪声抑制模块包括，

11、第一静电保护单元，用于将第一通信接口获取的信号在第一瞬态噪声抑制模块传输过程中的异常高压箝制在一个安全水平之内；

12、第一信号通道噪声抑制单元，一端与第一静电保护单元连接，另一端与磁耦合变换单元的一端连接，用于接收第一静电保护单元获取数据信号，抑制数据信号中的共模噪声，传输至磁耦合变换单元的一端。

13、进一步地，所述第一瞬态噪声抑制模块还包括，

14、第一浪涌卸放单元，与第一通信接口连接，用于限制第一通信接口获取信号时产生的过电压和卸放浪涌电流；

15、第一整流滤波单元，连接在第一通信接口与第一静电保护单元之间，用于转换第一通信接口获取的信号传输时的交变信号为脉动直流电压，并对冲击有辅助防护作用；

16、优选地，所述第一整流滤波单元为多路集成二极管阵列u3a。

17、进一步地，所述第一电源积分稳压模块包括，

18、第一低压稳压单元，与第一瞬态噪声抑制模块连接，用于接收第一瞬态噪声抑制模块传输的电源信号，稳定输出电压；

19、第一高频噪声滤波单元，与第一低压稳压单元连接，另一端与磁耦合变换单元的一端连接，用于抑制第一低压稳压单元中输出电源信号中的共模噪声和差模噪声，传输至磁耦合变换单元的一端；

20、优选地，所述第一低压稳压单元包括可调稳压源tl431。

21、进一步地，还包括第二整流滤波单元，与第一静电保护单元连接，用于吸收转换第一瞬态噪声抑制模块处理后的交变信号为脉动直流电压，并对冲击有辅助防护作用；

22、第一限流积分储能单元，连接在第二整流滤波单元与第一低压稳压单元之间，用于将第二整流滤波单元吸收后的电源信号进行储存，传输至第一低压稳压单元；

23、优选地，所述第二整流滤波单元为多路集成二极管阵列u1a。

24、进一步地，所述第二瞬态噪声抑制模块包括，

25、第二静电保护单元，用于将第二通信接口获取的信号在第二瞬态噪声抑制模块传输过程中异常高压箝制在一个安全水平之内；

26、第二信号通道噪声抑制单元，一端与第二静电保护单元连接，另一端与磁耦合变换单元的另一端连接，用于接收第二静电保护单元获取数据信号，抑制数据信号中的共模噪声，传输至磁耦合变换单元的另一端。

27、进一步地，所述第二瞬态噪声抑制模块还包括，

28、第二浪涌卸放单元，与第二通信接口连接，用于限制第二通信接口获取信号时产生的过电压和卸放浪涌电流；

29、第三整流滤波单元，连接在第一通信接口与第二静电保护单元之间，用于转换第一通信接口获取的信号传输时的交变信号为脉动直流电压，并对冲击有辅助防护作用。

30、进一步地，所述第二电源积分稳压模块包括，

31、第二低压稳压单元，与第二瞬态噪声抑制模块连接，用于接收第二瞬态噪声抑制模块传输的电源信号，稳定输出电压；

32、第二高频噪声滤波单元，一端与第二低压稳压单元连接，另一端与磁耦合变换单元的另一端连接，用于抑制第二低压稳压单元中输出电源信号中的共模噪声和差模噪声，传输至磁耦合变换单元的另一端；

33、优选地，所述第二低压稳压单元包括可调稳压源tl431。

34、进一步地，所述第二电源积分稳压模块还包括，

35、第四整流滤波单元，与第一静电保护单元连接，用于吸收转换第一瞬态噪声抑制模块处理后的交变信号为脉动直流电压，并对冲击有辅助防护作用；

36、第二限流积分储能单元，连接在第四整流滤波单元与第二低压稳压单元之间，用于将第四整流滤波单元吸收后的电源信号进行储存，传输至第二低压稳压单元。

37、进一步地，所述第二电源积分稳压模块还包括静电放电防护单元，连接在第三整流滤波单元与第二限流积分储能单元之间，用于防止第二电源积分稳压模块在不同静电电位的物体靠近或直接接触时产生静电放电esd；

38、所述第三整流滤波单元为多路集成二极管阵列u1b，静电放电防护单元为多路集成二极管阵列u3b。

39、进一步地，所述磁耦合变换单元包括，

40、第一信号端，与第一瞬态噪声抑制模块连接，用于接收第一瞬态噪声抑制模块处理后的数据信号；

41、第一电源端，与第一电源积分稳压模块连接，用于接收第一电源积分稳压模块处理稳定后的电源信号；

42、第二信号端，与第二瞬态噪声抑制模块连接，用于接收第二瞬态噪声抑制模块处理后的数据信号；

43、第二电源端，与第二电源积分稳压模块连接，用于接收第二电源积分稳压模块处理后的稳定电源信号；

44、变换模块，用于将第一信号端的数据信号与第二信号端的数据信号进行双向传输。

45、采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。

46、(1)本实用新型通过在装置中设置第一瞬态噪声抑制模块、第二瞬态噪声抑制模块和第一电源积分稳压模块和第二电源积分稳压模块，在通信接口传输信息时，第一瞬态噪声抑制模块、第二瞬态噪声抑制模块，分别用于抑制第一通信接口、第二通信接口传输时，来自外部串口设备的雷击浪涌、eft和静电等瞬态噪声，部分保护高压连续噪声，将第一通信接口和第二通信接口中滤除瞬态噪声的电源和信号分别送给第一电源积分稳压模块、第二电源积分稳压模块和磁耦合变换单元，然后第一电源积分稳压模块、第二电源积分稳压模块负责将信号线上的微弱电流整流、积分并稳压到高速磁隔离芯片需要的稳定电源后，送给磁耦合变换单元的电源端，磁耦合变换单元负责收发变换两侧的高速串行信号，并滤除可能的瞬态干扰，保证磁耦合传输高速信号的稳定性。

47、(2)本实用新型就是让互联互通的两侧信号电源实现彻底隔离，不使用耦合两侧的隔离电源变换模块，而是使用各自的信号电流积累产生的电压就已经足够；另一方面，本实用新型使用高集成的电源和二极管阵列，使用普通的可调电源tl431，使得体积更小，价格更低。

48、下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。