一种基于光耦隔离和三极管功放的串口通讯隔离电路[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 210444247 U(45)授权公告日 2020.05.01

(21)申请号 201921042044.5(22)申请日 2019.07.05

(73)专利权人 合肥英唐电子有限公司

地址 230000 安徽省合肥市高新区浮山路

99号4幢厂房(72)发明人 王邢军　李韬　袁学武　孙贤义　(74)专利代理机构 合肥中谷知识产权代理事务

所(普通合伙) 34146

代理人 冯冲(51)Int.Cl.

H03K 19/0175(2006.01)H03K 19/003(2006.01)G06F 13/40(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图1页

(54)实用新型名称

一种基于光耦隔离和三极管功放的串口通讯隔离电路(57)摘要

本实用新型涉及一种基于光耦隔离和三极管功放的串口通讯隔离电路，涉及电路控制技术领域，该串口通信隔离电路设于主机与从机之间，包括一个光电耦合器和两个三极管功放电路，主机或从机的发送端与光电耦合器的输入端连接，光电耦合器的输出端发射极和输出端集电极分别通过一个三极管功放电路连接至从机或主机。与现有技术相比，本实用新型利用光耦将两个不同电源系统进行隔离通讯，同时利用后面的三极管功放电路降低了光耦带来的波形失真，保证数据传输的准确，防止通讯数据丢包。CN 210444247 UCN 210444247 U

权　利　要　求　书

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1.一种基于光耦隔离和三极管功放的串口通讯隔离电路，该串口通信隔离电路设于主机与从机之间，其特征在于，包括一光电耦合器、一PNP型三极管功放电路和一NPN型三极管功放电路，主机或从机的发送端与光电耦合器的输入端连接，光电耦合器的输出端发射极通过NPN型三极管功放电路、其输出端集电极通过PNP型三极管功放电路连接至从机或主机的接收端。

2.根据权利要求1所述的一种基于光耦隔离和三极管功放的串口通讯隔离电路，其特征在于，所述NPN型三极管功放电路包括NPN型三极管Q2和两个电阻R4、R6，所述PNP型三极管功放电路包括PNP型三极管Q1和两个电阻R1、R2，其中：三极管Q2的基极分成两条支路，一条通过电阻R4连接至光电耦合器的输出端发射极，另一条通过电阻R6分别连接至三极管Q2的发射极和接地；三极管Q1的发射极连接外部电源，三极管Q1的基极分成两条支路，一条通过电阻R1连接至光电耦合器的输出端集电极，另一条通过电阻R2连接至三极管Q2的集电极；三极管Q1的集电极分成两条支路，一条通过一并联的电阻R7和电容C2分别连接至三极管Q2的发射极和接地。

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一种基于光耦隔离和三极管功放的串口通讯隔离电路

技术领域

[0001]本实用新型属于电路控制技术领域，尤其涉及一种基于光耦隔离与三极管功放的串口通讯隔离电路。

背景技术

[0002]光耦合器(opticalcoupler equipment，英文缩写为OCEP)亦称光电隔离器或光电耦合器，简称光耦。它是以光为媒介来传输电信号的器件，当输入端加电信号时发光器发出光线，受光器接受光线之后就产生光电流，从输出端流出，从而实现了“电—光—电”转换。光耦隔离就是采用光耦合器进行隔离。光耦合器的结构相当于把发光二极管和光敏三极管封装在一起。光耦隔离电路使被隔离的两部分电路之间没有电的直接连接，主要是防止因有电的连接而引起的干扰，特别是低压的控制电路与外部高压电路之间。

[0003]串行接口是一种可以将接受来自CPU的并行数据字符转换为连续的串行数据流发送出去，同时可将接受的串行数据流转换为并行的数据字符供给CPU的器件。目前，利用光耦进行串口通讯隔离时，光耦隔离通讯因光耦特性易造成波形失真，让单片机识别错误，导致数据传输丢失。

实用新型内容

[0004]本实用新型的目的就在于，提供一种基于光耦隔离和三极管功放的串口通讯隔离电路，以①满足两个电源系统的串口通讯；②有效的减小波形失真，防止通讯数据丢包。[0005]本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

