防雷隔離器以及防雷隔離電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種防雷隔離器及防雷隔離電路。防雷隔離器包括殼體、隔離器主板、防雷隔離器輸入端子A1-A3、防雷用的浪涌保護(hù)模塊以及連接單元，浪涌保護(hù)模塊、隔離器主板、均固定在殼體內(nèi)，防雷隔離器輸入端子A1-A3固定在殼體上，浪涌保護(hù)模塊通過連接單元與隔離器主板電連接，連接單元還與防雷隔離器輸入端子A1-A3電連接。防雷隔離電路包括隔離電路、浪涌保護(hù)電路以及用于連接所述浪涌保護(hù)電路與所述隔離電路三個協(xié)調(diào)電阻R54、R31、R22。本發(fā)明防雷隔離器及防雷隔離電路可消除殘壓、自檢其壽命，更換浪涌保護(hù)模塊時(shí)，不影響隔離器工作，提高了系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)也降低了成本。
【專利說明】防雷隔離器以及防雷隔離電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及隔離器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種防雷隔離器以及防雷隔離電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展、各種形式的電子系統(tǒng)的應(yīng)用日 漸增多，這種系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)許多部門和規(guī)模復(fù)雜性相當(dāng)大的工廠，由于這些電子 系統(tǒng)設(shè)備的工作電壓僅為幾伏，電流在微安到毫安數(shù)量級，自然界中常有的雷電現(xiàn)象及復(fù) 雜的現(xiàn)場干擾信號很容易引起數(shù)據(jù)丟失、損壞電子系統(tǒng)設(shè)備，造成整個控制系統(tǒng)中斷、工廠 停產(chǎn)的嚴(yán)重事故。
[0003] 為了防止雷電的干擾，會在電子系統(tǒng)中加上隔離器與浪涌保護(hù)器，但目前大多數(shù) 廠商所提供的隔離器與浪涌保護(hù)器是分開設(shè)計(jì)的，并且浪涌保護(hù)器是并聯(lián)式結(jié)構(gòu)的，這種 結(jié)構(gòu)不能消除殘壓，不能在線檢測。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可防雷擊的防雷隔離器。
[0005] 此外，有必要提要提供一種應(yīng)用于上述防雷隔離器的防雷隔離電路。
[0006] 為解決上述問題，本發(fā)明提供一種防雷隔離器，所述防雷隔離器包括殼體、隔離器 主板、用于防雷用的浪涌保護(hù)模塊以及用于連接隔離器主板與浪涌保護(hù)模塊的連接單元， 所述浪涌保護(hù)模塊、所述隔離器主板和連接單元均固定在所述殼體內(nèi)，防雷隔離器輸入端 子A1-A3固定在殼體上連接單元還與防雷隔離器輸入端子A1-A3連接，所述浪涌保護(hù)模塊 與所述隔離器主板連接，所述隔離器主板上設(shè)有隔離電路，浪涌保護(hù)模塊內(nèi)設(shè)有浪涌保護(hù) 電路，所述連接單元為三個協(xié)調(diào)電阻1?54、1?31、1?22，所述浪涌保護(hù)電路通過所述三個協(xié)調(diào)電 阻R54、R31、R22與所述隔離電路電連接，所述三個協(xié)調(diào)電阻R54、R31、R22還分別與所述三 個防雷隔離器輸入端子A3-A1連接。
[0007] 進(jìn)一步的，所述殼體的一側(cè)設(shè)有用于插拔浪涌保護(hù)模塊的開口和與開口相對應(yīng)的 蓋板，所述蓋板的一端固定在所述殼體上，且所述蓋板可相對殼體旋轉(zhuǎn)。
[0008] 進(jìn)一步的，所述浪涌保護(hù)模塊通過插接件與三個協(xié)調(diào)電阻R54、R31、R22電連接， 所述插接件包括插件和接件，所述插件和接件均設(shè)有第一至第十接口，所述插件上的第一 至第十接口與所述接件上的第一至第十接口一一對應(yīng)；所述浪涌保護(hù)模塊上的管腳P1與 插件上的第一接口電連接，所述浪涌保護(hù)模塊上的管腳P2與插件上的第二接口電連接，所 述浪涌保護(hù)模塊上的管腳P3與插件上的第三接口電連接，所述浪涌保護(hù)模塊上的管腳P8 與插件上的第八接口電連接，所述浪涌保護(hù)模塊上的管腳P9與插件上的第九接口電連接， 所述浪涌保護(hù)模塊上的管腳P10與插件上的第十接口電連接；所述接件上的第一至第三接 口分別與所述隔離器主板輸入端電連接，所述接件上的第八至第十接口分別與防雷隔離器 的輸入端子A3、A2、A1電連接。
