一种隔离开关器件的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种隔离开关器件，通过使用高频变压器的方式，使用其中次级绕组侧所在回路的开关输入量的变化来激励初级绕组侧的电压变化量，电压变化量信号输送给电路内一个控制器，从而使得控制器对其他功能电路输出相应的控制信号。包括：相互之间形成电气隔离的第一回路和第二回路，以及高频变压器，将所述高频变压器的初级绕组和次级绕组分设于所述第一、第二回路内并形成相互电磁耦合，在所述第一回路内设有信号源来驱动此初级绕组，在所述第二回路内设有连接每一负载的输入开关，用于根据所述输入开关的输入信号激励所述第一回路内输出不同控制电压。同时，本实用新型实施例设计一种具有多级高频变压器的隔离型开关器件。
【专利说明】
一种隔离开关器件
技术领域
[0001]本实用新型主要是关于需要低速开关量，例如按键开关的隔离输入的电路改进应用。
【背景技术】
[0002]在一般需要电气隔离设计的开关量输入的电路设计中，通常是使用光耦器件、霍尔感应器件或者光电传感器或无线近距离开关方案来加以解决。
[0003]在实际使用电路工作过程中，若使用光耦隔离开关，则根据其光电特性需要在输入、输出回路两侧分别提供独立的激励电源，耗费设计成本。若使用例如霍尔感应开关作为隔离型开关器件则主要通过磁感应方式吸合开关实现信号传输，但是却容易受到设备，例如电表内的强磁干扰。或者，通过其他光电传感器实现隔离开关则需要较大的电气板设计空间和复杂电气结构，同样增加成本。又或者，使用无线开关方式则无法实现多个开关同时使用时，避免各个开关间的相互信号干扰。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型实施例是解决上述技术缺陷的一种新型替代方案，设计一种隔离开关器件，通过使用高频变压器的方式，目的是使用其中次级绕组侧所在回路的开关输入量的变化来激励初级绕组侧的电压变化量，从而通过这些电压变化量信号输送给电路内一个控制器，从而使得控制器对其他功能电路输出相应的控制信号。
[0005]在本实用新型的一个方面，上述隔离开关器件包括:第一回路，接设外部电力源；和第二回路，接设若干负载，所述第一回路与第二回路之间形成电气隔离，进一步包括:高频变压器，将所述高频变压器的初级绕组和次级绕组分设于所述第一、第二回路内并形成相互电磁耦合，在所述第一回路内设有信号源来驱动此初级绕组，在所述第二回路内设有连接每一负载的输入开关，用于根据所述输入开关的输入信号激励所述第一回路内输出不同控制电压。
[0006]在一个实施例中，所述若干负载包括依次并联所述第二回路中固定阻抗的多级负载，其中每一级负载连接一个输入开关。
[0007]作为改进，所述多级负载的阻值依次递减。
[0008]基于前述方案，又可以设计多级开关器件，例如通过设置多个并接的高频变压器的方式实现更多级的隔离开关控制。
[0009]因此在本实用新型的另一方面，隔离开关器件包括:第一回路，接设外部电力源；和第二回路，接设若干负载，所述第一回路与第二回路之间形成电气隔离，进一步包括:多个高频变压器，将每一高频变压器的初级绕组和次级绕组分设于所述第一、第二回路内并形成相互电磁耦合，在所述第一回路内设有信号源来驱动此初级绕组，在所述第二回路内设有连接每一负载的输入开关，用于根据开关输入信号激励所述第一回路内输出不同控制电压。
[0010]在所述第一、第二回路内分设有连接初级绕组和次级绕组的固定阻抗，通过低通滤波器接收此第一回路内固定阻抗两端输出电压，并通过ADC电路转换为一个控制器可识别的逻辑信号。
[0011]所述若干负载包括依次并联所述第二回路中固定阻抗的至少一级负载，其中每一级负载连接一个输入开关，根据不同输入开关的输入信号激励所述第一回路内输出不同控制电压。
[0012]有益效果:可以更为简单和低成本的方式实现一个或多个隔离开关信号量的输入;同时基于本实用新型原理可以设置多个输入端，实现电路可扩展。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型隔离开关器件实施例的主要电气功能图。
【具体实施方式】
[0014]实施例1:参照图1，本实用新型隔离开关器件实施例包括第一回路I和第二回路2，其中第一回路I可接设外部电力源，并通过电力源的供电来获取各个功能电路的工作电压，第二回路2接设了若干负载，例如图1中所示的示意性负载R0，Rl"_Rn。一般性地，第一回路I与第二回路2之间形成电气隔离。在本实施例的改进中又设有高频变压器T，将所述高频变压器T的初级绕组Tl和次级绕组T2分设于所述第一、第二回路内并形成相互电磁感应，在所述第一回路I内设有信号源10来驱动此初级绕组Tl，在所述第二回路2内设有连接每一负载的输入开关，例如图1中，负载Rl回路上设有负载Kl，至负载Rn回路上设置负载Kn。开关Kl...Kn用于根据所述输入开关的输入信号激励所述第一回路I内输出不同控制电压。
[0015]进一步地，在所述第一、第二回路内分设有连接初级绕组Tl和次级绕组T2的固定阻抗，例如回路I内的采样电阻R和回路2内的固定电阻R0。在一个实施例中，可通过低通滤波器11接收第一回路I内固定阻抗R两端的输出电压，并通过ADC电路12转换为一个控制器可识别的逻辑信号。
