一种用于风动传感器的防静电电路结构的制作方法

本实用新型涉及智能检测和控制领域，特别涉及一种用于风动传感器的防静电电路结构。

背景技术：

高压静电空气净化器中，高压包产生8kv的高压电，对外壳放电产生臭氧，达到杀灭细菌，吸附灰尘的目的。风动传感器的感应头放置于净化器的进风口，靠近金属外壳，因此，一种可能是误触高压，烧坏传感器，一种是传感器头感应电压，产生高压静电，烧坏传感器中的运算放大器。

当集成电路(ic)经受静电放电(esd)时，放电回路的电阻通常都很小，无法限制放电电流。例如将带静电的电缆插到电路接口上时，放电回路的电阻几乎为零，造成高达数十安培的瞬间放电尖峰电流，流入相应的ic管脚。瞬间大电流会严重损伤ic，局部发热的热量甚至会融化硅片管芯。esd对ic的损伤还包括内部金属连接被烧断，钝化层受到破坏，晶体管单元被烧坏。

在国际电工标准静电放电抗扰性测试iec61000-4-2要求中规定了几个试验等级，其中第四等级：接触放电8kv，空气放电15kv。由于高压电的功率较低，其特性类似于静电特性。因此，针对上述问题，需要对电路进行静电防护设计，同时包含误触高压电的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型主要解决产品在工作过程遇到的静电损坏和碰触高压电损坏的问题。由于高压电的功率非常低，因此，将两种情况都作为静电防护问题解决。

为解决以上问题，本实用新型提供一种用于风动传感器的防静电电路结构，使用高耐压tvs管和电容，抑制高压电，并在达到设定值时，断开保护继电器，防止对后面的电路造成损坏；使用低电压tvs管和电容，抑制静电；使用光耦隔离，防止静电对电路的损坏。

一种用于风动传感器的防静电电路结构，由风速采集检测模块构成，所述风速采集检测模块检测风速大小，并通过分压将风速对应的电压输出到高压静电处理模块；所述高压静电处理模块输出端连接静电防护模块；所述隔离模块将检测模块电路和比较电路进行隔离，同时隔离模块将信号传递给比较器；所述比较电路输出端分别连接功率放大模块、输出断电器和指示灯模块。

优选地，风速采集检测模块由风速检测器ptc和电阻r1组成。风速检测器ptc检测风速，风速的大小对应风速检测器ptc的阻值，通过分压得到对应的电压输出；当感应到一定风速后，在分压电路中，不同的风速对应不同的电压。

优选地，高压静电处理模块由大功率tvs管d2、滤波电容c1、三极管基级输入电阻r12、常闭继电器relay2组成。所述大功率tvs管d2选用型号为esd92de150m05-c，所述大功率tvs管d2对常闭继电器relay2的导通进行控制。一旦大功率tvs管d2控制端电压输入导通，常闭继电器relay2主路就断开。大功率tvs管d2，能够承受较高的电压或较大的功率，并且在检测到较高的电压时，切断后面的继电器，阻断静电对后面电路的破坏。

优选地，静电防护模块由防护tvs管d3和滤波电容c2组成。所述防护tvs管主要针对低电压和普通静电做出防护，保护后面的器件；该部分如果防护功率过大，则起不到保护作用。

优选地，隔离模块由光耦u1、限流电阻r2和限流电阻r3组成。所述隔离模块的两个作用，一是对检测部分与比较器部分的电路进行隔离，另一是将检测到的信号传递给比较器。

优选地，比较电路由电阻r4、可变电阻pa1、运算放大器的偏置电阻r11，反馈电阻r5组成。所述比较电路取大组值电阻，保证输出的近似开关量；通过与设定的电压进行比较，判断是否输出高电平，控制后面的功率器件。

优选地，指示灯电路由限流电阻r9和led指示灯d5组成。

优选地，功率放大模块由基级分压电阻r6、基级分压电阻r7、功率三极管q1组成。所述功率放大模块负载电流为500ma；所述功率放大模块设置的两个基级分压电阻保证合适的基级电压；通过功率三极管将比较器的电平输出，转化为能控制大电流的输出；同时，通过控制所述输出继电器实现弱电控制强电的效果。

优选地，输出继电器由常闭继电器relay1、泄流二极管d1和常开开关jp1组成。一旦控制端电压输入导通，常开开关jp1闭合，输出继电器主路就闭合，输出继电器处于导通状态。