[0009] 本發(fā)明還提供一種防雷隔離電路，所述防雷隔離器電路包括：
[0010] 隔離電路，用于將接收到的信號進(jìn)行隔離、放大以及轉(zhuǎn)換，并能屏蔽干擾信號；
[0011] 浪涌保護(hù)電路，用于泄放雷電電量，保護(hù)隔離電路不受雷電的沖擊，同時(shí)檢測泄雷 電電量元件的壽命；
[0012] 三個協(xié)調(diào)電阻R54、R31、R22,用于連接所述浪涌保護(hù)電路與所述隔離電路。
[0013] 進(jìn)一步的，所述浪涌保護(hù)電路包括一級放電電路、二級放電電路、取樣計(jì)數(shù)電路、 檢測二級放電電路是否漏電的漏電檢測電路、中央處理電路、指示浪涌保護(hù)電路是否失效 的失效指示電路以及給上述各電路供電的電源電路，所述一級放電電路用于泄放雷電電 量，所述二級放電電路用于泄放一級放電電路所產(chǎn)生的殘壓，所述一級放電電路通過三個 協(xié)調(diào)電阻R22、R31、R54與所述二級放電電路連接，所述取樣計(jì)數(shù)電路用于采集一級放電電 路泄放次數(shù)，并取樣計(jì)數(shù)電路將采集到的信號輸出到中央處理電路，漏電檢測電路將檢測 到的電信號輸出到中央處理電路，中央處理電路分析泄放電路性能并控制指示電路顯示結(jié) 果，所述協(xié)調(diào)電阻R22、R31、R54還與所述隔離電路連接。
[0014] 進(jìn)一步的，所述一級放電電路包括氣體放電管SA1和氣體放電管SA2,所述氣體放 電管SA1的第一端和所述氣體放電管SA2的第一端均與互感器T1連接，所述互感器T1的 次級線圈與取樣計(jì)數(shù)電路電連接；所述氣體放電管SA1的第二端與協(xié)調(diào)電阻R22的一端相 連，所述氣體放電管SA1的第三端與所述氣體放電管SA2的第二端電連接且共同，與協(xié)調(diào)電 阻R31的一端相連，所述氣體放電管SA2的輸出端與協(xié)調(diào)電阻R54的一端相連。
[0015] 進(jìn)一步的，所述二級放電電路包括兩個雙向瞬態(tài)抑制二極管D4、D5、三個取樣二極 管D1、D3、D6 ;所述瞬態(tài)二極管D4的陰極與所述電阻R31的另一端電連接，所述瞬態(tài)二極管 D5的陰極與所述電阻R22的另一端電連接，所述瞬態(tài)抑制二極管D4、D5的陽極電連接，所 述瞬態(tài)抑制二極管D4、D5的陽極與所述二極管D1的陽極以及二極管D6的陰極電連接，所 述二極管D1的陰極與所述二極管D3的陽極電連接，所述二極管D3的陰極和所述二極管D6 的陽極與所述電阻R54的另一端電連接并接參考地。
[0016] 進(jìn)一步的，所述漏電檢測電路包括電阻R1至R4、二極管D32和三極管Q1，所述電 阻R1的一端與所述二級放電電路電連接，所述電阻R1的另一端與所述二極管D32的陽極 和三極管Q1的基極電連接，所述二極管D32的陰極與所述電阻R2的一端電連接，所述電阻 R2的另一端接參考地；所述三極管Q1的集電極與電阻R4的一端電連接并與中央處理電路 電連接，所述電阻R4的另一端與所述電源電路電連接，所述三極管Q1的發(fā)射極通過電阻R3 接參考地。
[0017] 進(jìn)一步的，中央處理電路包括單片機(jī)U6、電阻R5、R6、R12、R13、R15、場效應(yīng)管Q2、 E5、Q6和電容C2、C13 ;所述單片機(jī)U6的電源管腳與參考地管腳之間通過所述電容C2電連 接，所述單片機(jī)U6的電源管腳還與電源電路連接，所述參考地管腳還直接連接參考地；
[0018] 所述單片機(jī)U6的輸入管腳XIN通過電阻R5與電源電路電連接，所述單片機(jī)U6的 輸入管腳XIN還與場效應(yīng)管Q2的漏極電連接，所述場效應(yīng)管Q2的柵極與取樣計(jì)數(shù)電路電 連接，所述場效應(yīng)管Q2的源極接參考地；
[0019] 所述單片機(jī)U6的復(fù)位管腳RST通過所述電容C13接地，所述單片機(jī)U6的復(fù)位管 腳RST通過電阻R6與電源電路電連接；
[0020] 所述單片機(jī)U6的測試數(shù)據(jù)輸入管腳TD0通過電阻R13與電源電路電連接，所述單 片機(jī)U6的測試數(shù)據(jù)輸入管腳TD0還與與場效應(yīng)管Q6的漏極電連接，所述場效應(yīng)管Q6的柵 極與取樣計(jì)數(shù)電路電連接，所述場效應(yīng)管Q6的源極接參考地；
[0021] 所述單片機(jī)U6的測試時(shí)鐘輸入管腳TCK通過所述電阻R12與電源電路電連接，所 述單片機(jī)U6的測試時(shí)鐘輸入管腳TCK還與與場效應(yīng)管E5的漏極電連接，所述場效應(yīng)管E5 的柵極與取樣計(jì)數(shù)電路63電連接，所述場效應(yīng)管E5的源極接參考地；
