專利名稱：設(shè)有一分二式電源模塊的串口通訊系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用于多功能采集電路技術(shù)中裝置與上位機(jī)之間進(jìn)行通訊的設(shè)有一分二式電源模塊的串口通訊系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，在電力系統(tǒng)中，直流數(shù)據(jù)采集模塊可實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)采集的功能，其中，串口通訊系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)與上位機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，但是，直流數(shù)據(jù)采集模塊中不僅含有數(shù)據(jù)通訊的通訊電路，還含有數(shù)據(jù)采集的模擬電路，且需要在傳輸距離較遠(yuǎn)，惡劣的環(huán)境下，滿足通訊的穩(wěn)定性和抗干擾能力，而現(xiàn)有的用于數(shù)據(jù)傳送的串口通訊系統(tǒng)提供隔離工作電源的大多是220V市電輸入由經(jīng)變壓器和穩(wěn)壓管提供一路單獨(dú)的隔離+5V與接地OV電源，即由AC-DC開關(guān)電源提供隔離工作電源，開關(guān)電源模塊需提供兩路輸出功率不同的5V電源分另Ij為通訊回路和模擬回路同時(shí)供電，這種情況，開關(guān)電源的回路較多，電路復(fù)雜。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中串口通訊系統(tǒng)的開關(guān)電源的回路較多，電路復(fù)雜的問題。本實(shí)用新型提供的設(shè)有一分二式電源模塊的串口通訊系統(tǒng)，設(shè)置了具有隔離功能的電源轉(zhuǎn)換模塊，減少了供電回路的數(shù)量，在提高系統(tǒng)的抗干擾能力，能夠在傳輸距離遠(yuǎn)，工作環(huán)境惡劣的情況下，保證數(shù)據(jù)采集電路與上位機(jī)之間的通訊質(zhì)量的同時(shí)，減少了供電回路的數(shù)量，簡(jiǎn)化直流數(shù)據(jù)采集模塊回路，具有良好的應(yīng)用前景。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種設(shè)有一分二式電源模塊的串口通訊系統(tǒng)，包括電源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和串口通訊模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊通過串口通訊模塊與上位機(jī)相連接，其特征在于還包括電源轉(zhuǎn)換模塊，所述電源模塊的電源輸出端通過電源轉(zhuǎn)換模塊隔離出另一路電源輸出端，所述另一路電源輸出端與所述串口通訊模塊的電源輸入端相連接，所述電源模塊的電源輸出端還與數(shù)據(jù)采集模塊的電源輸入端相連接。前述的設(shè)有一分二式電源模塊的串口通訊系統(tǒng)，其特征在于所述電源模塊為開關(guān)電源。前述的設(shè)有一分二式電源模塊的串口通訊系統(tǒng)，其特征在于所述電源轉(zhuǎn)換模塊為設(shè)有電氣隔離的直流電源轉(zhuǎn)換器。前述的設(shè)有一分二式電源模塊的串口通訊系統(tǒng)，其特征在于所述直流電源轉(zhuǎn)換器包括直流電源轉(zhuǎn)換芯片U1、輸入濾波電路和輸出濾波電路，所述輸入濾波電路設(shè)置在直流電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的電源輸入端，與所述電源模塊的電源輸出端相連接，所述輸出濾波電路設(shè)置在直流電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的電源輸出端，與所述串口通訊模塊的電源輸入端相連接。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型提供的設(shè)有一分二式電源模塊的串口通訊系統(tǒng)，設(shè)置了具有隔離功能的電源轉(zhuǎn)換模塊，采用單獨(dú)的隔離后的電源為串口通訊模塊進(jìn)行供電，在提高整個(gè)系統(tǒng)抗干擾的能力，還能夠在傳輸距離遠(yuǎn)，工作環(huán)境惡劣的情況下，保證數(shù)據(jù)采集電路與上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)通訊質(zhì)量的同時(shí)，能夠有效的減少了供電回路的數(shù)量，簡(jiǎn)化直流數(shù)據(jù)采集模塊回路，具有良好的應(yīng)用前景。

圖I是本實(shí)用新型的設(shè)有一分二式電源模塊的串口通訊系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。圖2是本實(shí)用新型的直流電源轉(zhuǎn)換器的電路圖。圖3是本實(shí)用新型的直流電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的內(nèi)部原理圖。圖4是本實(shí)用新型的串口通訊模塊的電路圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合說明書附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。如圖I所示，本實(shí)用新型的設(shè)有一分二式電源模塊的串口通訊系統(tǒng)，包括電源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊和串口通訊模塊，數(shù)據(jù)采集模塊通過串口通訊模塊與上位機(jī)相連接，電源模塊的電源輸出端通過電源轉(zhuǎn)換模塊隔離出另一路電源輸出端，另一路電源輸出端與所述串口通訊模塊的電源輸入端相連接，電源模塊的電源輸出端還與數(shù)據(jù)采集模塊的電源輸入端相連接。所述電源模塊為開關(guān)電源，開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)晶體管開通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制IC和開關(guān)器件(M0SFET、BJT等)構(gòu)成，開關(guān)電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長(zhǎng)，但二者增長(zhǎng)速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上，反而高于開關(guān)電源，現(xiàn)代開關(guān)電源有兩種一種是直流開關(guān)電源；另一種是交流開關(guān)電源。