一种输入输出隔离电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电路技术领域，具体涉及一种输入输出隔离电路。
【背景技术】
[0002]现有电路中输入和输出的隔离主要采用光耦隔离和磁隔离两种方式。其中，光耦隔离的缺点是:一、只适用于数字信号隔离，而对于模拟信号，尤其是直流Al输入信号，不能用普通光耦隔离；二、可以使用线性光耦对于直流Al信号进行隔离，但是线性光耦非常昂贵，价格是普通光耦的几十倍，例如HCNR200价格为10元，而PC817只需要0.4元，而且精度非常差。磁隔离的缺点是:一、比较适用于数字信号和交流Al信号的隔离，一般的磁隔离是依靠电磁感应定律，使用微型变压器进行隔离的，例如ADI的icouple技术和Linear的uModule技术，都只适应与数字信号和交流Al信号的隔离，不适用于直流Al信号的隔离；二、任意的磁隔离器件都比较昂贵。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于，提出一种既能够隔离数字信号，也可以隔离模拟信号，并且成本相对较低的输入输出隔离电路。
[0004]本发明提出的一种输入输出隔离电路，其包括输入端开关器、微控制器、储能器和输出端开关器；所述输入端开关器连接在所述储能器的输入端，所述输出端开关器连接在所述储能器的输出端，所述微控制器分别与所述输入端开关器和输出端开关器电连接；所述微控制器同时控制所述输入端开关器闭合、所述输出端开关器打开，并保持第一预设时间，以控制所述储能器充电；所述第一预设时间大于所述储能器充满的时间；所述微控制器同时控制所述输入端开关器打开、所述输出端开关器闭合，以控制所述储能器放电。
[0005]优选的，所述储能器充电和放电间隔第二预设时间。
[0006]优选的，所述输入端开关器包括第一开关器和第二开关器，分别连接在所述储能器输入端的正极和负极上；所述输出端开关器包括第三开关器和第四开关器，分别连接在所述储能器输出端的正极和负极上；所述微控制器分别与所述第一开关器、第二开关器、第三开关器以及第四开关器电连接。
[0007]优选的，所述输入端开关器和输出端开关器均为模拟开关。
[0008]优选的，所述输入端开关器和输出端开关器均为光親继电器。
[0009]优选的，所述输入端开关器和输出端开关器均为信号继电器。
[0010]优选的，所述储能器具体为电容。
[0011]优选的，所述储能器具体为电感。
[0012]优选的，所述储能器具体为电容和电阻串联组合。
[0013]本发明至少具有以下有益效果:
[0014]1、既可以隔离数字信号，也可以隔离模拟信号。
[0015]2、仅涉及一些开关器、储能器和微控制器，电路结构简单，成本较低。
[0016]3、隔离性能好，比起其他的光耦隔离、磁隔离方案，这种隔离方案的隔离度更高。
【附图说明】
[0017]图1是本发明实施例提出的一种输入输出隔离电路的模块化结构连接图。
[0018]图2是本发明实施例提出的一种输入输出隔离电路的原理图。
【具体实施方式】
[0019]为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明进行进一步描述。
[0020]请参阅图1，本实施例提出的一种输入输出隔离电路，包括输入端开关器10、微控制器40、储能器30和输出端开关器20 ;所述输入端开关器10连接在所述储能器30的输入端，所述输出端开关器20连接在所述储能器30的输出端，所述微控制器40分别与所述输入端开关器10和输出端开关器20电连接；在使用时，所述微控制器40同时控制所述输入端开关器10闭合、所述输出端开关器20打开，并保持第一预设时间，以控制所述储能器30充电；所述第一预设时间大于所述储能器30充满的时间；所述微控制器40同时控制所述输入端开关器10打开、所述输出端开关器20闭合，以控制所述储能器30放电。
[0021]本实施例中，所述输入端开关器10和输出端开关器20均可以是模拟开关、光I禹继电器、信号继电器等开关器件中的一种。所述储能器30具体可以是电容、电感、电容和电阻串联组合、或者其他可以快速充放电的电路元件中一种。
[0022]以下通过一个应用实例对工作原理做详细介绍。
[0023]请继续参阅图2，所述输入端开关器10具体包括第一开关器11和第二开关器12，分别连接在所述储能器30输入端的正极和负极上；所述输出端开关器20具体包括第三开关器21和第四开关器22，分别连接在所述储能器30输出端的正极和负极上，所述微控制器40分别与第一开关器11、第二开关器12、第三开关器21以及第四开关器22电连接。