[0022] 所述單片機(jī)U6的輸入管腳P2. 5與所述電阻R15的一端電連接，所述電阻R15的 另一端與所述漏電檢測電路電連接；
[0023] 所述單片機(jī)U6的輸出管腳P2. 3和輸出管腳P2. 4與所述失效指示電路電連接。
[0024] 進(jìn)一步的，所述失效指示電路包括兩個發(fā)光二極管D7、電阻R7、R9、R11、R14以及 場效應(yīng)管Q3、Q4,所述兩個發(fā)光二極管D7的陽極相連之后與所述電源電路電連接，所述兩 個發(fā)光二極管D7的陰極分別與電阻R7、R14的一端相連，所述電阻R7的另一端與所述場效 應(yīng)管Q3的漏極電連接，所述場效應(yīng)管Q3的柵極與電阻R9的一端電連接，所述電阻R9的另 一端與中央處理電路電連接，所述場效應(yīng)管Q3的源極接參考地，所述電阻R14的另一端與 所述場效應(yīng)管Q4的漏極電連接，所述場效應(yīng)管Q4的柵極與電阻R11的一端電連接，所述電 阻R11的另一端與中央處理電路電連接，所述場效應(yīng)管Q4的源極接參考地。
[0025] 本發(fā)明防雷隔離電路采用浪涌保護(hù)電路與隔離電路串聯(lián)的方式，使浪涌保護(hù)器與 信號隔離器合二為一，降低了成本、節(jié)約安裝空間，浪涌保護(hù)電路能可防雷擊，并可消除殘 壓、自檢其壽命，在浪涌保護(hù)電路與所述隔離電路之間串聯(lián)有四個協(xié)調(diào)電阻R22、R31、R34、 R54,在更換失效的浪涌保護(hù)模塊時(shí)不會對原有信號產(chǎn)生影響，極大的提高了系統(tǒng)可靠性； 協(xié)調(diào)電阻R22、R31、R34、R54還能調(diào)節(jié)泄放電路的功效達(dá)到最佳。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026] 圖1是本發(fā)明防雷隔離器較佳實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖2是防雷隔離器的原理圖。
[0028] 圖3是本發(fā)明防雷隔離電路的較佳實(shí)施方式的電路原理圖。
[0029] 圖4是圖3中中央處理電路的電路原理圖。
[0030] 圖5是圖3中一級放電電路的電路原理圖。
[0031] 圖6是圖3中二級放電電路的電路原理圖。
[0032] 圖7是圖3中漏電檢測電路的電路原理圖。
[0033] 圖8是圖3中取樣技術(shù)電路的電路原理圖。
[0034] 圖9是圖3中失效指示電路的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0036] 如圖1和圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種防雷隔離器，所述防雷隔離器包括殼 體1、隔離器主板2、防雷隔離器輸入端子A1-A3、浪涌保護(hù)模塊3以及用于連接隔離器主板 2與浪涌保護(hù)模塊3的連接單元，所述浪涌保護(hù)模塊3、所述隔離器主板2和連接單元均固 定在所述殼體1內(nèi)，防雷隔離器輸入端子A1-A3固定在殼體上，連接單元還與防雷隔離器輸 入端子A1-A3連接。其中，所述隔離器主板2上設(shè)有隔離電路5,所述浪涌保護(hù)模塊3內(nèi)設(shè) 有浪涌保護(hù)電路6,所述連接單元包括三個協(xié)調(diào)電阻R54、R31、R22,所述浪涌保護(hù)電路6通 過協(xié)調(diào)電阻R54、R31、R22與所述隔離電路5電連接（請參圖3所示），所述三個協(xié)調(diào)電阻 R54、R31、R22還分別與所述三個防雷隔離器輸入端子A3-A1連接，所述三個協(xié)調(diào)電阻R54、 R31、R22、浪涌保護(hù)電路6以及隔離電路5組合形成防雷隔離電路。
[0037] 所述殼體1的一側(cè)設(shè)有用于插拔浪涌保護(hù)模塊3的開口 11，方便浪涌保護(hù)模塊3 的插拔，所述浪涌保護(hù)模塊3通過插接的方式與三個協(xié)調(diào)電阻R54、R31、R22電連接；同時(shí) 殼體1上還設(shè)有與開口 11相對應(yīng)的蓋板12,所述蓋板12的一端固定在所述殼體1上，且所 述蓋板12可相對殼體1旋轉(zhuǎn)，蓋板12可以防塵。
