本發明屬于有線通信技術領域，特別涉及了一種485隔離耐高壓保護電路。

背景技術：

485總線通信是工業控制領域的一種現場通信總線，將現場部分設備連接至485總線上，通過485總線將所有設備數據上傳至服務器，方便幾種查看現場每個設備參數集設備運行情況。故現場485無故障通訊尤為重要，工業現場由于設備較多，現場運行環境復雜，對通信線存在干擾，故需要對485通信進行保護，防止485電路出現通訊故障；同時，因現場施工人員專業水平層次相差較大，有時會出現把485線接至高壓部分損壞485芯片情況。而現有市面上的485很少有保護電路，更沒有485耐高壓防護電路，即使有保護電路，保護電路實現時成本較高，不穩定，且達不到預期的保護效果，不能滿足需求。

技術實現要素：

為了解決上述背景技術提出的技術問題，本發明旨在提供一種485隔離耐高壓保護電路，解決了市場上缺少485的耐高壓保護電路，或保護電路成本高、不穩定的問題。

為了實現上述技術目的，本發明的技術方案為：

一種485隔離耐高壓保護電路，包括隔離電源模塊電路、光電隔離模塊電路、485芯片基本電路、485芯片控制信號反轉電路、抑制脈沖群干擾電路、防止高壓接入電路、防雷電路和高頻騷擾抑制電路；所述隔離電源模塊電路用于為其他電路供電，所述光電隔離模塊電路和485芯片控制信號反轉電路分別與485芯片基本電路連接，所述抑制脈沖群干擾電路的一端與485芯片基本電路連接，抑制脈沖群干擾電路的另一端依次級聯所述防止高壓接入電路、防雷電路和高頻騷擾抑制電路；所述光電隔離電路包括第一光耦合器和第二光耦合器，第一光耦合器的輸入端與485芯片基本電路連接，第一光耦合器的輸出端與控制器的數據接收端連接，第二耦合器的輸入端與控制器的數據發送端連接，第二耦合器的輸出端與485芯片基本電路連接。

基于上述技術方案的優選方案，所述485芯片基本電路包括485芯片、第五電容、第一電阻和第八電阻，所述485芯片采用MAX3085ESA芯片；所述485芯片的6腳經第一電阻與供電端485_5V連接，485芯片的7腳經第八電阻接地，485芯片的8腳接供電端485_5V，485芯片的5腳接地，第五電容的一端與供電端485_5V連接，第五電容的另一端接地。

基于上述技術方案的優選方案，所述光電隔離模塊電路還包括第三電阻、第四電阻、第六電阻、第七電阻和第九電阻，所述第一光耦合器和第二光耦合器采用PS2501L-1-E3K芯片，第一光耦合器的1腳經第四電阻與485芯片的1腳連接，第一光耦合器的1腳連接供電端485_5V，第一光耦合器的2腳經第六電阻與485芯片的1腳連接，第一光耦合器的3腳接地，第一光耦合器的4腳連接控制器的數據接收端MCU_RXD，第一光耦合器的4腳經第三電阻接入VCC_3.3V，第二光耦合器的1腳接入VCC_3.3V，第二光耦合器的2腳經第九電阻與控制器的數據發送端MCU_TXD連接，第二光耦合器的3腳接地，第二光耦合器的4腳連接485芯片的4腳，第二光耦合器的4腳經第七電阻與供電端485_5V連接。

基于上述技術方案的優選方案，所述485芯片控制信號反轉電路包括第二電阻、第五電阻和第一三極管，所述第一三極管的基極經第二電阻與第二光耦合器的4腳連接，第一三極管的發射極連接供電端485_5V，第一三極管的集電極連接485芯片的2腳和3腳，第一三極管的集電極經第五電阻接地。

基于上述技術方案的優選方案，所述抑制脈沖群干擾電路包括第三～第五瞬態抑制二極管，其中第三瞬態抑制二極管為雙向瞬態抑制二極管，所述第三瞬態抑制二極管的兩端分別連接485芯片的6腳和7腳，第四瞬態抑制二極管的陰極連接485芯片的7腳，第四瞬態抑制二極管的陽極接地，第五瞬態抑制二極管的陰極連接485芯片的6腳，第五瞬態抑制二極管的陽極接地。

基于上述技術方案的優選方案，所述防止高壓接入電路包括第一熱敏電阻和第二熱敏電阻，第一熱敏電阻一端連接第五瞬態抑制二極管的陰極，第一熱敏電阻的另一端連接防雷電路，第二熱敏電阻的一端連接第四瞬態抑制二極管的陰極，第二熱敏電阻的另一端連接防雷電路。