[0006]一种基于光耦隔离和三极管功放的串口通讯隔离电路，该串口通信隔离电路设于主机发送端与从机接收端之间，或从机发送端与主机接收端之间，用于将主从机进行隔离通讯，该串口通信隔离电路包括一光电耦合器、一PNP型三极管功放电路和一NPN型三极管功放电路，主机或从机的发送端与光电耦合器的输入端连接，光电耦合器的输出端发射极通过NPN型三极管功放电路、其输出端集电极通过PNP型三极管功放电路连接至从机或主机的接收端。当通讯频率过高时，因光耦的导通延时性，输出端的占空比变化太大，通过三极管功放电路调整，可减小占空比变化率，降低波形失真，保证数据的正确率。[0007]进一步优选地，所述NPN型三极管功放电路包括NPN型三极管Q2和两个电阻R4、R6，所述PNP型三极管功放电路包括PNP型三极管Q1和两个电阻R1、R2，其中：三极管Q2的基极分成两条支路，一条通过电阻R4连接至光电耦合器的输出端发射极，另一条通过电阻R6分别连接至三极管Q2 的发射极和接地；三极管Q1的发射极连接外部电源，三极管Q1的基极分成两条支路，一条通过电阻R1连接至光电耦合器的输出端集电极，另一条通过电阻R2连接至三极管Q2的集电极；三极管Q1的集电极分成两条支路，一条通过一并联的电阻R7和电容C2分别连接至三极管Q2的发射极和接地。[0008]本实用新型的有益效果在于：

[0009]本实用新型为利用光耦隔离加三极管功放设计的串口通讯电路，该电路是用光耦

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将两个不同电源系统进行隔离通讯，同时利用后面的三极管功放电路调整了光耦带来的波形失真，防止通讯数据丢包，保证了数据传输的准确性，具体包括：1)光耦隔离，减小干扰；2)有效的减小波形失真，防止通讯数据丢包。附图说明

[0010]图1是本实用新型的电路结构原理图。

具体实施方式

[0011]下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。[0012]实施例1

[0013]本实施例提供了一种基于光耦隔离和三极管功放的串口通讯隔离电路，用于将两个不同电源系统进行隔离通讯，其中，待隔离的两个电源系统(主机和从机)之间设有两组串口通讯隔离电路，如图1所示，其中一组连接主机TX发送端与从机RX1接收端，另一组连接从机TX1发送端与主机RX接收端，两组串口通讯隔离电路结构相同，下面结合附图仅对连接主机TX发送端与从机RX1接收端的串口通讯隔离电路的结构进行详细阐述。

[0014]所述串口通讯隔离电路包括一个光电耦合器U1和两个三极管功放电路，从主机或从机的发送端开始，分成两条支路，第一支路与光电耦合器U1的1脚(输入端正极)连接，第二支路连接电容C1的一端，电容C1的另一端分别接地和连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接至光电耦合器U1的2脚(输入端负极)。

[0015]所述光电耦合器U1的4脚(输出端集电极)和3脚(输出端发射极) 分别连接一个三极管功放电路，其中：

[0016]光电耦合器U1的4脚连接的三极管功放电路包括一PNP型三极管Q1 和两个电阻R1、R2，光电耦合器U1的3脚连接的三极管功放电路包括一 NPN型三极管Q2和两个电阻R4、R6。三极管Q2的基极分成两条支路，一条通过电阻R4连接至光电耦合器的输出端发射极，另一条通过电阻R6分别连接至三极管Q2的发射极和接地；三极管Q1的发射极连接至外部电源，三极管Q1的基极分成两条支路，一条通过电阻R1连接至光电耦合器的输出端集电极，另一条通过电阻R2连接至三极管Q2的集电极；三极管Q1的集电极分成两条支路，一条通过一并联的电阻R7和电容C2分别连接至三极管Q2的发射极和接地。[0017]本实用新型的工作原理和工作过程包括：主机发送TX，从机RX1接收，当TX为高电平的时候，光电耦合器U1导通，光电耦合器U1的3脚高电平，三极管Q2导通，三极管Q2集电极被拉为低电平，三极管Q1的基极被R1，R2分压，三极管Q1导通，三极管Q1的集电极C极为高电平，RX1为高电平；TX为低电平时候，光耦不导通，光耦U1的3脚为低电平，三极管Q2截止，Q2的集电极为高电平，三极管Q1基极高电平，Q1截止。[0018]反之，从机TX1发送，主机RX接收，原理同上。

[0019]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保

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图1

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