[0038] 所述浪涌保護(hù)模塊3通過插接件4與三個協(xié)調(diào)電阻R54、R31、R22電連接，所述插 接件4包括插件41和接件42,所述插件41和接件42均設(shè)有至少第一至第十接口（圖2中 僅示出了第一至第三以及第八至第十接口），所述插件41上的第一至第十接口與所述接件 42上的第一至第十接口一一對應(yīng)；所述浪涌保護(hù)模塊3上的管腳P1與插件41上的第一接 口電連接，所述浪涌保護(hù)模塊3上的管腳P2與插件41上的第二接口電連接，所述浪涌保護(hù) 模塊3上的管腳P3與插件41上的第三接口電連接，所述浪涌保護(hù)模塊3上的管腳P5與插 件41上的第五接口電連接，所述浪涌保護(hù)模塊3上的管腳P8與插件41上的第八接口電連 接，所述浪涌保護(hù)模塊3上的管腳P9與插件41上的第九接口電連接，所述浪涌保護(hù)模塊3 上的管腳P10與插件41上的第十接口電連接；所述接件42的第五接口和第六接口連接后 與浪涌保護(hù)模塊3相連，所述接件42的第四接口及第七接口空置；所述插件41的第五接口 和第六接口連接后接地，所述插件41的第四接口及第七接口空置；所述接件42上的第一接 口通過所述協(xié)調(diào)電阻R22與所述接件42上的第十接口連接，所述接件42上的第二接口通 過協(xié)調(diào)電阻R31接件42上的第九接口連接，所述接件42上的第三接口通過協(xié)調(diào)電阻R54與 接件42上的第八接口連接，所述接件42上的第一至第三接口分別與所述隔離器主板2輸 入端電連接，所述接件42上的第八至第十接口分別與防雷隔離器的輸入端子A3、A2、A1電 連接。
[0039] 當(dāng)浪涌保護(hù)模塊3從防雷隔離器取下時(shí)，防雷隔離器的輸入端子A1-A3則直接通 過三個調(diào)節(jié)電阻R22、R31、R54與防雷隔離器主板2電連接，因此防雷隔離器仍可正常工作， 不受浪涌保護(hù)模塊3的影響，從而提高了防雷隔離器的可靠性。本發(fā)明浪涌保護(hù)模塊3和 隔離器主板2模塊化，使其安裝空間減小，節(jié)約了安裝空間和成本。
[0040] 所述隔離電路5用于將接收到的信號進(jìn)行隔離、放大以及轉(zhuǎn)換，并能屏蔽干擾信 號；所述浪涌保護(hù)電路6用于泄放隔離電路5的輸入端的雷電電量，以保護(hù)隔離電路5不受 雷電的沖擊，同時(shí)檢測泄雷電電量兀件的壽命；所述三個協(xié)調(diào)電阻R54、R31、R22用于分配 浪涌保護(hù)電路6中各放電電路所泄放雷電能量的大小以及連接所述浪涌保護(hù)電路6與所述 隔離電路5。
[0041] 請參考圖3,所述浪涌保護(hù)電路6包括一級放電電路61、二級放電電路62、取樣計(jì) 數(shù)電路63、用于檢測二級放電電路62是否漏電的漏電檢測電路64、中央處理電路65、失效 指示電路66以及給上述各電路供電的電源電路67,所述一級放電電路61用于泄放雷電電 量，所述二級放電電路62用于泄放一級放電電路61剩余的殘壓，所述一級放電電路61通 過三個協(xié)調(diào)電阻R22、R31、R54與所述二級放電電路62連接，所述取樣計(jì)數(shù)電路63用于采 集一級放電電路61泄放雷電的次數(shù)，當(dāng)泄放次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，取樣計(jì)數(shù)電路63將采集到 的信號記錄并輸出到中央處理電路65,漏電檢測電路64將檢測到的電信號輸出到中央處 理電路65，中央處理電路65分析泄放電路性能并控制失效指示電路66的顯示結(jié)果，所述協(xié) 調(diào)電阻R22、R31、R54還與所述隔離電路5連接。由于隔離電路5的其它部分為現(xiàn)有公開技 術(shù)，因此在此不必贅述。協(xié)調(diào)電阻R54、R31、R22用于分配一級放電電路61、二級放電電路 62泄放雷電能量的大小。
[0042] 請繼續(xù)參考圖4,所述中央處理電路65包括單片機(jī)U6、電阻R5、R6、R12、R13、R15、 場效應(yīng)管Q2、E5、Q6和電容C2、C13 ;本實(shí)施例中單片機(jī)U6采用MSP430G2332,在其它實(shí)施 方式中亦可以采用其他能替代該單片機(jī)U6的型號，例如ADUC7060、PIC16F616、80C51等等。
[0043] 所述單片機(jī)U6的電源管腳DVCC與參考地管腳DVSS之間通過所述電容C2電連接； 所述電源管腳DVCC還與所述電源電路67電連接以接收電壓VDD，所述參考地管腳DVSS還 直接連接參考地。
[0044] 所述單片機(jī)U6的輸入管腳XIN通過電阻R5與電源電路67電連接以接收電壓VDD， 所述單片機(jī)U6的輸入管腳XIN還與場效應(yīng)管Q2的漏極電連接，所述場效應(yīng)管Q2的柵極與 取樣計(jì)數(shù)電路63電連接（圖未示），所述場效應(yīng)管Q2的源極接參考地。