[0024]使用之前，第一开关器11和第二开关器12的输入接在前级电路(图未示出)中，第三开关器21和第四开关器22的输出接在后级电路(图未示出)中。
[0025]使用时，所述微控制器40控制第一开关器11和第二开关器12闭合，同时控制第三开关器21和第四开关器22打开，则储能器30进入充电模式；充电时，第一开关器11和第二开关器12的闭合状态、以及第三开关器21和第四开关器22的打开状态需保持第一预设时间，该第一预设时间需大于所述储能器30充满的时间，否则电没有充满，测量精度会受到很大影响。该第一预设时间的具体时间值可根据储能器30充满的时间进行预设。
[0026]储能器30充满电之后，所述微控制器40控制第一开关器11和第二开关器12打开，同时控制第三开关器21和第四开关器22关闭，则储能器30进入放电模式；此时隔离电路的输出端Uo与输入端Ui的值相等，但是两者是完全隔离的。
[0027]值得注意的是，储能器30的放电与充电需间隔一定时间(第二预设时间)；该间隔时间不能太长，否则可能导致储能器30自放电，造成隔离电路的输出电压Uo与输入电压Ui偏差过大。具体时间值可根据所采用的储能器30进行预设。
[0028]本实施例既可以隔离数字信号，也可以隔离模拟信号，其仅涉及一些开关器、储能器和微控制器，电路结构简单，成本较低。此外，本实施例隔离性能好，比起其他光耦隔离、磁隔离等方案的隔离度要高。
[0029]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种输入输出隔离电路，其特征在于，包括输入端开关器、微控制器、储能器和输出端开关器；所述输入端开关器连接在所述储能器的输入端，所述输出端开关器连接在所述储能器的输出端，所述微控制器分别与所述输入端开关器和输出端开关器电连接；所述微控制器同时控制所述输入端开关器闭合、所述输出端开关器打开，并保持第一预设时间，以控制所述储能器充电；所述第一预设时间大于所述储能器充满的时间；所述微控制器同时控制所述输入端开关器打开、所述输出端开关器闭合，以控制所述储能器放电。2.根据权利要求1所述的输入输出隔离电路，其特征在于，所述储能器充电和放电间隔第二预设时间。3.根据权利要求1所述的输入输出隔离电路，其特征在于，所述输入端开关器包括第一开关器和第二开关器，分别连接在所述储能器输入端的正极和负极上；所述输出端开关器包括第三开关器和第四开关器，分别连接在所述储能器输出端的正极和负极上；所述微控制器分别与所述第一开关器、第二开关器、第三开关器以及第四开关器电连接。4.根据权利要求1所述的输入输出隔离电路，其特征在于，所述输入端开关器和输出端开关器均为模拟开关。5.根据权利要求1所述的输入输出隔离电路，其特征在于，所述输入端开关器和输出端开关器均为光耦继电器。6.根据权利要求1所述的输入输出隔离电路，其特征在于，所述输入端开关器和输出端开关器均为信号继电器。7.根据权利要求1所述的输入输出隔离电路，其特征在于，所述储能器具体为电容。8.根据权利要求1所述的输入输出隔离电路，其特征在于，所述储能器具体为电感。9.根据权利要求1所述的输入输出隔离电路，其特征在于，所述储能器具体为电容和电阻串联组合。
【专利摘要】本发明涉及一种输入输出隔离电路，其包括输入端开关器、微控制器、储能器和输出端开关器；所述输入端开关器连接在所述储能器的输入端，所述输出端开关器连接在所述储能器的输出端，所述微控制器分别与所述输入端开关器和输出端开关器电连接；所述微控制器同时控制所述输入端开关器闭合、所述输出端开关器打开，并保持第一预设时间，以控制所述储能器充电；所述第一预设时间大于所述储能器充满的时间；所述微控制器同时控制所述输入端开关器打开、所述输出端开关器闭合，以控制所述储能器放电。本发明可隔离数字信号或模拟信号，电路结构简单，成本较低，隔离性能好，而且比其他光耦隔离、磁隔离等方案的隔离度要高。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN104991498
【申请号】CN201510408579
【发明人】钟柯佳
【申请人】广州邦讯信息系统有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月10日