[實用新型]信號隔離和轉換電路

無效

• 申請號: 200720077162.0
• 申請日: 2007-12-25
• 公開（公告）號: CN201134155Y
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 陳出新;王竹平;周晨;蔣少棟;杜剛;陳建軍
• 申請（專利權）人: 上海辰竹儀表有限公司;上海工業自動化儀表研究所
• 主分類號: G08C19/00
• 分類號: G08C19/00;G08C19/02;H02H9/04;H02H9/06
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本實用新型涉及一種信號隔離和轉換電路，特別是帶浪涌保護和本安防爆功能的信號隔離和轉換電路，適用于本安防爆場合的過程測量和控制系統。

背景技術

本安防爆場合的測量控制系統中的電子設備的過電壓保護越來越受到重視，因為由雷擊引起的電壓浪涌使電子設備損壞而導致整個系統失效造成的經濟損失非常大。這是由于電子元件供電電壓越來越低，測控系統中設備集成度和靈敏度的提高，使其耐過壓沖擊能力降低所致。

目前，在本安防爆場合應用的測量控制系統為了防止雷擊感應過電壓造成電子設備損壞，通常需采用在安全柵前面增加浪涌保護器，這樣使現場接線和成本增加。

另外，某些現場傳感器和電子測量設備要求與控制室設備隔離，如果不隔離可能會因兩地相距較遠使信號參考點之間產生電位差，這樣將形成接地環路，造成信號傳輸失真。

發明內容

本實用新型是針對現在本安防爆系統中安全柵不具有浪涌保護功能并且設備成本高的問題而提出一種低成本、高性能、一體化帶浪涌保護和本安防爆功能的信號隔離和轉換電路。

本實用新型的技術方案為：一種信號隔離和轉換電路，包括浪涌保護電路、本安限能電路、信號調制電路、隔離變壓器、信號解調和輸出電路、電源調制電路和整流電路，電源分別通過電源調制電路和整流電路，得到所需電源給各個電路供電，輸入電壓/電流信號首先進入浪涌保護電路，再經本安限能電路連接信號轉換和調制電路，調制后的信號經隔離變壓器耦合到輸出端，經信號解調電路和輸出電路輸出。

所述浪涌保護電路包括三端氣體放電管、解耦電阻、瞬態電壓抑制二極管，信號兩端并接三端氣體放電管，用作粗保護，信號兩端分別經過兩個解耦電阻后，并接瞬態電壓抑制二極管，用做細保護，浪涌保護電路采用二級保護。

所述本安限能電路包括電阻、齊納管、保險絲，輸入信號經過電阻，用于限制到危險區電流，并聯齊納管，用于限壓，輸出端通過保險絲用于保護齊納管。

本實用新型的有益效果在于：在一個模塊內實現浪涌保護功能、本安防爆功能、信號隔離傳輸功能。與通常分體浪涌保護功能和本安防爆功能應用比較，可實現高性能、低成本、減少安裝空間和接線工作量，適用于本安防爆測量和控制系統信號的浪涌保護、隔離和傳輸。

附圖說明

圖1是本實用新型信號隔離和轉換電路原理框圖；

圖2是本實用新型中浪涌保護電路原理圖；

圖3是本實用新型中本安限能電路原理圖；

圖4是本實用新型中信號轉換調制、隔離、解調原理圖。

具體實施方式

圖1是本實用新型信號隔離和轉換原理框圖。它主要包括浪涌保護電路1、本安限能電路2、信號轉換調制電路3、隔離變壓器5、信號解調電路6、輸出電路7、電源調制電路9和電源整流電路4、8。信號回路為輸入電流/電壓信號接至浪涌保護電路1，通過浪涌保護電路1輸出接到本安限能電路2，然后由信號轉換調制電路3調制成交流經隔離變壓器5耦合傳送到輸出側，由信號解調電路6轉換成直流信號經輸出電路7輸出，電源回路為電源經過電源調制電路9后通過變壓器得到兩路所需電壓，再分別經過整流電路4、8整流，一路為本安限能電路2和信號轉換調制電路3供電，另一路為信號解調電路6和輸出電路7供電。

如圖2是浪涌保護電路1原理圖，輸入信號兩端并接GDT1三端氣體放電管，用作粗保護，信號兩端分別經過R1、R2解耦電阻，并聯接TVS1瞬態電壓抑制二極管，用做細保護，浪涌保護電路采用二級保護。

圖3是本安限能電路2原理圖，輸入信號經過R30，用于限制到危險區電流，并聯齊納管Z1，用于限壓，輸出端通過保險絲F1用于保護齊納管Z1。

圖4包括信號轉換調制電路3、隔離電路5、信號解調電路6，輸入信號經浪涌保護電路1、本安限能電路2送到圖4所示電路，由T2、T3構成模擬開關在同步信號控制下交替導通，將直流輸入信號調制成交流信號，再利用互感器原理，經隔離變壓器5耦合到輸出側。同樣在輸出側由T4、T5構成的模擬開關在同步信號控制下交替導通，將交流信號解調成直流后經輸出電路輸出。