[0045] 所述單片機(jī)U6的復(fù)位管腳RST通過所述電容C13接地，所述單片機(jī)U6的復(fù)位管 腳RST還直接通過電阻R6與電源電路67電連接以接收電壓VDD。
[0046] 所述單片機(jī)U6的測試數(shù)據(jù)輸入管腳TD0通過電阻R13與電源電路67電連接，所 述單片機(jī)U6的測試數(shù)據(jù)輸入管腳TD0還與場效應(yīng)管Q6的漏極電連接，所述場效應(yīng)管Q6的 柵極與取樣計(jì)數(shù)電路63電連接（圖未示），所述場效應(yīng)管Q6的源極接參考地。
[0047] 所述單片機(jī)U6的測試時(shí)鐘輸入管腳TCK通過所述電阻R12與電源電路67電連接 以接收電壓VDD，所述單片機(jī)U6的測試時(shí)鐘輸入管腳TCK還與場效應(yīng)管E5的漏極電連接， 所述場效應(yīng)管E5的柵極與取樣計(jì)數(shù)電路63電連接（圖未示），所述場效應(yīng)管E5的源極接 參考地。
[0048] 所述單片機(jī)U6的輸入管腳P2. 5與所述電阻R15的一端電連接，所述電阻R15的 另一端與所述漏電檢測電路64電連接。
[0049] 所述單片機(jī)U6的輸出管腳P2. 3和輸出管腳P2. 4與所述失效指示電路64電連接。
[0050] 請一并參考圖3和圖5,所述一級放電電路61包括氣體放電管SA1和氣體放電管 SA2,所述氣體放電管SA1的第一端和所述氣體放電管SA2的第一端均與互感器T1連接，所 述互感器T1的次級線圈與取樣計(jì)數(shù)電路63電連接；所述氣體放電管SA1的第二端與協(xié)調(diào) 電阻R22的一端相連，所述氣體放電管SA1的第三端與所述氣體放電管SA2的第二端電連 接且共同與協(xié)調(diào)電阻R31的一端相連，所述氣體放電管SA2的第三端與協(xié)調(diào)電阻R54的一 端相連。當(dāng)外加電壓增大到超過氣體放電管SA1、SA2內(nèi)氣體的絕緣強(qiáng)度時(shí)，兩極間的間隙 將放電擊穿，由原來的絕緣狀態(tài)轉(zhuǎn)化為導(dǎo)電狀態(tài)，導(dǎo)通后放電管各極之間的電壓維持在放 電弧道所決定的殘壓水平，因此能起到限制過電壓和泄放雷電暫態(tài)過電流作用，即能保護(hù) 電路不受到雷擊。氣體放電管SA1、SA2每泄放一次，互感器T1就會有信號產(chǎn)生，因此取樣 計(jì)數(shù)電路63就會增加一次泄放次數(shù)。
[0051] 請一并參考圖3和圖6,二級放電電路62包括兩個雙向瞬態(tài)抑制二極管D4、D5、三 個取樣二極管D1、D3、D6 ;所述瞬態(tài)二極管D4的陰極與所述電阻R31的另一端電連接，所述 瞬態(tài)二極管D5的陰極與所述電阻R22的另一端電連接，所述瞬態(tài)抑制二極管D4、D5的陽極 電連接，所述瞬態(tài)抑制二極管D4、D5的陽極還與所述二極管D1的陽極以及二極管D6的陰 極電連接，所述二極管D1的陰極與所述二極管D3的陽極電連接，所述二極管D3的陰極和 所述二極管D6的陽極與所述電阻R54的另一端電連接并接參考地。所述二級放電電路62 是對一級放電電路61留下的殘壓進(jìn)行放電，其主要是線與線間的放電。當(dāng)瞬間抑制二極管 D4、D5的兩極受到瞬態(tài)高能量沖擊時(shí)，它能以10的負(fù)12次方秒量級的速度，將其兩極間的 高阻抗變?yōu)榈妥杩梗崭哌_(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓箝位于一個預(yù)定值，有效 地保護(hù)電子線路中的精密元器件，免受各種浪涌脈沖的損壞。
[0052] 如圖7所示，所述漏電檢測電路64包括電阻R1至R4、二極管D32和三極管Q1，所 述電阻R1的一端與所述二級放電電路62電連接，所述電阻R1的另一端與所述二極管D32 的陽極和三極管Q1的基極均電連接，所述二極管D32的陰極與所述電阻R2的一端電連接， 所述電阻R2接參考地；所述三極管Q1的集電極與電阻R4的一端電連接并與中央處理電路 65電連接，所述電阻R4的另一端與所述電源電路67電連接以接收電壓VDD，所述三極管Q1 的發(fā)射極通過電阻R3之后接參考地。正常情況下所述二極管D6的負(fù)極處的電位為0,當(dāng)所 述瞬態(tài)二極管D4、D5漏電時(shí)所述二極管D6的陰極處的電位會隨著瞬態(tài)二極管D4漏電的增 加而升高，當(dāng)達(dá)到給定值時(shí)三極管Q1導(dǎo)通，三極管Q1的集電極輸出低電平。
[0053] 所述取樣計(jì)數(shù)電路63包括電流互感器T1、六個電阻虹4、1?26、1?8、1?27、1?10、1?19、兩 個電容C4、C5、兩個循環(huán)電路631以及一個芯片IC1。本實(shí)施例中芯片IC1采用⑶4040BCM， 在其它實(shí)施方式中亦可以采用其他能替代該芯片IC1的型號，例如CD4060、CD4020等十位 以上低功耗二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器。
