本实用新型涉及信号隔离技术领域，尤其涉及一种用于将开关信号和内部控制电路进行隔离的开关信号隔离电路。
背景技术：
在风机、水泵以及各种机电设备的控制电路中，由于外部开关信号可能涉及到干扰、高压、静电等影响，安规以及可靠性设计等都要求外部开关信号和内部控制电路进行完全隔离。但是目前机电控制中常用的光耦隔离，只能对开关信号的信号部分进行隔离，仍共用内部控制电路的电源，因此无法实现真正的完全隔离。除非为外部开关信号设计单独的隔离电源而不使用内部控制电路的电源，但是这样电路复杂并会增加较多成本。
技术实现要素：
针对上述问题，本实用新型提供了一种开关信号隔离电路，无需额外增加电源电路，即可实现外部开关信号和内部控制电路的完全隔离。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种开关信号隔离电路，包括：
单片机，用于输出高频脉冲信号和接收侦测的感应电压信号，并根据感应电压信号获取外部开关的通断信号；
信号输出电路，用于将单片机输出的高频脉冲信号整形为适于隔离变压器传输的信号后传输给隔离变压器一次侧绕组；
信号隔离电路，包括由两个初级绕组和一个次级绕组组成的隔离变压器，用于将隔离变压器一次侧、二次侧的信号进行隔离；
感应电压侦测电路，用于侦测隔离变压器一次侧绕组的感应电压并传输给单片机；以及外部开关信号电路，用于采集外部开关通断信号并传输给隔离变压器二次侧绕组。
进一步，所述信号输出电路为电阻和电容串联组成的RC电路，其一端接单片机的脉冲输出脚，另一端接隔离变压器第一初级绕组的一端，第一初级绕组的另一端接地。RC串联电路具有通交流阻直流的作用，利用该电路可滤除高频脉冲信号中的直流干扰，以便适合隔离变压器传输。
进一步，所述感应电压侦测电路包括第一电阻及与第一电阻连接的串联吸收电路和滤波电容，第一电阻一端接单片机的输入脚和滤波电容，第一电阻另一端接隔离变压器第二初级绕组的一端和串联吸收电路，第二初级绕组的另一端接地，串联吸收电路和滤波电容另一端接地。感应电压侦测电路检测第二初级绕组是否有电压信号，传输给单片机，从而判断外部开关通断与否。串联吸收电路和滤波电容用于将侦测到的感应电压信号进行滤波。
进一步，所述外部开关信号电路包括外部开关及用于连接外部开关和隔离变压器次级绕组的两个接线端子，一个接线端子与次级绕组的两端连接，另一个接线端子与外部开关两端连接。该电路可将外部开关的通断状态反应到隔离变压器的次级绕组，利用隔离变压器的第二初级绕组进行电磁感应，通过检测第二初级绕组的感应电压即可获得外部开关的通断信号，实现开关信号向单片机的反馈。
本实用新型利用隔离变压器实现开关信号与内部控制电路的隔离，不需要使用内部控制电路的电源，也无需为开关隔离电路设计单独的隔离电源，真正实现外部开关信号与内部控制电路的完全隔离。同时所用器件成本低廉，降低了电路的成本。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理图；
图2是本实用新型实施例的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型电路结构进行详细说明。
一种开关信号隔离电路，如图1所示，包括一单片机U1及与单片机连接的信号输出电路、信号隔离电路、开关信号电路、感应电压侦测电路。信号隔离电路为一隔离变压器M1，所述隔离变压器由第一初级绕组L1、第二初级绕组L2和次级绕组L3构成，第一初级绕组的2脚、第二初级绕组的3脚、次级绕组的6脚为同名端。所述信号输出电路为一RC电路，由电阻R3和电容C2串联组成，信号输出电路一端与单片机U1的脉冲输出脚PWM-OUT连接，另一端与隔离变压器第一初级绕组L1的1脚连接，第一初级绕组L1的2脚接地。所述感应电压侦测电路包括第一电阻R5，第一电阻R5一端与隔离变压器第二初级绕组L2的3脚连接，另一端与单片机U1的信号输入脚SENSE-IN连接，信号输入脚SENSE-IN同时通过滤波电容C4接地。第二初级绕组的3脚、4脚同时并联一由电阻R6和电容C5组成的RC吸收电路，第二初级绕组的4脚接地。开关信号电路包括外部开关SW1，外部开关两端连接接线端子CN1，隔离变压器次级绕组L3的6脚、5脚连接接线端子CN2，两接线端子连接，即将外部开关接入信号隔离电路。
图2所示为本实用新型的应用实例，下面结合该实施例说明本实用新型的原理过程。
将本实用新型单片机的INPUT2脚与市电相位检测电路连接，获取交流电的过零信号。将其CONTROL1脚与位于供电电路中的可控硅T1连接。单片机U1产生的高频脉冲信号经信号输出电路整形后传输给隔离变压器M1的第一初级绕组L1，此时若次级绕组L3经接线端子CN1、CN2连接水位开关SW1是开路的，则第二初级绕组L2处能接收到脉冲信号，经电阻R6、电容C5构成的串联吸收电路和电阻R5、电容C4构成的并联滤波电路，感应电压送入单片机U1的信号输入脚SENSE-IN，同时由INPUT2脚取得交流电的过零信号，经单片机U1处理后由CONTROL1脚输出，打开或关闭可控硅T1，使AC-N-OUT端得电或不得电，控制后面电路工作或不工作。
单片机U1产生的高频脉冲信号经信号输出电路整形后传输给隔离变压器M1的第一初级绕组L1，此时若次级绕组L3经接线端子CN1、CN2连接的水位开关SW1是闭合的，则次级绕组L3短路，造成第二初级绕组L2处无信号，经单片机U1处理后由CONTROL1脚输出，关闭或打开可控硅T1，使AC-N-OUT不得电或得电，控制后面电路不工作或工作。
上述图例仅为本实用新型的典型实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。