一种隔离防雷模块制造技术

本发明专利技术公开了一种信号隔离防雷模块，包括：模数转换电路，所述模数转换电路用于将输入的模拟信号转换为输出的数字信号；隔离电路，所述隔离电路与所述模数转换电路连接或所述隔离电路与所述数模转换电路连接，并接收所述模数转换电路输出的数字信号或将所述模数转换电路输出的数字信号输出给所述数模转换器；数模转换电路，所述数模转换电路与所述隔离电路连接，将所述数字信号转换为模拟信号后输出所述模拟信号；恒流恒压转换电路，接收所述数模转换电路传输的模拟信号，并输出与所述模数转换器输入信号一致的电流或电压值。将雷电产生的高压隔离在隔离防雷模块的一侧，防止其对电子或电气原件造成损坏。

【技术实现步骤摘要】
一种隔离防雷模块
本专利技术涉及一种高电压隔离防护装置，尤其涉及一种隔离防雷模块。
技术介绍
随着社会信息化进程，以及工业自动化进程的加快，微电子产品在社会的各个领域广泛地使用。现代电子技术中电子元器件或电气元件，一般无法承受5V的电压波动。当雷击发生时，如果所有线路是共同敷设(如双绞线、网线、同轴电缆)，在雷电发生时，在所有的信号线路中，会产生感应极性和幅值相同的感应电压，由于雷击时释放的能量庞大，会在雷击附近范围内的线路中产生较大的感应电压，进而瞬间损坏连接在电路两端的电子或电器元件，造成较大的损失。现有技术中，为防止雷电破坏，一般采用SPD(电涌保护器)，使用时，将相对应的SPD串/并联在相关的线路中，一旦线路由于雷击出现雷过电压，SPD将同保护地短接，将雷电流在地中散流，以达到保护电气设备的目的。本专利技术创造的专利技术人在研究现有技术的过程中发现，由于雷电是多脉冲放电，SPD虽说可以钳压，但由于雷电流的很高的电流变化率(di/dt)或电压变化率(du/dt)，造成电子设备的损坏；SPD的动作时间是毫秒级，而雷电流时间是微秒级，SPD动作慢而不能保护设备；SPD经常在雷电的第一个脉冲被损坏失效，失去对后续脉冲放电的电磁感应产生的雷电保护，造成被保护设备的损坏，且SPD常出现雷过电压消失之后不能恢复高阻抗，在工作电压下其泄漏电流大等故障，使其可靠性大大降低。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种隔离防雷模块，使电信号在第一防雷模块内部进行短暂的光路传播，从而切断了由雷电产生的高压流经的线路，将雷高压隔离在隔离防雷模块的一侧，防止其对电子或电气元件造成损坏。通过采用该技术方案，有效的解决了现有技术中对高的电流变化率(di/dt)、电压变化率(du/dt),动作速度慢，多脉冲放电保护不足，以及高电压过后，SPD无法恢复高阻抗，在工作电压下泄漏电流大的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种隔离防雷模块，包括：模数转换电路，所述模数转换电路用于将输入的模拟信号转换为输出的数字信号；隔离电路，所述隔离电路与所述模数转换电路连接，并接收所述模数转换电路输出的数字信号；数模转换电路，所述数模转换电路与所述隔离电路连接，所述数模转换电路接收所述防雷电路输出的数字信号，并将所述数字信号转换为模拟信号后输出所述模拟信号；恒流恒压转换电路，所述恒流恒压转换电路与所述数模转换电路连接，接收所述数模转换电路传输的模拟信号，并输出恒定的电流或电压值。本专利技术的有益效果是：通过使电信号在第一防雷模块内部进行短暂的光路传播，从而切断了由雷电电磁脉冲产生的高压传导的线路，将雷电产生的高压隔离在隔离防雷模块的一侧，防止其对电子或电气原件造成损坏。由于信号在第一防雷模块内部以光信号的方式进行传播，无需通过线路进行传播，即使雷电为多脉冲放电在无法击穿第一防雷模块的情况下，多次放电也无法通过第一防雷模块。同时第一防雷模块在非击穿的情境下，不存在恢复的问题，不会导致雷高压过后出现工作电压泄露的问题。附图说明一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。图1a为一种隔离防雷模块的结构示意图；图1b为另一种隔离防雷模块的结构示意图；图1c为再一种隔离防雷模块的结构示意图；图1d为图1a、1b、1c所示一种隔离防雷模块等电位示意图；图2为实施例1提供的一种隔离防雷模块的结构示意图；图3为实施例1提供的又一种隔离防雷模块的结构示意图；图4为实施例2提供的一种隔离防雷模块的结构示意图；图5为实施例3提供的一种隔离防雷模块的结构示意图；图6为实施例3提供的又一种隔离防雷模块的结构示意图；图7为图6所示的又一种隔离防雷模块的具体结构连接图；图8为实施例4提供的一种隔离防雷模块的结构示意图；图9为图8所示的一种隔离防雷模块的具体结构连接图；图10为实施例1、2、3、4所示的电源电路的结构示意图；图11为实施例1、2、3、4中的隔离防雷模块的应用实施例示意图；图12为实施例1、2、3、4中的隔离防雷模块的又一应用实施例示意图；图13为实施例1、2、3、4中的隔离防雷模块接入测试信号时的示意图；图14为图13所示接入测试信号后的隔离防雷模块接入示波器的示意图；图15为图14所示的示波器输出的方波示意图；图16为图14所示的示波器输出的三角波示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面结合附图和具体实施例，对本专利技术进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本专利技术。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。参阅图1a，一种隔离防雷模块，包括：模数转换电路11、隔离电路12、数模转换电路13以及恒流恒压转换电路14。其中，隔离电路12与模数转换电路11连接，数模转换电路13与隔离电路12连接，恒流恒压转换电路14与数模转换电路13连接。模数转换电路11用于将输入的模拟信号转换为输出的数字信号；隔离电路12与模数转换电路11连接，隔离电路12接收模数转换电路11输出的数字信号，数字信号在隔离电路12内部转换为光信号，光信号在隔离电路12内部进行短暂传播后转化为数字信号，隔离电路12输出由光信号转化的数字信号；数模转换电路13与隔离电路12连接，数模转换电路13接收隔离电路12输出的数字信号，并将数字信号转换为模拟信号后输出模拟信号；恒流恒压转换电路14与数模转换电路13连接，接收数模转换电路13输出的模拟信号，输出电流与电压。隔离电路12进一步包括：隔离器121以及微控制单元122，隔离器121第一输入端与模数转换电路11连接，第一输出端与微控制单元122连接。隔离器121的第二输入端与微控制单元122连接，第二输出端与模数转换电路连接。隔离器121位于模数转换电路11与微控制单元122之间。参阅图1b，隔离器121还可以位于微控制单元122与数模转换电路13之间，微处理单元122的输出端与隔离器121的输入端连接，隔离器121的输出端与数模转换电路13连接。参阅图1c，所述隔离电路121还可以包括：第一隔离器121、微控制单元122以及第二隔离器123，其中，第一隔离器121位于模数转换电路与微控制单元122之间，第一隔离器121的第一输入端与模数转换电路11连接，第一输出端与微控制单元122连接。第一隔离器121的第二输入端与微控制单元122连接，第二输出端与模数转换电路11连接。第二隔离器123位于微控制单元122与数模转换电路13之间，微处理单元122的输出端与第二隔离器123的输入端连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号隔离防雷模块，其特征在于，包括：模数转换电路，所述模数转换电路用于将输入的模拟信号转换为输出的数字信号；隔离电路，所述隔离电路与所述模数转换电路连接或所述隔离电路与所述数模转换电路连接，并接收所述模数转换电路输出的数字信号或将接收的数字信号输出给所述数模转换器；数模转换电路，所述数模转换电路与所述隔离电路连接，所述数模转换电路接收所述出的数字信号，并将所述数字信号转换为模拟信号后输出所述模拟信号；恒流恒压转换电路，所述恒流恒压转换电路与所述数模转换电路连接，接收所述数模转换电路传输的模拟信号，并输出与所述模数转换器输入信号一致的电流或电压值。