[0054] 所述電流互感器T1次級繞組與兩個電阻R26、R14并聯(lián)，所述電流互感器T1次級 繞組的一端還與電阻R8的一端電連接，所述電流互感器T1次級繞組的另一端與電阻R27 的一端電連接；所述電流互感器T初級繞組的一端與一級放電電路3的第三端電連接，即氣 體放電管SA1的第三端，所述電流互感器T1初級繞組的另一端接地。所述兩個電阻R8、R27 的另一端通過兩個連接有循環(huán)電路631電連接，所述兩個循環(huán)電路631之間設(shè)有信號采集 節(jié)點(diǎn)，且該采集節(jié)點(diǎn)與芯片IC1的時(shí)鐘管腳電連接，所述電阻R10和電容C4并聯(lián)，且所述電 阻R10的一端與所述芯片IC1的時(shí)鐘管腳電連接，所述電阻R10的另一端與所述電源電路 8中的電源直接電連接，所述芯片IC1的復(fù)位管腳RST通過第四電阻R19接參考地，所述芯 片IC1的復(fù)位管腳RST通過電容C5接電源電路的第一節(jié)點(diǎn)。所述芯片IC1的其中九個輸 出管腳P1至P9與所述中央處理電路7電連接。
[0055] 所述每一循環(huán)電路631包括瞬態(tài)抑制穩(wěn)壓二極管D8、三個電阻R9、Rll、R12、電容 C7以及一個三極管Q3。所述電阻R11和電容C7并聯(lián)，所述電阻R11的一端與瞬態(tài)抑制穩(wěn) 壓二極管D8的陰極電連接，所述電阻R11的另一端與瞬態(tài)抑制穩(wěn)壓二極管D8的陽極電連 接，所述電阻R11的一端通過電阻R9與電阻R12的一端電連接，所述電阻R11的另一端與 電阻R12的另一端電連接，所述電阻R12的一端與所述三極管Q3的基極電連接，所述三極 管Q3的發(fā)射極與所述電阻R12的另一端電連接，所述三極管Q3的集電極與所述芯片IC1 的時(shí)鐘管腳CLK電連接。
[0056] 請一并參考圖4和圖9,失效指示電路64包括兩個發(fā)光二極管D7、電阻R7、R9、 Rll、R14以及場效應(yīng)管Q3、Q4,所述兩個發(fā)光二極管D7的陽極均與所述電源電路67電連 接以接收電壓VDD，所述兩個發(fā)光二極管D7的陰極分別與電阻R7、R14的一端連接，所述電 阻R7的另一端與所述場效應(yīng)管Q3的漏極電連接，所述場效應(yīng)管Q3的柵極與電阻R9的一 端電連接，所述電阻R9的另一端與中央處理電路65中的單片機(jī)U6的輸出管腳P2. 3電連 接，所述場效應(yīng)管Q3的源極接參考地，所述電阻R14的另一端與所述場效應(yīng)管Q4的漏極電 連接，所述場效應(yīng)管Q4的柵極與電阻R11的一端電連接，所述電阻R11的另一端與中央處 理電路65中的單片機(jī)U6的輸出管腳P2. 4電連接，所述場效應(yīng)管Q4的源極接參考地。兩 個發(fā)光二極管D7發(fā)光時(shí)分別為紅色和綠色，當(dāng)兩個發(fā)光二極管D7同時(shí)亮?xí)r，表示氣體放電 管SA1、SA2的使用壽命將盡；當(dāng)紅色的發(fā)光二極管D7亮?xí)r，表示氣體放電管SA1、SA2的使 用壽命已盡或二級放電電路62中的存在漏電。
[0057] 具體而言，當(dāng)氣體放電管SA1、SA2泄放次數(shù)達(dá)到第一預(yù)設(shè)值時(shí)，取樣計(jì)數(shù)電路63 的管腳E8、E9變?yōu)楦唠娖剑瑔纹瑱C(jī)U6接收到取樣計(jì)數(shù)電路63的管腳E8、E9發(fā)送過來的高電 平時(shí)，單片機(jī)U6控制失效指示電路64的兩個發(fā)光二極管D7同時(shí)點(diǎn)亮，當(dāng)氣體放電管SA1、 SA2泄放次數(shù)達(dá)到第二預(yù)設(shè)值時(shí)，取樣計(jì)數(shù)電路63的管腳E5、E8、E9變?yōu)楦唠娖?，單片機(jī)U6 接收到取樣計(jì)數(shù)電路63的管腳E5、E8、E9發(fā)送過來的高電平時(shí)，單片機(jī)U6控制失效指示電 路64的紅色發(fā)光二極管D7點(diǎn)亮；
[0058] 當(dāng)瞬態(tài)二極管D4、D5漏電時(shí)，所述二極管D6的陰極處的電位會隨著瞬態(tài)二極管 D4漏電的增加而升高，當(dāng)達(dá)到第三預(yù)設(shè)值時(shí)，三極管Q1導(dǎo)通，三極管Q1的集電極輸出低電 平，并將低電平信號輸送給單片機(jī)U6,單片機(jī)U6接收到三極管Q1的低電平信號后，單片機(jī) U6控制失效指示電路64中的紅色發(fā)光二極管D7點(diǎn)亮。
