一种用于煤矿动力部监控的隔离电路的制作方法

1.本实用新型属于煤矿监控技术领域，具体涉及一种用于煤矿动力部监控的隔离电路。


背景技术：

2.如图1所示的用于煤矿动力部监控装置的隔离电路，一般采用全速/低速2.5kv usb数字隔离器d14进行usb本安与非本安之间进行隔离，在芯片数字隔离器d14前后两级之间分别采用独立电源供电，在工作状态上互不影响；将芯片数字隔离器d14的管脚5与管脚13 接地或者接入高电平具有手动切换全速12m通信速率与低速1.5m通讯速率，开关为s1和s2，隔离耐压值可以达到2.5kv的交流电压，符合大多数工业隔离设计要求，采用数字磁耦合器进行设计，具有外围器件少、设计简单、故障率低的特点。
3.发明人发现，在煤矿动力部监控装置中采用全速/低速2.5kv usb 数字隔离器进行高速cmos工艺与单片空芯变压器技术相结合的过程中，存在较大的安全隐患，所构成的煤矿动力部监控装置不属于完全可靠隔离器件，使用在一类防爆产品的设计不符合现行标准。


技术实现要素：

4.本实用新型为了解决上述问题，提出了一种用于煤矿动力部监控的隔离电路，在现有装置的基础上进行结构上的改进，通过增设数字隔离器、稳压二极管和限流电阻，实现煤矿动力部监控装置的多重限压限流，保障煤矿的生产安全。
5.根据一些实施例，本实用新型提供了一种用于煤矿动力部监控的隔离电路，采用如下技术方案：
6.一种用于煤矿动力部监控的隔离电路，包括：
7.第一数字隔离器；
8.多个光耦合器，分别与所述第一数字隔离器电连接；
9.第二数字隔离器，与所述光耦合器电连接；
10.多个限流电阻，分别连接所述第一数字隔离器与所述光耦合器，以及所述第二数字隔离器与所述光耦合器；
11.多个稳压二极管，分别连接所述第一数字隔离器与所述光耦合器，以及所述第二数字隔离器与所述光耦合器。
12.进一步的，所述多个光耦合器包括第一光耦合器、第二光耦合器、第三光耦合器和第四光耦合器。
13.进一步的，所述第一光耦合器的控制端和所述第二光耦合器的控制端均与所述第一数字隔离器电连接，所述第一光耦合器的输出端和所述第二光耦合器的输出端均与所述第二数字隔离器电连接。
14.进一步的，所述第三光耦合器的控制端和所述第四光耦合器的控制端均与所述第
二数字隔离器电连接，所述第三光耦合器的输出端和所述第四光耦合器的输出端均与所述第一数字隔离器电连接。
15.进一步的，所述多个限流电阻包括控制端限流电阻和输出端限流电阻；所述控制端限流电阻包括第一控制端限流电阻、第二控制端限流电阻、第三控制端限流电阻和第四控制端限流电阻；所述输出端限流电阻包括第一输出端限流电阻、第二输出端限流电阻、第三输出端限流电阻和第四输出端限流电阻。
16.进一步的，所述第一控制端限流电阻、所述第二控制端限流电阻、所述第三控制端限流电阻和所述第四控制端限流电阻分别连接所述第一数字隔离器与所述第一光耦合器发光二极管阴极、所述第一数字隔离器与所述第二光耦合器发光二极管阴极、所述第二数字隔离器与所述第三光耦合器发光二极管阴极，以及所述第二数字隔离器与所述第三光耦合器发光二极管阴极。
17.进一步的，所述第一输出端限流电阻的一端连接所述第一光耦合器输出端电源端，另一端连接所述第一光耦合器三极管集电极和所述第二数字隔离器；所述第二输出端限流电阻的一端连接所述第二光耦合器输出端电源端，另一端连接所述第二光耦合器三极管集电极和所述第二数字隔离器；所述第三输出端限流电阻的一端连接所述第三光耦合器输出端电源端，另一端连接所述第三光耦合器三极管集电极和所述第一数字隔离器；所述第四输出端限流电阻的一端连接所述第四光耦合器输出端电源端，另一端连接所述第四光耦合器三极管集电极和所述第二数字隔离器。
18.进一步的，所述多个稳压二极管包括控制端稳压二极管和输出端稳压二极管；所述控制端稳压二极管包括第一控制端稳压二极管、第二控制端稳压二极管、第三控制端稳压二极管和第四控制端稳压二极管；所述输出端稳压二极管包括第一输出端稳压二极管、第二输出端稳压二极管、第三输出端稳压二极管和第四输出端稳压二极管。
19.进一步的，所述第一控制端稳压二极管的阴极连接所述第一光耦合器控制端电源端，其阳极连接所述第二控制端稳压二极管的阳极；所述第二控制端稳压二极管的阴极连接所述第二光耦合器控制端电源端；所述第三控制端稳压二极管的阴极连接所述第三光耦合器控制端电源端，其阳极连接所述第四控制端稳压二极管的阳极；所述第四控制端稳压二极管的阴极连接所述第四光耦合器控制端电源端。
20.进一步的，所述第一输出端稳压二极管的阴极连接所述第一光耦合器三极管集电极和所述第一输出端限流电阻，其阳极连接接地端和所述第一光耦合器三极管发射极；所述第二输出端稳压二极管的阴极连接所述第二光耦合器三极管集电极和所述第二输出端限流电阻，其阳极连接接地端和所述第二光耦合器三极管发射极；所述第三输出端稳压二极管的阴极连接所述第三光耦合器三极管集电极和所述第一数字隔离器，其阳极连接接地端和所述第三光耦合器三极管发射极；所述第四输出端稳压二极管的阴极连接所述第四光耦合器三极管集电极和所述第一数字隔离器，其阳极连接接地端和所述第四光耦合器三极管发射极。