本实用新型的有益效果在于：使用大功率tvs管d2，以及相应的切断回路的方法，保护后续电路的安全；使用低压小功率的防护tvs管d3保护后续电路的安全；静电环境下，能够预防静电对运算放大器的损坏；在其他干扰环境下，能有效防止干扰脉冲对电路的损坏。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型一种用于风动传感器的防静电电路结构的结构示意图

图中，1风速检测器ptc、2电阻r1、3大功率tvs管d2、4滤波电容c1、5三极管基级输入电阻r12、6常闭继电器relay2、7防护tvs管d3、8滤波电容c2、9光耦u1、10限流电阻r2、11限流电阻r3、12电阻r4、13可变电阻pa1、14运算放大器的偏置电阻r11、15反馈电阻r5、16限流电阻r9、17led指示灯d5、18基级分压电阻r6、19基级分压电阻r7、20功率三极管q1、21常闭继电器relay1、22泄流二极管d1、23常开开关jp1。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的一种用于风动传感器的防静电电路结构，由风速采集检测模块构成，所述风速采集检测模块检测风速大小并通过分压将风速对应的电压输出到高压静电处理模块；所述高压静电处理模块输出端接静电防护模块；所述隔离模块将检测模块电路和比较电路进行隔离，同时隔离模块将信号传递给比较器；所述比较电路输出端接功率放大模块、输出断电器和指示灯模块。

优选地，风速采集检测模块由风速检测器ptc(1)和电阻r1(2)组成。风速检测器ptc检测风速，风速的大小对应风速检测器ptc的阻值，通过分压得到对应的电压输出；当感应到一定风速后，在分压电路中，不同的风速对应不同的电压。

优选地，高压静电处理模块由大功率tvs管d2(3)、滤波电容c1(4)、三极管基级输入电阻r12(5)、常闭继电器relay2(6)组成。所述大功率tvs管d2(3)选用型号为esd92de150m05-c，所述大功率tvs管d2(3)对常闭继电器relay2(6)的导通进行控制。一旦大功率tvs管d2(3)控制端电压输入导通，常闭继电器relay2(6)主路就断开。大功率tvs管d2(3)能够承受较高的电压或较大的功率，并且在检测到较高的电压时，切断后面的继电器，阻断静电对后面电路的破坏。

优选地，静电防护模块由防护tvs管d3(7)和滤波电容c2(8)组成。所述防护tvs管d3(7)主要针对低电压和普通静电做出防护，保护后面的器件；该部分如果防护功率过大，则起不到保护作用。

优选地，隔离模块由光耦u1(9)、限流电阻r2(10)和限流电阻r3(11)组成。所述隔离模块的两个作用，一是对检测部分与比较器部分的电路进行隔离，另一是将检测到的信号传递给比较器。

优选地，比较电路由电阻r4(12)、可变电阻pa1(13)、运算放大器的偏置电阻r11(14)，反馈电阻r5(15)组成。所述比较电路取大组值电阻，保证输出的近似开关量；通过与设定的电压进行比较，判断是否输出高电平，控制后面的功率器件。

优选地，指示灯电路由限流电阻r9(16)和led指示灯d5(17)组成。

优选地，功率放大模块由基级分压电阻r6(18)、基级分压电阻r7(19)、功率三极管q1(20)组成。所述功率放大模块负载电流为500ma；所述功率放大模块设置的两个基级分压电阻保证合适的基级电压；通过功率三极管q1(20)将比较器的电平输出转化为能控制大电流的输出；同时，通过控制所述输出继电器实现弱电控制强电的效果。

优选地，输出继电器由常闭继电器relay1(21)、泄流二极管d1(22)和常开开关jp1(23)组成。一旦控制端电压输入导通，常开开关jp1(23)闭合，输出继电器主路就闭合，输出继电器处于导通状态。

本实用新型的有益效果在于：使用大功率tvs管d2(3)，以及相应的切断回路的方法，保护后续电路的安全；使用低压小功率的防护tvs管d3(7)，保护后续电路的安全；静电环境下，能够预防静电对运算放大器的损坏；在其他干扰环境下，能有效防止干扰脉冲对电路的损坏。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式做出多种变更或修改，而不背离本实用新型的原理和实质，本实用新型的保护范围仅由所附权利要求书限定。