[0059] 本發(fā)明通過檢測氣體放電管SA1、SA2的泄放次數(shù)，來檢測氣體放電管SA1、SA2的 壽命，通過檢測瞬態(tài)二極管D4、D5是否漏電，來檢測瞬態(tài)二極管D4、D5是否損壞，從而形成 在線檢測浪涌保護(hù)電路是否能正常實(shí)用。
[0060] 以上僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明 說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)，直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理在本 發(fā)明的專利保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種防雷隔離器，其特征在于：所述防雷隔離器包括殼體、隔離器主板、防雷隔離器 輸入端子A1-A3、用于防雷用的浪涌保護(hù)模塊以及用于連接隔離器主板與浪涌保護(hù)模塊的 連接單元，所述浪涌保護(hù)模塊、所述隔離器主板和連接單元均固定在所述殼體內(nèi)，防雷隔離 器輸入端子A1-A3固定在殼體上，所述浪涌保護(hù)模塊與所述隔離器主板連接，所述隔離器 主板上設(shè)有隔離電路，浪涌保護(hù)模塊內(nèi)設(shè)有浪涌保護(hù)電路，所述連接單元為三個協(xié)調(diào)電阻 R54、R31、R22,所述浪涌保護(hù)電路通過所述三個協(xié)調(diào)電阻R54、R31、R22與所述隔離電路電 連接，所述三個協(xié)調(diào)電阻R54、R31、R22還分別與所述三個防雷隔離器輸入端子A3-A1連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的防雷隔離器，其特征在于：所述殼體的一側(cè)設(shè)有用于插拔浪涌 保護(hù)模塊的開口和與開口相對應(yīng)的蓋板，所述蓋板的一端固定在所述殼體上，且所述蓋板 可相對殼體旋轉(zhuǎn)。
3. 如權(quán)利要求1所述的防雷隔離器，其特征在于：所述浪涌保護(hù)模塊通過插接件與三 個協(xié)調(diào)電阻R54、R31、R22電連接，所述插接件包括插件和接件，所述插件和接件均設(shè)有第 一至第十接口，所述插件上的第一至第十接口與所述接件上的第一至第十接口 一一對應(yīng)； 所述浪涌保護(hù)模塊上的管腳P1與插件上的第一接口電連接，所述浪涌保護(hù)模塊上的管腳 P2與插件上的第二接口電連接，所述浪涌保護(hù)模塊上的管腳P3與插件上的第三接口電連 接，所述浪涌保護(hù)模塊上的管腳P8與插件上的第八接口電連接，所述浪涌保護(hù)模塊上的管 腳P9與插件上的第九接口電連接，所述浪涌保護(hù)模塊上的管腳P10與插件上的第十接口電 連接；所述接件上的第一至第三接口分別與所述隔離器主板輸入端電連接，，所述接件上的 第八至第十接口分別與防雷隔離器的輸入端子A3、A2、A1電連接。
4. 一種防雷隔離電路，其特征在于：所述防雷隔離電路包括： 隔離電路，用于將接收到的信號進(jìn)行隔離、放大以及轉(zhuǎn)換，并能屏蔽干擾信號； 浪涌保護(hù)電路，用于泄放雷電電量，保護(hù)隔離電路不受雷電的沖擊，同時(shí)檢測泄雷電電 量元件的壽命； 三個協(xié)調(diào)電阻R54、R31、R22,用于分配浪涌保護(hù)電路中各級放電電路所泄放雷電能量 的大小以及連接所述浪涌保護(hù)電路與所述隔離電路。
5. 如權(quán)利要求4所述的防雷隔離電路，其特征在于：所述浪涌保護(hù)電路包括一級放電 電路、二級放電電路、取樣計(jì)數(shù)電路、檢測二級放電電路是否漏電的漏電檢測電路、中央處 理電路、指示浪涌保護(hù)電路是否失效的失效指示電路以及給上述各電路供電的電源電路， 所述一級放電電路用于泄放雷電電量，所述二級放電電路用于泄放一級放電電路剩余的殘 壓，所述一級放電電路通過三個協(xié)調(diào)電阻R22、R31、R54與所述二級放電電路連接，所述取 樣計(jì)數(shù)電路用于采集一級放電電路泄放次數(shù)，并取樣計(jì)數(shù)電路將采集到的信號記錄并輸出 到中央處理電路，漏電檢測電路將檢測到的電信號輸出到中央處理電路，中央處理電路分 析泄放電路性能并控制指示電路顯示結(jié)果，所述協(xié)調(diào)電阻R22、R31、R54還與所述隔離電路 連接。
