一种I2C总线隔离电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种I2C总线隔离电路，包括信号隔离电路和电源隔离电路，信号隔离电路采用双向隔离芯片U1，双向隔离芯片U1的引脚VCC1连接主机端电源，双向隔离芯片U1的引脚SDA1、SCL1分别连接主机端的I2C总线，经过总线隔离后，双向隔离芯片U1的引脚VCC2连接从机端电源，双向隔离芯片U1的引脚SDA2、SCL2分别连接从机端的I2C总线；电源隔离电路采用隔离式直流转换芯片U2，隔离式直流转换芯片U2的输入引脚分别连接主机端电源和主机端接地端子，经过电源隔离后，隔离式直流转换芯片U2的输出引脚分别连接从机端电源和从机端接地端子。本实用新型专利技术可实现主机与从机端的隔离，有效防护外部干扰。部干扰。部干扰。

【技术实现步骤摘要】
一种I2C总线隔离电路


[0001]本技术涉及I2C总线领域，具体一种I2C总线隔离电路。

技术介绍

[0002]I2C总线是由Philips公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线。它只需要两根线即可在连接于总线上的器件之间传送信息。 I
²
C（Inter
‑
Integrated Circuit），中文应该叫集成电路总线，它是一种串行通信总线，使用多主从架构，是由飞利浦公司在1980年代初设计的，方便了主板、嵌入式系统或手机与周边设备组件之间的通讯。由于其简单性，它被广泛用于微控制器与传感器阵列、显示器、IoT设备、EEPROM等之间的通信。
[0003]I2C总线预计总线协议简单，物理链路要求不高，被大量应用于比如新能源汽车、轨道交通、医疗、煤矿、电机驱动等行业，而这些场合的电磁环境比较严重，所以如何抗干扰是工程师最为关心的话题。
[0004]如图1所示，为I2C总线的典型应用电路图，主机端（图中表示为Master）通过I2C总线与从机设备（图中表示为Slave）互连通讯时，由于没有隔离电路，容易收到外部从机的电磁干扰造成主机宕机或者相关异常。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本技术提供一种I2C总线隔离电路，实现主机与从机端的隔离，有效防护外部干扰。
[0006]为了解决所述技术问题，本技术采用的及技术方案是：一种I2C总线隔离电路，包括信号隔离电路和电源隔离电路，信号隔离电路采用双向隔离芯片U1，双向隔离芯片U1的引脚VCC1连接主机端电源，双向隔离芯片U1的引脚SDA1、SCL1分别连接主机端的I2C总线，经过总线隔离后，双向隔离芯片U1的引脚VCC2连接从机端电源，双向隔离芯片U1的引脚SDA2、SCL2分别连接从机端的I2C总线；电源隔离电路采用隔离式直流转换芯片U2，隔离式直流转换芯片U2的输入引脚分别连接主机端电源和主机端接地端子，经过电源隔离后，隔离式直流转换芯片U2的输出引脚分别连接从机端电源和从机端接地端子。
[0007]进一步的，连接双向隔离芯片U1的主机端电源又通过电容C360接地，连接双向隔离芯片U1的从机端电源又通过电容C361接地。
[0008]进一步的，主机端电源与双向隔离芯片U1的引脚SDA1之间连接分压电阻R728，主机端电源与双向隔离芯片U1的引脚SCL1之间连接分压电阻R727，从机端电源与双向隔离芯片U1的引脚SDA2之间连接分压电阻R730，从机端电源与双向隔离芯片U1的引脚SCL2之间连接分压电阻R729。
[0009]进一步的，双向隔离芯片U1的型号为ISO1541。
[0010]进一步的，隔离式直流转换芯片U2的输入引脚VIN+连接主机端电源，隔离式直流转换芯片U2的输入引脚VIN
‑
连接主机端接地端子，输入引脚VIN+与输入引脚VIN
‑
之间并联有滤波电容C358、C359。
[0011]进一步的，隔离式直流转换芯片U2的输出引脚VOUT+连接从机端电源，隔离式直流转换芯片U2的输出引脚VOUT
‑
连接从机端接地端子，输出引脚VOUT+与输出引脚VOUT
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之间并联有滤波电容C353、C354、C355、 C356、 C357。
[0012]进一步的，隔离式直流转换芯片U2采用RB系列芯片。
[0013]本技术的有益效果：本技术基于双向隔离芯片实现总线信号隔离，阻止高压，隔离接地，并防止噪声电流进入本地接地，防止干扰或损坏敏感电路。采用隔离式直流转换芯片实现电源隔离，通过电源和信号隔离后，可有效降低外部干扰造成的I2C通讯故障。
附图说明
[0014]图1为I2C总线的典型应用电路图；
[0015]图2为信号隔离电路的原理示意图；
[0016]图3为双向隔离芯片U1的内部模块示意图；
[0017]图4为电源隔离电路的原理示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步的说明。
