[發明專利]一種開關信號隔離電路

在審

• 申請號: 201810144205.5
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108134600A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 李琦
• 申請（專利權）人: 中山市嘉科電子有限公司
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175
• 代理公司: 濟南鼎信專利商標代理事務所(普通合伙) 37245
• 代理人: 曹玉琳

本發明涉及信號隔離技術領域，尤其涉及一種開關信號隔離電路。包括：單片機，用于輸出高頻脈沖信號和接收偵測的感應電壓信號，并根據感應電壓信號獲取外部開關的通斷信號；信號輸出電路，用于將單片機輸出的高頻脈沖信號整形為適于隔離變壓器傳輸的信號后傳輸給隔離變壓器一次側繞組；信號隔離電路，包括由兩個初級繞組和一個次級繞組組成的隔離變壓器，用于將隔離變壓器一次側、二次側的信號進行隔離；感應電壓偵測電路，用于偵測隔離變壓器一次側繞組的感應電壓并傳輸給單片機；以及外部開關信號電路，用于采集外部開關通斷信號并傳輸給隔離變壓器二次側繞組。本發明利用隔離變壓器實現開關信號與內部控制電路的真正隔離，并降低了成本。

技術領域

本發明涉及信號隔離技術領域，尤其涉及一種用于將開關信號和內部控制電路進行隔離的開關信號隔離電路。

背景技術

在風機、水泵以及各種機電設備的控制電路中，由于外部開關信號可能涉及到干擾、高壓、靜電等影響，安規以及可靠性設計等都要求外部開關信號和內部控制電路進行完全隔離。但是目前機電控制中常用的光耦隔離，只能對開關信號的信號部分進行隔離，仍共用內部控制電路的電源，因此無法實現真正的完全隔離。除非為外部開關信號設計單獨的隔離電源而不使用內部控制電路的電源，但是這樣電路復雜并會增加較多成本。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種開關信號隔離電路，無需額外增加電源電路，即可實現外部開關信號和內部控制電路的完全隔離。

本發明采用的技術方案如下：

一種開關信號隔離電路，包括：

單片機，用于輸出高頻脈沖信號和接收偵測的感應電壓信號，并根據感應電壓信號獲取外部開關的通斷信號；

信號輸出電路，用于將單片機輸出的高頻脈沖信號整形為適于隔離變壓器傳輸的信號后傳輸給隔離變壓器一次側繞組；

信號隔離電路，包括由兩個初級繞組和一個次級繞組組成的隔離變壓器，用于將隔離變壓器一次側、二次側的信號進行隔離；

感應電壓偵測電路，用于偵測隔離變壓器一次側繞組的感應電壓并傳輸給單片機；以及外部開關信號電路，用于采集外部開關通斷信號并傳輸給隔離變壓器二次側繞組。

進一步，所述信號輸出電路為電阻和電容串聯組成的RC電路，其一端接單片機的脈沖輸出腳，另一端接隔離變壓器第一初級繞組的一端，第一初級繞組的另一端接地。RC串聯電路具有通交流阻直流的作用，利用該電路可濾除高頻脈沖信號中的直流干擾，以便適合隔離變壓器傳輸。

進一步，所述感應電壓偵測電路包括第一電阻及與第一電阻連接的串聯吸收電路和濾波電容，第一電阻一端接單片機的輸入腳和濾波電容，第一電阻另一端接隔離變壓器第二初級繞組的一端和串聯吸收電路，第二初級繞組的另一端接地，串聯吸收電路和濾波電容另一端接地。感應電壓偵測電路檢測第二初級繞組是否有電壓信號，傳輸給單片機，從而判斷外部開關通斷與否。串聯吸收電路和濾波電容用于將偵測到的感應電壓信號進行濾波。

進一步，所述外部開關信號電路包括外部開關及用于連接外部開關和隔離變壓器次級繞組的兩個接線端子，一個接線端子與次級繞組的兩端連接，另一個接線端子與外部開關兩端連接。該電路可將外部開關的通斷狀態反應到隔離變壓器的次級繞組，利用隔離變壓器的第二初級繞組進行電磁感應，通過檢測第二初級繞組的感應電壓即可獲得外部開關的通斷信號，實現開關信號向單片機的反饋。

本發明利用隔離變壓器實現開關信號與內部控制電路的隔離，不需要使用內部控制電路的電源，也無需為開關隔離電路設計單獨的隔離電源，真正實現外部開關信號與內部控制電路的完全隔離。同時所用器件成本低廉，降低了電路的成本。

附圖說明

圖1是本發明的電路原理圖；

圖2是本發明實施例的電路原理圖。