6. 如權(quán)利要求5所述的防雷隔離電路，其特征在于：所述一級放電電路包括氣體放電 管SA1和氣體放電管SA2,所述氣體放電管SA1的第一端和所述氣體放電管SA2的第一端均 與互感器T1連接，所述互感器T1的次級線圈與取樣計(jì)數(shù)電路電連接；所述氣體放電管SA1 的第二端與協(xié)調(diào)電阻R22的一端相連，所述氣體放電管SA1的第三端與所述氣體放電管SA2 的第二端電連接且共同，與協(xié)調(diào)電阻R31的一端相連，所述氣體放電管SA2的輸出端與協(xié)調(diào) 電阻R54的一端相連。
7. 如權(quán)利要求5所述的防雷隔離電路，其特征在于：所述二級放電電路包括兩個雙向 瞬態(tài)抑制二極管D4、D5、三個取樣二極管D1、D3、D6 ;所述瞬態(tài)二極管D4的陰極與所述電阻 R31的另一端電連接，所述瞬態(tài)二極管D5的陰極與所述電阻R22的另一端電連接，所述瞬態(tài) 抑制二極管D4、D5的陽極電連接，所述瞬態(tài)抑制二極管D4、D5的陽極與所述二極管D1的陽 極以及二極管D6的陰極電連接，所述二極管D1的陰極與所述二極管D3的陽極電連接，所 述二極管D3的陰極和所述二極管D6的陽極與所述電阻R54的另一端電連接并接參考地。
8. 如權(quán)利要求5所述的防雷隔離電路，其特征在于：所述漏電檢測電路包括電阻R1至 R4、二極管D32和三極管Q1，所述電阻R1的一端與所述二級放電電路電連接，所述電阻R1 的另一端與所述二極管D32的陽極和三極管Q1的基極電連接，所述二極管D32的陰極與所 述電阻R2的一端電連接，所述電阻R2的另一端接參考地；所述三極管Q1的集電極與電阻 R4的一端電連接并與中央處理電路電連接，所述電阻R4的另一端與所述電源電路電連接， 所述三極管Q1的發(fā)射極通過電阻R3接參考地。
9. 如權(quán)利要求5所述的防雷隔離電路，其特征在于：中央處理電路包括單片機(jī)U6、電阻 尺5、1?6、1?12、1?13、1?15、場效應(yīng)管〇235、〇6和電容02、(：13 ;所述單片機(jī)服的電源管腳與參 考地管腳之間通過所述電容C2電連接，所述單片機(jī)U6的電源管腳還與電源電路連接，所述 參考地管腳還直接連接參考地； 所述單片機(jī)U6的輸入管腳XIN通過電阻R5與電源電路電連接，所述單片機(jī)U6的輸入 管腳XIN還與場效應(yīng)管Q2的漏極電連接，所述場效應(yīng)管Q2的柵極與取樣計(jì)數(shù)電路電連接， 所述場效應(yīng)管Q2的源極接參考地； 所述單片機(jī)U6的復(fù)位管腳RST通過所述電容C13接地，所述單片機(jī)U6的復(fù)位管腳RST 通過電阻R6與電源電路電連接； 所述單片機(jī)U6的測試數(shù)據(jù)輸入管腳TDO通過電阻R13與電源電路電連接，所述單片機(jī) U6的測試數(shù)據(jù)輸入管腳TDO還與與場效應(yīng)管Q6的漏極電連接，所述場效應(yīng)管Q6的柵極與 取樣計(jì)數(shù)電路電連接，所述場效應(yīng)管Q6的源極接參考地； 所述單片機(jī)U6的測試時(shí)鐘輸入管腳TCK通過所述電阻R12與電源電路電連接，所述單 片機(jī)U6的測試時(shí)鐘輸入管腳TCK還與與場效應(yīng)管Q5的漏極電連接，所述場效應(yīng)管Q5的柵 極與取樣計(jì)數(shù)電路63電連接，所述場效應(yīng)管E5的源極接參考地； 所述單片機(jī)U6的輸入管腳P2. 5與所述電阻R15的一端電連接，所述電阻R15的另一 端與所述漏電檢測電路電連接； 所述單片機(jī)U6的輸出管腳P2. 3和輸出管腳P2. 4與所述失效指示電路電連接。
10. 如權(quán)利要求5所述的防雷隔離電路，其特征在于：所述失效指示電路包括兩個發(fā)光 二極管D7、電阻R7、R9、R11、R14以及場效應(yīng)管Q3、Q4,所述兩個發(fā)光二極管D7的陽極相連 之后與所述電源電路電連接，所述兩個發(fā)光二極管D7的陰極分別與電阻R7、R14的一端相 連，所述電阻R7的另一端與所述場效應(yīng)管Q3的漏極電連接，所述場效應(yīng)管Q3的柵極與電 阻R9的一端電連接，所述電阻R9的另一端與中央處理電路電連接，所述場效應(yīng)管Q3的源 極接參考地，所述電阻R14的另一端與所述場效應(yīng)管Q4的漏極電連接，所述場效應(yīng)管Q4的 柵極與電阻R11的一端電連接，所述電阻R11的另一端與中央處理電路電連接，所述場效應(yīng) 管Q4的源極接參考地。
【文檔編號】H02H9/04GK104124678SQ201410397143
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】喻杭斌, 甘雪, 羅剛, 冷應(yīng)祥, 賴生華 申請人:重慶正博儀器工業(yè)有限公司, 甘雪