一种高精度宽电压隔离安全栅制造技术

本实用新型专利技术提供一种高精度宽电压隔离安全栅，包括直流电源、逆变单元、隔离变压器单元、信号采集模块、选择模块和主控单元，还包括第一光耦隔离模块和第二光耦隔离模块，所述直流电源经逆变单元将直流信号变为交流信号提供给隔离变压器单元，隔离变压器输出三路信号分别给主控单元、第一光耦隔离模块和第二光耦隔离模块提供电信号；信号采集模块经选择模块与主控单元连接。本实用新型专利技术的电路实现了将输入、输出以及电源三方之间的相互电气隔离，宽范围输入，信号抗干扰能力强、抗静电好、抗变频器干扰，提高了整个系统的可靠性。提高了整个系统的可靠性。提高了整个系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度宽电压隔离安全栅


[0001]本技术涉及工业危险场所设备的防爆隔离安全
，具体涉及一种高精度宽电压隔离安全栅。

技术介绍

[0002]安全栅安装在安全区域，用于危险场所和安全场所之间的隔离，限制安全场所的危险能量窜到危险场所，安全栅通常分为齐纳式安全栅和隔离式安全栅。齐纳式安全栅一般由齐纳二极管Z (又称稳压管)、限流电阻 R和快速熔断器F组成。齐纳全栅的作用是限制进入危险场所的能量, 通过限制电压和电流来实现。齐纳式安全栅仅有限能单元还必须接地在实际应用中逐步被淘汰。
[0003]隔离式安全栅具有更强的信号处理能力，比齐纳式安全栅能接受的信号种类更多。但是现有工业上的隔离安全栅多用于24V的电源，过高的电压很可能损坏电气设备，造成危险，也未工业上多样化电源电压的使用带来的限制。