【技术特征摘要】
1.一种信号隔离防雷模块，其特征在于，包括：模数转换电路，所述模数转换电路用于将输入的模拟信号转换为输出的数字信号；隔离电路，所述隔离电路与所述模数转换电路连接或所述隔离电路与所述数模转换电路连接，并接收所述模数转换电路输出的数字信号或将接收的数字信号输出给所述数模转换器；数模转换电路，所述数模转换电路与所述隔离电路连接，所述数模转换电路接收所述出的数字信号，并将所述数字信号转换为模拟信号后输出所述模拟信号；恒流恒压转换电路，所述恒流恒压转换电路与所述数模转换电路连接，接收所述数模转换电路传输的模拟信号，并输出与所述模数转换器输入信号一致的电流或电压值。2.根据权利要求1所述的信号隔离防雷模块，其特征在于，所述隔离电路包括：第一隔离器以及微控制单元；所述第一隔离器输入端与所述模数转换电路连接，所述第一隔离器输出端与所述微控制单元输入端连接；所述第一隔离器位于所述模数转换电路与所述微控制单元的输入端之间。3.根据权利要求2所述的信号隔离防雷模块，其特征在于，所述第一隔离器包括不少于一个隔离器，每一隔离器以首尾相接的方式串联在一起，前一个隔离器的输出端连接在后一个隔离器的输入端。4.根据权利要求3所述的信号隔离防雷模块，其特征在于，所述隔离电路还包括：与第一隔离器串联数量相同，信号传输方向相反的隔离器。5.根据权利要求2或3所述的信号隔离防雷模块，其特征在于，所述隔离电路还包括：第二隔离器；所述第二隔离器位于所述数模转换电路与所述微控制单元的输出端之间。6.根据权利要求5所述的信号隔离防雷模块，其特征在于，所述第二隔离器包括不少于一个隔离器，每一隔离器以首尾相接的方式串联在一起，前一个隔离器的输出端连接在后一个隔离器的输入端。7.根据权利要求6所述的隔离防雷模块，其特征在于，所述隔离电路还包括：与所述第二隔离器串联数量相同，传输信号方向相同的隔离器。8.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：至少三个独立电源电路，所述各个电源电路分别与模数转换电路、隔离电路、模数转换电路以及恒流恒压转换电路连接。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，当所述第一隔离电路中、所述第二隔离电路中包含多于一个隔离器串联，每个隔离器分别由独立的电源电路供电。10.根据权利要求8或9所述的信号隔离防雷模块，其特征在于，所述电源电路为二极管整流电路，在整流电路中的二极管的两端并联压敏电阻或放...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵维明，李晨曦，杨悦新，
申请(专利权)人：深圳市安特博防雷技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44