[發明專利]電感耦合隔離器、高壓信號采集系統和一種工業控制系統

在審

• 申請號: 202010692553.3
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111697960A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 翟理;王建國
• 申請（專利權）人: 杭州瑞盟科技有限公司
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175;G05B19/04;G05B19/048
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉志紅

本申請公開了一種電感耦合隔離器，包括：耦合電感對、第一編解碼電路，用于當接收到第一起始信號時，則將第一數據通過耦合電感對傳輸至第二編解碼電路；當接收到第一終止信號時，則停止向第二編解碼電路發送第一數據，并通知非隔離側控制器準備發送第二數據；第二編解碼電路，用于接收第一數據，并當接收到第一終止信號時，則通知非隔離側控制器準備發送第二數據，并通過耦合電感對將第二數據傳輸至第一編解碼電路；當接收到第二終止信號時，則停止向第一編解碼電路發送第二數據，并利用第二終止信號通知隔離側控制器發送下一個周期的數據。因為在該隔離器中只用到了一個耦合電感對，這樣就可以減少電感耦合器所需要占用的空間體積。

技術領域

本發明涉及隔離器技術領域，特別涉及一種電感耦合隔離器、高壓信號采集系統和一種工業控制系統。

背景技術

在工業控制領域，有很多工業電氣系統的工作電流會高達上百安，這樣會在電源和地線之間形成巨大的瞬間浪涌電流，并對電氣控制設備產生巨大的損壞。在現有技術中，為了對工業電氣系統中的數據信號進行采集和控制，通常會使用隔離器將存在有大浪涌電流的高壓系統與具有小電流的低壓系統進行隔離，并同時在高壓系統與低壓系統的兩側分別采用獨立的電源系統和地線，來使得高壓系統和低壓系統之間只能夠傳輸數字信號。其中，高壓系統所在的一側稱為非隔離側，低壓系統所在的一側稱為隔離側。

現在市場上使用的隔離器大致有3種，分別為光耦合隔離器、電容耦合隔離器和電感耦合隔離器。其中，光耦合隔離器的功耗大、信號頻率低、壽命短，無法進行數據的雙向傳輸；電容耦合隔離器的電路結構復雜、芯片面積大，同時會耦合一定的隔離側瞬間電壓到非隔離側，在耐壓特性上劣于光耦合隔離器；電感耦合器因其具有較好的耐壓特性、較長的使用壽命以及簡潔的編解碼電路，所以，電感耦合器是目前數據隔離器的主流結構。

在利用電感耦合隔離器對非隔離側和隔離側進行隔離的過程中，由于隔離側和非隔離側不能直接進行數據雙向傳輸，所以，隔離側與非隔離側的數據傳輸需要使用兩對耦合電感對，也即，從非隔離側到隔離側傳輸數據需要使用一對耦合電感對，從隔離側到非隔離側的數據傳輸需要使用另一對耦合電感對，但是，由于耦合電感對的體積較大，這樣就會導致電感耦合隔離器需要占用較大的空間體積，并由此限縮電感耦合隔離器在實際生產中的應用范圍。目前，針對這一技術問題，還沒有較為有效的解決辦法。

由此可見，如何減少電感耦合隔離器所需要占用的空間體積，以拓寬電感耦合隔離器在實際生產中的應用范圍，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種電感耦合隔離器、一種高壓信號采集系統和一種工業控制系統，以減少電感耦合隔離器所需要占用的空間體積，并擴寬電感耦合隔離器在實際生產中的應用范圍。其具體方案如下：

一種電感耦合隔離器，包括：

第一編解碼電路，用于當接收到隔離側控制器所發送的第一起始信號時，則將所述隔離側控制器所發送的第一數據通過耦合電感對傳輸至第二編解碼電路；當接收到所述隔離側控制器所發送的第一終止信號時，則停止向所述第二編解碼電路發送所述第一數據，并利用所述第一終止信號通知非隔離側控制器準備發送第二數據；

所述耦合電感對，所述耦合電感對中的一個電感與所述第一編解碼電路相連，所述耦合電感對中的另一個電感與所述第二編解碼電路相連，用于傳輸數據；

所述第二編解碼電路，用于接收所述第一數據，并當接收到所述第一終止信號時，則通知所述非隔離側控制器準備發送所述第二數據，以使所述非隔離側控制器將所述第二數據輸入至所述第二編解碼電路，并通過所述耦合電感對將所述第二數據傳輸至所述第一編解碼電路；當接收到所述非隔離側控制器所發送的第二終止信號時，則停止向所述第一編解碼電路發送所述第二數據，并利用所述第二終止信號通知所述隔離側控制器發送下一個周期的數據。

優選的，所述耦合電感對中兩個電感的匝數、形狀以及材料屬性均相同。