基于上述技術方案的優選方案，所述防雷電路包括型號為WR7650的防雷管，該防雷管的1腳接地，防雷管的2腳連接第一熱敏電阻、高頻騷擾抑制電路和485_A，防雷管的3腳連接第二熱敏電阻、高頻騷擾抑制電路和485_B。

基于上述技術方案的優選方案，所述高頻騷擾抑制電路包括第一磁珠和第二磁珠，第一磁珠的一端連接防雷管的2腳，第一磁珠的另一端接至接線端子的1腳，第二磁珠的一端連接防雷管的3腳，第二磁珠的另一端接至接線端子的2腳。

基于上述技術方案的優選方案，所述隔離電源模塊電路包括電源模塊、第一瞬態抑制二極管、第二瞬態抑制二極管、第一～第四電容，所述電源模塊采用DY05S05-1W芯片，第一電容和第四電容為有極性電容；第三電容與第四電容并聯，第四電容的正極連接VCC_5V，第四電容的負極接地，第二瞬態抑制抑制二極管的陰極連接第四電容的正極，第二瞬態抑制二極管的陽極接地，電源模塊的1腳連接第二瞬態抑制二極管的陰極，電源模塊的2腳接地，第一電容與第二電容并聯，第一電容的正極連接供電端485_5V，第一電容的負極接地，第一瞬態抑制二極管的陰極連接第一電容的正極，第一瞬態抑制二極管的陽極接地，電源模塊的6腳連接第一電容的正極，電源模塊的4腳接地。

采用上述技術方案帶來的有益效果：

(1)本發明增加了485芯片控制信號反轉電路，利用三極管特性實現信號反轉，使光電隔離模塊電路只需要2個光耦合器，而傳統保護電路需要3個光耦合器，節省了1個光耦合器，降低了成本；

(2)本發明對485高壓接入保護效果好，第一、第二熱敏電阻與第三～第五瞬態抑制二極管的組合使用，可以實現高壓保護功能，防止外界高壓對485芯片的沖擊；同時，外界高壓撤除后，電路可以正常恢復使用；

(3)本發明中光電隔離模塊電路中的第四電阻對電源脈沖群有抑制作用，可以提高整個485電路的抗脈沖群干擾水平；

(4)本發明通過對485進行保護，有效保證了現場485長期通訊的穩定性，降低運維成本。

附圖說明

圖1是本發明的總電路圖。

標號說明：U1：電源模塊；U2：第一光耦合器；U3：485芯片；U4：第二光耦合器；B1：防雷管；C1～C5：第一～第五電容；R1～R9：第一～第九電阻；TVS1～TVS5：第一～第五瞬態抑制二極管；PTC1、PTC2：第一、第二熱敏電阻；L1、L2：第一、第二磁珠；P1：接線端子。

具體實施方式

以下將結合附圖，對本發明的技術方案進行詳細說明。

一種485隔離耐高壓保護電路，如圖1所示，包括隔離電源模塊電路、光電隔離模塊電路、485芯片基本電路、485芯片控制信號反轉電路、抑制脈沖群干擾電路、防止高壓接入電路、防雷電路和高頻騷擾抑制電路。隔離電源模塊電路用于為其他電路供電。光電隔離模塊電路主要是將控制器端信號與485端信號進行隔離，保護控制器不受外界干擾，提高控制器的抗干擾能力。485芯片基本電路配置上拉和下拉電阻，保持默認電平。485芯片控制信號反轉電路通過三極管反向功能控制485芯片的收發信號線，比傳統485保護電路節省1個光耦。抑制脈沖群干擾電路是利用TVS管來抑制485線上的電平。防止高壓接入電路和抑制脈沖群干擾電路級聯使用，高壓接入時TVS管導通，電路電流增大，熱敏電阻阻值變大，從而進行保護。防雷電路采用空氣放電管將能量卸放至大地中。高頻騷擾抑制電路采用磁珠對高頻干擾進行濾處。

