一种通信模块弱电接口、热拔插以及防电流倒灌的数据口保护电路制造技术

本发明专利技术公开了一种通信模块弱电接口、热拔插以及防电流倒灌的数据口保护电路。为了克服现有技术电路缺少热插拔以及防电流倒灌的保护电路的问题，本发明专利技术的集中器数据口通过排针连接瞬态抑制二极管D12一端，D12另一端连接DCU数据口，D12另一端还通过串联电阻R8与开关电路的DCE_RXD端连接，开关电路通过NMOS搭建，控制IO端导通或关断。集中器数据口通过排针与整体电路连接，数据先经过TVS管削减除浪涌或静电带来的波动，再由开关电路控制数据的通断，防止干扰和电流回灌到DCU MCU。将独立的保护电路设置在数据口处，使得本地模块数据口抗浪涌能力不受数据芯片平台影响，增加了此类产品的可靠性和一致性，大大提高了数据口的防护能力。能力。能力。

【技术实现步骤摘要】
一种通信模块弱电接口、热拔插以及防电流倒灌的数据口保护电路


[0001]本专利技术涉及一种保护电路领域，尤其涉及一种通信模块弱电接口、热拔插以及防电流倒灌的数据口保护电路。

技术介绍

[0002]传统通讯模块电路通常不设保护电路，完全依靠数据芯片输入端内部的防护能力，不同数据芯片防护能力不同，造成防护能力参差不齐；且因为，数据芯片体积和功耗的限值，普遍防护等级不高。改进后的普通电路结构通常设置断电保护电路，能够一定程度上保护电路内部结构安全，但是无法实现热插拔，因此不能够应用于通讯模块中。本地通讯模块在实际使用中，需要与集中器整机一同长时间稳定工作；作为可插拔模块，标准详细定义了电源的电气规范和要求热插拔不损坏。因此通讯模块电路实现热插拔并且防护热插拔产生的浪涌冲击是具有必要性的。
[0003]例如，一种在中国专利文献上公开的“一种热插拔保护电路”，其公告号CN112332644B，包括：热插拔检测电路、N阱产生电路和IO热插拔控制电路。热插拔检测电路检测电源电压和PAD端口电压生成第一热插拔指示信号；N阱产生电路接收并根据第一热插拔指示信号和电源电压生成热插拔保护信号；热插拔检测电路根据第一热插拔指示信号和热插拔保护信号生成第二热插拔指示信号；IO热插拔控制电路接收并根据第一热插拔指示信号和第二热插拔指示信号使IO发送端进入热插拔状态；IO发送端中的IO驱动电路根据热插拔保护信号进入保护状态。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要解决现有技术电路缺少热插拔以及防电流倒灌的保护电路的问题；提供一种通信模块弱电接口、热拔插以及防电流倒灌的数据口保护电路，本专利技术将独立的保护电路设置在数据口处，使得本地模块数据口抗浪涌能力不受数据芯片平台影响，增加了此类产品的可靠性和一致性，大大提高了数据口的防护能力。
[0005]本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本专利技术包括集中器数据口，集中器数据口通过排针连接瞬态抑制二极管D12一端，D12另一端连接DCU数据口，D12另一端还通过串联电阻R8与开关电路的DCE_RXD端连接，开关电路通过NMOS搭建，控制IO端导通或关断。集中器数据口通过排针与整体电路连接，数据先经过TVS管削减除浪涌或静电带来的波动，再由开关电路控制数据的通断，防止干扰和电流回灌到DCU MCU。
[0006]作为优选，所述的开关电路中，设有串联的NMOS管和与之并联的二极管组成的Q1，所述Q1的D极和S极分别与分流电阻R1两端连接；Q1的G极与R5一端连接，R5另一端连接DCE_UART_CONTROL端。Q1的设计能够起到控制开关电路开启和关断的作用，从而影响电路中的整体分流和分压情况，改变集中器数据口处的电势，从而进一步防止电压、电流倒灌。
[0007]作为优选，所述的开关电路中，DCE_RXD端与Q1的D极连接，所述Q1的S极连接电阻R3一端，R3另一端连接IO端，在开关电路中设置有分压电阻R3，能够进一步减弱流过IO端的电流，从而对电路起到保护作用。
[0008]作为优选，所述的集中器数据口与DCU数据口通过用于静电保护和浪涌保护的瞬态抑制二极管进行数据交换，由开关电路控制数据通断，数据断开时，开关电路将DCU数据口电平拉高，防止电压或电流向DCU数据口倒灌。
[0009]作为优选，所述的串联电阻R8用于限制通过IO 端的电流值，使通过IO端的电流小于DCU MCU的驱动电流值，串联电阻R8与整个开关电路串联，可以起到分压限流的作用，使得通过IO端的电流不足以驱动DCU MCU，从而无法形成较大的电势差。
[0010]作为优选，所述的DCE_UART_CONTROL端降低电流，G点电势低于S点电势，使NMOS管导通；S点电势低于D点电势，Q1不导通，开关电路关断。在未插入DCU数据口或不需要开启开关电路时，保持Q1不导通状态。