[0019]实施例1
[0020]本实施例公开一种I2C总线隔离电路，包括信号隔离电路和电源隔离电路。
[0021]如图2所示，信号隔离电路包括双向隔离芯片U1，双向隔离芯片U1的引脚VCC1连接主机端电源P3V3_MCU，双向隔离芯片U1的引脚SDA1、SCL1分别连接主机端的I2C总线，即MCU_SDA、MCU_SCL，经过总线隔离后，双向隔离芯片U1的引脚VCC2连接从机端电源P3V3_SLAVE，双向隔离芯片U1的引脚SDA2、SCL2分别连接从机端的I2C总线，即SLAVE _SDA、SLAVE _SCL。
[0022]为了保护电源，连接双向隔离芯片U1的主机端电源P3V3_MCU通过电容C360接地，此处接的是主机端接地端子GND_MCU，连接双向隔离芯片U1的从机端电源P3V3_SLAVE通过电容C361接地，此处接的是从机端接地端子GND_SLAVE。
[0023]为了给I2C总线提供合适的工作电压，主机端电源与双向隔离芯片U1的引脚SDA1之间连接分压电阻R728，主机端电源与双向隔离芯片U1的引脚SCL1之间连接分压电阻R727，从机端电源与双向隔离芯片U1的引脚SDA2之间连接分压电阻R730，从机端电源与双向隔离芯片U1的引脚SCL2之间连接分压电阻R729。
[0024]本实施例中，双向隔离芯片U1的型号为ISO1541。如图3所示，ISO1541 是一款电镀隔离的 I2C缓存芯片。此器件不引入显著的传播延迟。这些器件的逻辑输入和输出缓冲器通过电容隔离技术使用二氧化硅屏障进行隔离。当与隔离电源一起使用时，这些设备会阻止高压，隔离接地，并防止噪声电流进入本地接地，防止干扰或损坏敏感电路。
[0025]如图4所示，电源隔离电路采用隔离式直流转换芯片U2，隔离式直流转换芯片U2的输入引脚分别连接主机端电源和主机端接地端子，经过电源隔离后，隔离式直流转换芯片U2的输出引脚分别连接从机端电源和从机端接地端子。
[0026]具体的，隔离式直流转换芯片U2的输入引脚VIN+连接主机端电源，隔离式直流转
换芯片U2的输入引脚VIN
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连接主机端接地端子，隔离式直流转换芯片U2的输出引脚VOUT+连接从机端电源，隔离式直流转换芯片U2的输出引脚VOUT
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连接从机端接地端子。为了保护电源，输入引脚VIN+与输入引脚VIN
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之间并联有滤波电容C358、C359。输出引脚VOUT+与输出引脚VOUT
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之间并联有滤波电容C353、C354、C355、 C356、 C357。
[0027]本实施例中，隔离式直流转换芯片U2采用RB系列芯片，具体型号为RB
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3333SHP，也可以采用其他型号。RB
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3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种I2C总线隔离电路，其特征在于：包括信号隔离电路和电源隔离电路，信号隔离电路采用双向隔离芯片U1，双向隔离芯片U1的引脚VCC1连接主机端电源，双向隔离芯片U1的引脚SDA1、SCL1分别连接主机端的I2C总线，经过总线隔离后，双向隔离芯片U1的引脚VCC2连接从机端电源，双向隔离芯片U1的引脚SDA2、SCL2分别连接从机端的I2C总线；电源隔离电路采用隔离式直流转换芯片U2，隔离式直流转换芯片U2的输入引脚分别连接主机端电源和主机端接地端子，经过电源隔离后，隔离式直流转换芯片U2的输出引脚分别连接从机端电源和从机端接地端子。2.根据权利要求1所述的I2C总线隔离电路，其特征在于：连接双向隔离芯片U1的主机端电源又通过电容C360接地，连接双向隔离芯片U1的从机端电源又通过电容C361接地。3.根据权利要求1所述的I2C总线隔离电路，其特征在于：主机端电源与双向隔离芯片U1的引脚SDA1之间连接分压电阻R728，主机端电源与双向隔离芯片U1的引脚SCL1之间连接分压电阻R727，从机端电源与双向隔离芯片U1的引脚SDA2之间连接分压电阻R730...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡广建，李清石，刘强，
申请(专利权)人：浪潮集团有限公司，
类型：新型
国别省市：