[0016]在另一个实施例中，所述第二回路2内的次级绕组T2侧又并接有导通开关，较佳为二极管D，根据驱动所述初级绕组Tl的信号源10产生的PWM波形信号为低电平时导通以复位所述次级绕组T2磁芯。所述若干负载又具体包括依次并联所述第二回路2中固定阻抗RO的多级负载Rn，其中每一级负载Rx连接一个输入开关Kx(本文中X泛指一个整数区间内的任一个数字，例如这里x={l，2…η})。
[0017]以图1实施例来说，在第二回路2内装有两个开关按键Kl，Κ2，即并联有两路负载Rl和R2。因此，第二回路2中在信号源10产生的PffM波形为高电平Ua时将产生三种不同的电压，例如:I)当不闭合开关按键Kl和Κ2时，高频变压器T的次级侧Tl回路上仅有负载RO，则第一回路I固定电阻R上流过的电流为10，第一回路I内b点平均电压为Ub0;2)当接通开关Kl时，电阻Rl被接通，电阻R上的电流为Il，则b点平均电压为Ubl，。而当接通开关K2时，电阻R2被导通，固定电阻R上流过的电流为12，则b点平均电压为Ub2; 3)当同时导通开关Kl，K2时，电阻Rl，R2同时导通，则电阻R上流过电流为13，b点平均电压为Ub3。
[0018]作为改进，所述多级负载的阻值Rn依次递减。在图1实施例中，由于电阻阻抗R1〈R2<R1 R2，则il〈i2〈i3。而满足Ua-1x.R = Ub，可得知Ubl>Ub2>Ub3>UbO。那么通过低通滤波器11和ADC电路12对电压Ubx的采样后，让控制器可识别出第二回路2上开关按键Kn的不同组合或按键命令。
[0019]实施例2:作为上述实施例基础上的改进，可实现一种隔离开关器件，包括第一回路I和第二回路2，所述第一回路I与第二回路2之间形成有效电气隔离。开关器件进一步包括多个高频变压器T，将每一高频变压器的初级绕组Tl和次级绕组T2分设于所述第一、第二回路内并形成相互电磁感应，在所述第一回路I内设有信号源10来驱动此初级绕组Tl，在所述第二回路2内设有连接每一负载Rx的输入开关Kx，用于根据开关输入信号激励所述第一回路I内输出不同控制电压。
[0020]作为改进的，在所述第一、第二回路内分设有连接初级绕组Tl和次级绕组Τ2的固定阻抗，通过低通滤波器11接收此第一回路I内固定阻抗R两端输出电压Ubx，并通过ADC电路12转换为一个控制器可识别的逻辑信号。
[0021]作为进一步改进，所述若干负载Rx包括依次并联于所述第二回路2中固定阻抗RO的至少一级负载Rx(例如实施例1中的η个负载，即每一次级绕组T2侧可并联多个负载开关)，其中每一级负载Rx连接一个输入开关Kx，根据不同输入开关的输入信号激励所述第一回路I内输出不同控制电压Ubx。
【主权项】
1.一种隔离开关器件，包括: 第一回路，接设外部电力源;和 第二回路，接设若干负载，所述第一回路与第二回路之间形成电气隔离，其特征在于进一步包括: 高频变压器，将所述高频变压器的初级绕组和次级绕组分设于所述第一、第二回路内并形成相互电磁耦合，在所述第一回路内设有信号源来驱动所述初级绕组，在所述第二回路内设有连接每一负载的输入开关，用于根据所述输入开关的输入信号激励所述第一回路内输出不同控制电压。2.根据权利要求1所述的隔离开关器件，其特征在于:在所述第一、第二回路内分设有连接初级绕组和次级绕组的固定阻抗，通过低通滤波器接收所述的第一回路内固定阻抗两端输出电压，并通过ADC电路转换为控制器可识别的逻辑信号。3.根据权利要求1所述的隔离开关器件，其特征在于:所述第二回路内的次级绕组又接设有导通开关，根据驱动所述初级绕组的信号源产生的PWM波形信号在低电平时导通以复位所述次级绕组磁芯。4.根据权利要求3所述的隔离开关器件，其特征在于:所述导通开关为二极管D。5.根据权利要求2所述的隔离开关器件，其特征在于:所述若干负载包括依次并联所述第二回路中固定阻抗的多级负载，其中每一级负载连接一个输入开关。6.根据权利要求5所述的隔离开关器件，其特征在于:所述多级负载的阻值依次递减。7.—种隔离开关器件，包括: 第一回路，接设外部电力源;和 第二回路，接设若干负载，所述第一回路与第二回路之间形成电气隔离，其特征在于进一步包括: 多个高频变压器，将每一高频变压器的初级绕组和次级绕组分设于所述第一、第二回路内并形成相互电磁耦合，在所述第一回路内设有信号源来驱动所述初级绕组，在所述第二回路内设有连接每一负载的输入开关，用于根据开关输入信号激励所述第一回路内输出不同控制电压。8.根据权利要求7所述的隔离开关器件，其特征在于:在所述第一、第二回路内分设有连接初级绕组和次级绕组的固定阻抗，通过低通滤波器接收第一回路内固定阻抗两端输出电压，并通过ADC电路转换为一个控制器可识别的逻辑信号。9.根据权利要求8所述的隔离开关器件，其特征在于:所述若干负载包括依次并联所述第二回路中固定阻抗的至少一级负载，其中每一级负载连接一个输入开关，根据不同输入开关的输入信号激励所述第一回路内输出不同控制电压。
【文档编号】H03K17/94GK205430194SQ201520632494
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年8月20日
【发明人】黄小刚, 陈爱华
【申请人】杭州意聚电子技术有限公司, 陈爱华