[发明专利]一种用于采集终端的单线双向光耦隔离通信电路

说明书

本发明适用于电子电路领域，提供了一种用于采集终端的单线双向光耦隔离通信电路，包括第一输入输出端IO1、第二输入输出端IO2、第一隔离驱动电路、第二隔离驱动电路。第一输入输出端IO1、第二输入输出端IO2与控制MCU或通信芯片连接，另外一端分别连接至第一隔离驱动电路、第二隔离驱动电路。第一隔离驱动电路包括发送驱动电路、隔离电路、接收驱动电路。第二隔离驱动电路与第一隔离驱动电路完全对称。该电路仅由2个光耦、8个电阻、4个三极管、2个二极管组成。本发明结构简单，通信速率高，受环境影响小，对芯片管脚驱动能力要求低，且能避免互锁情况现象的发生。

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，尤其涉及一种用于采集终端的单线双向光耦隔离通信电路。

背景技术

在大多数的硬件系统设计中，比如配电类设备，主控模块与外接接口会使用不同的电源，为了增加系统的可靠性，需要将主控模块与外部接口模块进行信号隔离。特别是类似于IIC通信接口，SDA信号为单线双向通信，虽然在现在已经有专用的IIC隔离通信芯片，但往往可选择性少且价格较高，不利于大批量生产中的成本控制。而且专用隔离通信芯片的隔离耐压等级可能会低于设计需求，如定制专用芯片，周期较长，不利于产品的快速上市。

光耦隔离通信技术是目前发展最为成熟的一种信号隔离方式，可选择的种类最多、用途也最广，产品设计中可以根据具体需求选择不同耐压等级、通信速度的光耦型号。光耦为单向传输信号，输入端与输出端实现了电气隔离，具有极强的抗干扰能力，且使用寿命长，传输效率高。

但是在现有的隔离光耦通信电路中，可实现单线双向通信的电路效果不佳，易受高低温环境影响造成通信失败，且通信速率较低，对主控MCU或通信芯片的管脚驱动能力要求较高。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种用于采集终端的单线双向光耦隔离通信电路。

本发明的技术方案如下：一种用于采集终端的单线双向光耦隔离通信电路，包括：第一输入输出端IO1、第二输入输出端IO2、第一隔离驱动电路、第二隔离驱动电路。其中第一隔离驱动电路，包括第一发送驱动电路、第一隔离电路、第一接收驱动电路，第二隔离驱动电路，包括第二发送驱动电路、第二隔离电路、第二接收驱动电路。

第一输入输出端IO1、第二输入输出端IO2，对外连接的信号为控制芯片MCU或通信芯片管脚，支持开漏输入输出。

优选地，第一发送驱动电路中PNP三极管VT2的基极连接第一输入输出端IO1，VT2基极通过电阻R4上拉至电源V1，VT2集电极连接至电源地，VT2发射极连接至光耦O1的阴极同时通过电阻R3上拉至电源V1。NPN三极管VT1的发射极连接至光耦O1的阳极，VT1集电极通过电阻R2上拉至电源V1，VT1基极连接至光耦O2的输出6脚，同时通过电阻R1上拉至电源V1。

优选地，第一隔离电路包括用于信号发送的光耦O1、用于信号接收的光耦O2。

优选地，第一接收驱动电路中高速光耦O2的输出端连接至二极管VD1的阴极以及三极管VT1的基极，VD1的阳极连接至第一信号输入输出端IO1。

第二隔离驱动电路，包括第二发送驱动电路、第二隔离电路、第二接收驱动电路，与第一隔离驱动电路为对称结构，包含电阻R5、R6、R7、R8，三极管VT3、VT4，二极管VD2。

优选地，VD1、VD2为导通压降低的肖特基二极管，VT1、VT3为NPN三极管，VT2、VT4为PNP三极管。

本发明的有益效果为：两个输入输出端均采用三极管驱动，对主从MCU或通信芯片的管脚驱动能力要求低，可以适配更多的MCU或通信芯片。双向隔离通信电路器件少、工作稳定，两侧电路完全对称，可实现高通信速率，适配工业级工作温度。

附图说明