技术实现思路

[0004]针对以上窄输入电压范围的问题，本技术提出了一种高精度宽电压隔离安全栅，可以应用于15~60V的宽电压输入范围且保持较高精度。
[0005]一种高精度宽电压隔离安全栅，包括直流电源、逆变单元、隔离变压器单元、信号采集模块、主控单元、第一光耦隔离模块和第二光耦隔离模块，所述直流电源经逆变单元将直流信号变为交流信号提供给隔离变压器单元，所述隔离变压器单元三路输出分别给主控单元、第一光耦隔离模块和第二光耦隔离模块提供电信号；信号采集模块与主控单元连接；
[0006]进一步的，所述逆变包括依次连接的第一整流桥、降压电路、多谐振荡单元和逻辑单元，第一整流桥输入端连接直流电源，逻辑单元输出交流信号提供给隔离变压器单元；
[0007]进一步的，还包括选择模块，连接在信号采集模块和主控单元之间，将选择的信号提供给主控单元处理；
[0008]进一步的，所述隔离变压器单元通过第一稳压模块给主控单元提供电信号；
[0009]进一步的，所述第一光耦隔离模块包括光耦隔离器、第二稳压模块、开关模块、运放模块，所述光耦隔离器的输入端与主控单元的输出端连接，所述隔离变压器单元的输出信号经第二稳压模块与所述开关模块连接，所述光耦隔离器的输出端经运放模块也与开关模块连接；
[0010]进一步的，所述第一光耦隔离模块和第二光耦隔离模块相同；
[0011]进一步的，所述隔离变压器单元包括变压器芯片、第二整流桥、滤波模块和保险丝，变压器芯片与第二整流桥连接，所述第二整流桥的输出接滤波模块的输入，所述滤波模块包括依次并联的两个电容和电阻。
[0012]本技术取得了如下的技术效果：
[0013]1、本技术采用隔离变压器、两个光耦隔离模块实现信号之间的相互电气隔
离，精度更高，更加具有工业应用前景；
[0014]2、本技术实现了输入、输出、电源的三方之间的电气隔离，抗干扰性能好，抗静电能力强，抗变频器干扰，工业应用更可靠；
[0015]3、本实用型可应用于15~60V的宽电压输入范围，具有更广的工业应用和价值。
附图说明
[0016]图1 本技术的隔离安全栅整体电路框图；
[0017]图2 本技术的隔离变压器单元；
[0018]图3 本技术的第一/二光耦隔离模块。
具体实施方式
[0019]以下将结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明：
[0020]图1示出了本技术的隔离安全栅整体电路框图，包括直流电源、逆变单元、隔离变压器单元、信号采集模块、主控单元、第一光耦隔离模块和第二光耦隔离模块，所述直流电源经逆变单元将直流信号变为交流信号提供给隔离变压器单元，所述隔离变压器单元三路输出分别给主控单元、第一光耦隔离模块和第二光耦隔离模块提供电信号；信号采集模块与主控单元连接；主控单元可采用单片机。
[0021]直流电源可为15V
‑
60V的直流电压，通过隔离变压器，能够将较宽输入范围的电压进行隔离输出，以供后级电路使用。
[0022]所述逆变包括依次连接的第一整流桥、降压电路、多谐振荡单元和逻辑单元，第一整流桥输入端连接直流电源，逻辑单元输出交流信号提供给隔离变压器单元；其中第一整流桥可采用MB6S芯片，降压电路可采用MP245IDT系列芯片，多谐振荡单元可采用CD4047B芯片。
[0023]图1还示出了隔离安全栅还包括选择模块，连接在信号采集模块和主控单元之间，将选择的信号提供给主控单元处理；其中选择模块可以为8通道模拟多路复用器电路。
[0024]所述隔离变压器单元通过第一稳压模块给主控单元提供电信号，稳压模块可采用HT7550系列芯片。
[0025]信号采集模块采集的信号可以是温度、压力、液位、流量等信号。
[0026]进一步的，信号采集模块和选择模块之间还包括信号放大电路（未示出），用于对采集到的信号进行放大处理。
[0027]图2示出了经上述逆变单元输出的交流信号经隔离变压器单元的引脚J2
‑
1和J2
‑
2输入，输出三路信号J2
‑
5、J2
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6，J2
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7、J2
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8，J2
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11、J2
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12；隔离变压器单元的输出J2
‑
5、J2
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6通过第一稳压模块给主控单元供电；隔离变压器单元的输出J2
‑
7、J2
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8通过第二稳压模块给第一光耦隔离模块提供电信号；隔离变压器单元的输出J2
‑
11、J2
‑
12通过第三稳压模块给第二光耦隔离模块提供电信号。
[0028]进一步的，所述隔离变压器单元包括变压器芯片、第二整流桥、滤波模块和保险丝，变压器芯片与第二整流桥连接，所述第二整流桥的输出接滤波模块的输入，所述滤波模块包括依次并联的两个电容C18、C57和电阻R21；第二整流桥可以采用与第一整流桥相同的芯片，也可采用MB110S芯片。
[0029]如图3所示所述第一光耦隔离模块包括了如虚线框中所示的光耦隔离器、第二稳压模块、开关模块、运放模块，所述光耦隔离器的输入端与主控单元的输出端连接，所述隔离变压器单元的输出信号经第二稳压模块与所述开关模块连接，所述光耦隔离器的输出端经运放模块也与开关模块连接。
[0030]其中光耦隔离器可采用HEF4051BT芯片，稳压模块可采用与前述相同的HT7550系列芯片，运放模块可采用SGM321YN5G系列芯片；输入引脚U1
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26接主控单元的相应输出引脚，输入引脚J2
‑
7、J2
‑
8接隔离变压器单元的输出J2
‑
7、J2
‑
8。
[0031]通过以上描述可知，在不降低电源效率的前提下，主控单元能够完成控制与电源、输入、输出三方的电气隔离。
[0032]在较佳的实施例中，所述第一光耦本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度宽电压隔离安全栅，其特征在于：包括直流电源、逆变单元、隔离变压器单元、信号采集模块、主控单元、第一光耦隔离模块和第二光耦隔离模块，所述直流电源经逆变单元将直流信号变为交流信号提供给隔离变压器单元，所述隔离变压器单元三路输出分别给主控单元、第一光耦隔离模块和第二光耦隔离模块提供电信号；信号采集模块与主控单元连接。2.根据权利要求1所述的一种高精度宽电压隔离安全栅，其特征在于：所述逆变包括依次连接的第一第一整流桥、降压电路、多谐振荡单元和逻辑单元，第一整流桥输入端连接直流电源，逻辑单元输出交流信号提供给隔离变压器单元。3.根据权利要求1所述的一种高精度宽电压隔离安全栅，其特征在于：还包括选择模块，连接在信号采集模块和主控单元之间，将选择的信号提供给主控单元处理。4.根据权利要求1所述的一种高精度宽电压隔离...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭小坡，刘永峰，王鑫，李秀玲，
申请(专利权)人：河南霍兹电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：