[0011]作为优选，所述的DCE_UART_CONTROL端增加电流，G点电势高于S点电势，NMOS管不导通，S点电势高于D点电势，Q1导通，开关电路开启，R1分流，进一步限制电路中通过IO端的电流。当插入DCU数据口或电路存在较大波动时，通过调节NMOS管和二极管保持Q1导通，防止干扰和电流回灌给数据芯片。
[0012]本专利技术的有益效果是：1. 本专利技术的一种通信模块弱电接口、热拔插以及防电流倒灌的数据口保护电路，采用标准化的外围设计，适用于各种芯片方案，在为本地通讯模块提供稳定保护的同时，是高了方案的重复采用性和开发效率；2. 本专利技术的一种通信模块弱电接口、热拔插以及防电流倒灌的数据口保护电路，在数据口放置独立的TVS，能够在一定程度上抑制浪涌和静电干扰，并且本专利技术单独设置开关控制电路，可以在需要时关断数据口，防止出现干扰和电流回灌。
附图说明
[0013]图1是本专利技术的一种通信模块弱电接口、热拔插以及防电流倒灌的数据口整体电路示意图；图2是本专利技术的一种通信模块弱电接口、热拔插以及防电流倒灌的数据口保护电路结构图。
具体实施方式
[0014]下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。
[0015]实施例：本实施例的一种通信模块弱电接口、热拔插以及防电流倒灌的数据口保护电路，如图1和图2所示，集中器通过间距为2.54mm排针与本地通讯模块进行数据通讯，本地模块内部的DCU数据口靠近接口输入端增加TVS瞬态抑制二极管和实用NMOS搭建的开关电路，为本地模块内通讯芯片提供防护。
[0016]DCU 数据口通常是与集中器数据口直接连接，集中器TTL电平普遍为3.3V，部分老款的集中器TTL电平为5V。考虑到实际使用时集中器会关断DCU电源，但集中器端的ARM核心
板数据口仍然会工作，此时ARM板数据口会有电压灌给DCU 数据口，有可能导致DCU MCU上电时序错乱。并且无论是集中器还是DCU的MCU通常默认数据口 RX上拉高电平。因此本方案设计了两部分功能电路。
[0017]第一部分功能电路：采用NMOS搭建开关电路，开关电路中，设有并联的NMOS管和二极管组成的Q1，所述Q1的D极和S极分别与分流电阻R1两端连接；Q1的G极与R5一端连接，R5另一端连接DCE_UART_CONTROL端。Q1的设计能够起到控制开关电路开启和关断的作用，从而影响电路中的整体分流和分压情况，改变集中器数据口处的电势，从而进一步防止电压、电流倒灌。此外DCE_RXD端与Q1的D极连接，所述Q1的S极连接电阻R3一端，R3另一端连接IO端，在开关电路中设置有分压电阻R3，能够进一步减弱流过IO端的电流，从而对电路起到保护作用。
[0018]这部分的功能可以通过开启/关断G极达到IO导通/关断的功能；同时还有电平转换的功能。通常MCU IO的灌电流或者拉电流在10mA左右，这里选择的NMOS过流能力为300mA。
[0019]第二部分电路为TVS二极管和串联电阻。集中器数据口通过排针与整体电路连接，数据先经过TVS管削减除浪涌或静电带来本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通信模块弱电接口、热拔插以及防电流倒灌的数据口保护电路，包括集中器数据口，其特征在于，所述集中器数据口通过排针连接瞬态抑制二极管D12一端，D12另一端连接DCU数据口，D12另一端还通过串联电阻R8与开关电路的DCE_RXD端连接，开关电路通过NMOS搭建，控制IO端导通或关断。2.根据权利要求1所述的一种通信模块弱电接口、热拔插以及防电流倒灌的数据口保护电路，其特征在于，所述开关电路中，设有串联的NMOS管和并联的二极管组成的Q1，所述Q1的D极和S极分别与分流电阻R1两端连接；Q1的G极与R5一端连接，R5另一端连接DCE_UART_CONTROL端。3.根据权利要求2所述的一种通信模块弱电接口、热拔插以及防电流倒灌的数据口保护电路，其特征在于，所述开关电路中，DCE_RXD端与Q1的D极连接，所述Q1的S极连接电阻R3一端，R3另一端连接IO端。4.根据权利要求2或3所述的一种通信模块弱电接口、热拔插以及防电流倒灌的数据口保护电路，其特征在于，集中器数...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏文海，游雪城，杨硕琛，孙香涛，廖先仪，林封焰，成锋，乔建丽，刘建，
申请(专利权)人：浙江利尔达物联网技术有限公司，
类型：发明
国别省市：