本發(fā)明選用的是直流開關(guān)電源，能夠?qū)㈦娔苜|(zhì)量較差的原生態(tài)電源(粗電)，如市電電源或蓄電池電源，轉(zhuǎn)換成滿足設(shè)備要求的質(zhì)量較高的直流電壓(精電)。所述電源轉(zhuǎn)換模塊設(shè)有電氣隔離的直流電源轉(zhuǎn)換器，如圖2所示，能夠?qū)㈦娫茨K的輸出的一路5V輸出的基礎(chǔ)上，在增加具有電氣隔離的另一路5Vb電源輸出，直流電源轉(zhuǎn)換器包括直流電源轉(zhuǎn)換芯片U1、輸入濾波電路和輸出濾波電路，其中輸入濾波電路包括濾波電容Cl和C2，輸出濾波電路包括濾波電容C3和C4電路，Cl和C2設(shè)置Ul輸入端的前端，與電源模塊的電源輸出端5V相連接，Cl和C2的負(fù)極接地，C3和C4設(shè)置Ul輸出端的后端，與串口通訊模塊的電源輸入端5Vb相連接，Cl和C2的負(fù)極接GND_2另一塊地。這里的直流電源轉(zhuǎn)換芯片Ul為德州儀器(TI)宣布推出采用微型封裝、具有3kV隔離功能的IW非穩(wěn)壓DC-DC (直流電源轉(zhuǎn)換)轉(zhuǎn)換芯片，型號(hào)為DCH010515SN7，該款全新DCHOl系列插入式電源轉(zhuǎn)換芯片，不僅能夠在5V輸入電壓下工作，而且還能提供5V、12V與15V的單個(gè)電壓以及±5V、±12V與±15V的補(bǔ)償雙通道輸出電壓，能夠非常理想地適用于工業(yè)應(yīng)用，如數(shù)據(jù)采集、馬達(dá)控制、可編程邏輯控制、測(cè)量測(cè)試、醫(yī)療儀器以及專業(yè)音頻等領(lǐng)域，故選擇此型號(hào)芯片，如圖3所示，是芯片DCH010515SN7的內(nèi)部原理圖，設(shè)有電氣隔離模塊。如圖4所示，所述串口通訊模塊包括串口通訊芯片MAX485，串口通訊芯片MAX485采用單一電源+5 V工作，額定電流為300 μ A，采用半雙工通訊方式，完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS - 485電平的功能。當(dāng)串口通訊芯片ΜΑΧ485用在通訊電路時(shí)，①腳、④腳分別與處理器的RXD和TXD相連；②腳/RE和③腳DE與處理器的P端口相連接；⑥腳和⑦腳分別為接收和發(fā)送的差分信號(hào)端，與上位機(jī)的485端口相接，進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，⑧腳的電源輸入端口5Vb。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前 提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.設(shè)有一分二式電源模塊的串口通訊系統(tǒng)，包括電源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和串口通訊模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊通過串口通訊模塊與上位機(jī)相連接，其特征在于還包括電源轉(zhuǎn)換模塊，所述電源模塊的電源輸出端通過電源轉(zhuǎn)換模塊隔離出另一路電源輸出端，所述另一路電源輸出端與所述串口通訊模塊的電源輸入端相連接，所述電源模塊的電源輸出端還與數(shù)據(jù)采集模塊的電源輸入端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)有一分二式電源模塊的串口通訊系統(tǒng)，其特征在于所述電源模塊為開關(guān)電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)有一分二式電源模塊的串口通訊系統(tǒng)，其特征在于所述電源轉(zhuǎn)換模塊為設(shè)有電氣隔離的直流電源轉(zhuǎn)換器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)有一分二式電源模塊的串口通訊系統(tǒng)，其特征在于所述直流電源轉(zhuǎn)換器包括直流電源轉(zhuǎn)換芯片U1、輸入濾波電路和輸出濾波電路，所述輸入濾波電路設(shè)置在直流電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的電源輸入端，與所述電源模塊的電源輸出端相連接，所述輸出濾波電路設(shè)置在直流電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的電源輸出端，與所述串口通訊模塊的電源輸入端相連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種設(shè)有一分二式電源模塊的串口通訊系統(tǒng)，包括電源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊和串口通訊模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊通過串口通訊模塊與上位機(jī)相連接，所述電源模塊的電源輸出端通過電源轉(zhuǎn)換模塊隔離出另一路電源輸出端，所述另一路電源輸出端與所述串口通訊模塊的電源輸入端相連接，所述電源模塊的電源輸出端還與數(shù)據(jù)采集模塊的電源輸入端相連接。本實(shí)用新型提供的設(shè)有一分二式電源模塊的串口通訊系統(tǒng)，設(shè)置了具有隔離功能的電源轉(zhuǎn)換模塊，在提高系統(tǒng)的抗干擾能力，能夠在傳輸距離遠(yuǎn)，工作環(huán)境惡劣的情況下，保證數(shù)據(jù)采集電路與上位機(jī)之間的通訊質(zhì)量的同時(shí)，減少了供電回路的數(shù)量，簡(jiǎn)化直流數(shù)據(jù)采集模塊回路，具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G06F13/40GK202736038SQ20122039098
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月8日
發(fā)明者鄔廣建, 蔣瑩瑩, 李海建, 毛乃虎, 張雷 申請(qǐng)人:國電南京自動(dòng)化股份有限公司