21.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
22.本实用新型所采用的隔离光耦耐压值可达5kv的交流电,又因光耦合器(后续简称光耦)属于完全可靠隔离器件，符合一类防爆产品现行标准，所采用的数字隔离器具有自动识别usb通信速率自动转换的功能，能够实现多重限压限流的设计，可杜绝非本安端故障而
造成本安端电路短路进而出现点燃瓦斯环境的可能性。
附图说明
23.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
24.图1是现有技术的煤矿动力部监控装置的电路结构示意图；
25.图2是本实用新型中的煤矿动力部监控装置的电路结构示意图。
具体实施方式：
26.下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
27.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
28.实施例
29.本实施例提供了一种用于煤矿动力部监控的隔离电路。
30.如图2所示的用于煤矿动力部监控的隔离电路，包括第一数字隔离器d14、第二数字隔离器d10、第一光耦合器n30、第二光耦合器 n31、第三光耦合器n32、第四光耦合器n33、第一控制端限流电阻 r25、第二控制端限流电阻r26、第三控制端限流电阻r27、第四控制端限流电阻r28、第一输出端限流电阻r86、第二输出端限流电阻r89、第三输出端限流电阻r90、第四输出端限流电阻r92、第一控制端稳压二极管v17、第二控制端稳压二极管v19、第三控制端稳压二极管 v21、第四控制端稳压二极管v23、第一输出端稳压二极管v18、第二输出端稳压二极管v20、第三输出端稳压二极管v22和第四输出端稳压二极管v24。
31.第一数字隔离器d14和第二数字隔离器d10的结构设置一致。在本实施例中，以第一数字隔离器d14为例展开介绍：
32.管脚vcc表示+5v电源供电管脚；管脚v3需要外接为0.01uf退耦电；管脚gnd表示+5v电源地；管脚ud表示usb信号输入管脚；管脚up表示模式选择输入管脚；管脚opop表示隔离传输p信号输出；管脚opon表示隔离传输n信号输出；管脚lsi表示usb传输速度自动检测结果输；管脚lso表示usb传输速度选择输；管脚act 表示usb传输状态输；管脚opip表示隔离传输p信号输；管脚opin 表示隔离传输n信号输入；管脚nc悬空无使用。
33.第二数字隔离器d10的结构与第一数字隔离器d14的结构完全一致，在此不再进行赘述。
34.在非本安端，采用上位机usb直接供电，在第一数字隔离器d14 的作用下将差分信号(由管脚ud输入)转换成ttl电平信号(即高低电平信号，由管脚opop和管脚opon输出)；在本安端，采用采用上位机usb直接供电，在第二数字隔离器d10的作用下将ttl电平信号(即高低电平信号，由管脚opop和管脚opon输出)转换成差分信号(由管脚ud输入)，进而实现非本安与本安之间的隔离；分别通过第一红光二极管h1和第二红光二极管h2显示第一数字隔离器d14和第二数字隔离器d10是否连接(红光二极管亮则表示数字隔离器连接)。
35.在本实施例中，第二红光二极管h2所在电路通过第一输出端稳压二极管v18连接
在所述第一光耦合器三极管的集电极和发射极之间；第一红光二极管h1所在电路与第一数字隔离器d14的管脚act# 连接。
36.需要说明的是，本实施例中的非本安端与本安端是以第一光耦合器n30、第二光耦合器n31、第三光耦合器n32和第四光耦合器n33 为中心，第一光耦合器n30、第二光耦合器n31、第三光耦合器n32 和第四光耦合器n33的左侧均为非本安端，第一光耦合器n30、第二光耦合器n31、第三光耦合器n32和第四光耦合器n33的右侧均为本安端。
37.第一光耦合器n30、第二光耦合器n31、第三光耦合器n32和第四光耦合器n33的结构设置一致。在本实施例中，以第一光耦合器 n30进行光耦合器结构上的介绍:管脚1、管脚2、管脚3和管脚4一侧表示光耦合器的控制端，管脚5、管脚6、管脚7和管脚8表示光耦合器的输出端；光耦合器内部的管脚3和管脚4之间所连接的是发光二极管，管脚3表示发光二极管的阳极，管脚4表示发光二极管的阴极，管脚2连接控制端电源端，管脚8连接输出端电源端，光耦合器内部的管脚5和管脚6之间所连接的是三极管，管脚5表示三极管发射极，管脚6表示三极管集电极。第二光耦合器n31、第三光耦合器n32和第四光耦合器n33的结构与第一光耦合器n30的结构完全一致，在此不再进行赘述。
38.在本实施例中，第一光耦合器n30和第二光耦合器n31接入隔离电路的方式一致，第三光耦合器n32和第四光耦合器n33接入隔离电路的方式一致。
39.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。