如圖1所示，隔離電源模塊電路包括電源模塊U1、第一瞬態抑制二極管TVS1、第二瞬態抑制二極管TVS2、第一～第四電容C1～C4。電源模塊U1采用DY05S05-1W芯片，第一電容C1和第四電容C4為有極性電容，第三電容C3與第四電容C4并聯，第四電容C4的正極連接VCC_5V，第四電容C4的負極接地，第二瞬態抑制抑制二極管TVS2的陰極連接第四電容C4的正極，第二瞬態抑制二極管TVS2的陽極接地，電源模塊U1的1腳連接第二瞬態抑制二極管TVS2的陰極，電源模塊U1的2腳接地，第一電容C1與第二電容C2并聯，第一電容C1的正極連接供電端485_5V，第一電容C1的負極接地，第一瞬態抑制二極管TVS1的陰極連接第一電容的正極，第一瞬態抑制二極管TVS1的陽極接地，電源模塊U1的6腳連接第一電容C1的正極，電源模塊U1的4腳接地。

如圖1所示，485芯片基本電路包括485芯片U3、第五電容C5、第一電阻R1和第八電阻R8，485芯片U3采用MAX3085ESA芯片。485芯片U3的6腳經第一電阻R1與供電端485_5V連接，485芯片U3的7腳經第八電阻R8接地，485芯片U3的8腳接供電端485_5V，485芯片U3的5腳接地，第五電容C5的一端與供電端485_5V連接，第五電容C5的另一端接地。

如圖1所示，光電隔離模塊電路包括第一光耦合器U2、第二光耦合器U4、第三電阻R3、第四電阻R4、第六電阻R6、第七電阻R7和第九電阻R9。第一光耦合器U2和第二光耦合器U4采用PS2501L-1-E3K芯片，第一光耦合器U2的1腳經第四電阻R4與485芯片U3的1腳連接，第一光耦合器U2的1腳連接供電端485_5V，第一光耦合器U2的2腳經第六電阻R6與485芯片U3的1腳連接，第一光耦合器U2的3腳接地，第一光耦合器U2的4腳連接控制器的數據接收端MCU_RXD，第一光耦合器U2的4腳經第三電阻R3接入VCC_3.3V，第二光耦合器U4的1腳接入VCC_3.3V，第二光耦合器U4的2腳經第九電阻R9與控制器的數據發送端MCU_TXD連接，第二光耦合器U4的3腳接地，第二光耦合器U4的4腳連接485芯片U3的4腳，第二光耦合器U4的4腳經第七電阻R7與供電端485_5V連接。其中，第四電阻R4對電源脈沖群有抑制作用，可以提高整個485電路的抗脈沖群干擾水平。

如圖1所示，485芯片控制信號反轉電路包括第二電阻R2、第五電阻R5和第一三極管Q1。第一三極管Q1的基極經第二電阻R2與第二光耦合器U4的4腳連接，第一三極管Q1的發射極連接供電端485_5V，第一三極管Q1的集電極連接485芯片U3的2腳和3腳，第一三極管Q1的集電極經第五電阻R5接地。

如圖1所示，抑制脈沖群干擾電路包括第三～第五瞬態抑制二極管TVS3～TVS5，其中第三瞬態抑制二極管TVS3為雙向瞬態抑制二極管，第三瞬態抑制二極管TVS3的兩端分別連接485芯片U3的6腳和7腳，第四瞬態抑制二極管TVS4的陰極連接485芯片U3的7腳，第四瞬態抑制二極管TVS4的陽極接地，第五瞬態抑制二極管TVS5的陰極連接485芯片U3的6腳，第五瞬態抑制二極管TVS5的陽極接地。

如圖1所示，防止高壓接入電路包括第一熱敏電阻PTC1和第二熱敏電阻PTC2，第一熱敏電阻PTC1一端連接第五瞬態抑制二極管TVS5的陰極，第一熱敏電阻PTC1的另一端連接防雷電路，第二熱敏電阻PTC2的一端連接第四瞬態抑制二極管TVS4的陰極，第二熱敏電阻TVS4的另一端連接防雷電路。

如圖1所示，防雷電路包括型號為WR7650的防雷管B1，該防雷管B1的1腳接地，防雷管B1的2腳連接第一熱敏電阻PTC1、高頻騷擾抑制電路和485_A(485總線中的A線)，防雷管B1的3腳連接第二熱敏電阻PTC2、高頻騷擾抑制電路和485_B(485總線中的B線)。

如圖1所示，高頻騷擾抑制電路包括第一磁珠L1和第二磁珠L2，第一磁珠L1的一端連接防雷管B1的2腳，第一磁珠L1的另一端接至接線端子P1的1腳，第二磁珠L2的一端連接防雷管B1的3腳，第二磁珠L2的另一端接至接線端子P1的2腳。

實施例僅為說明本發明的技術思想，不能以此限定本發明的保護范圍，凡是按照本發明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發明保護范圍之內。