一种矿用数字信号转换器的制作方法

本实用新型涉及矿用设备控制技术领域，特别涉及一种矿用数字信号转换器。

背景技术：

随着国家的建设，矿业一直是我国的重要经济产业，能源矿产、金属矿产和非金属矿产等，在我国快速发展，随着科技的进步，为了提高矿业的安全性和生产效率，逐步引进自动化设备，改善矿产挖掘条件，其中，本安隔爆数字信号转换器，是生产中重要的一个设备。

目前在煤矿井下煤矿机械控制箱所用本安隔爆数字信号转换器多为接线式、平面安装，占用空间大、不易安装、不易维护，国外产品例如图尔克隔离栅，价格太高，为此，如何控制生产成本，是当前的研究方向。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种矿用数字信号转换器，以降低生产成本，节省安装空间。其具体方案如下：

一种矿用数字信号转换器，包括：依次相连的电源电路、隔爆回路和本安电路；其中，所述电源电路包括依次相连的整流电路、滤波电容和三端稳压管，所述隔爆回路包括n个继电器，每个继电器的隔离开关分别与其相应的继电器和外部电路相连，所述本安电路与所述隔爆回路串联，所述本安电路包括n个光耦和电阻，每个继电器、光耦和电阻组成一个隔离单元，共有n个相互并联的所述隔离单元，n为大于等于4的正整数；

其中，每个所述隔离单元中继电器串联在光耦的第二输入端，电阻串联在光耦的第一输出端，光耦的第一输入端与外部电路连接，光耦的第二输出端与所述电源电路和外部电路连接；与外部电路连接均采用接插件连接，所述接插件垂直安装在PCB板上。

优选的，所述电源电路，包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一滤波电容、第二滤波电容、所述三端稳压管，所述第一二极管的负极与所述第三二极管的负极相连，所述第三二极管的正极与所述第四二极管的负极相连，所述第四二极管的正极与所述第二二极管的正极相连，所述第二二极管的负极与所述第一二极管的正极相连，所述第一二极管的负极、所述三端稳压管的第一端和所述第一滤波电容的第一端相连，所述三端稳压管的第二端、所述第二滤波电容的第一端和所述隔爆回路的第一端相连，所述第二滤波电容的第二端、所述三端稳压管的第三端、所述隔爆回路的第二端、所述第一滤波电容的第二端和所述第二二极管的正极相连，所述第一二极管的正极与外部电路连接，所述第三二极管的正极与外部电路连接。

优选的，所述电源电路，包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一滤波电容、第二滤波电容和所述三端稳压管；所述第一二极管的正极与所述第三二极管的正极相连，所述第三二极管的负极与所述第四二极管的正极相连，所述第四二极管的负极与所述第二二极管的负极相连，所述第二二极管的正极与所述第一二极管的负极相连，所述第一二极管的正极、第一滤波电容的第二端和所述三端稳压管的第一端相互连接，所述第二二极管的负极、所述第一滤波电容的第一端、所述三端稳压管的第三端、所述第二滤波电容的第一端和所述隔爆回路的第二端相连，所述三端稳压管的第二端、所述第二滤波电容的第二端和所述隔爆回路的第一端相连，所述第二二极管的正极和所述第四二极管的正极分别与外部电路连接。

优选的，滤波电容为电解电容，电解电容的正极为滤波电容的第一端，电解电容的负极为滤波电容的第二端。

优选的，所述接插件为CB2-20J接插件。

优选的，所述三端稳压管为lm7824三端稳压管。

优选的，所述三端稳压管为lm7924三端稳压管。

优选的，每个光耦中包括光敏三极管和发光二极管；其中，所述发光二极管的正极作为光耦的第一输入端与外部电路连接，所述发光二极管的负极与电阻连接，所述光敏三极管的发射极与所述隔爆回路的第二端相连，所述光敏三极管的集电极与相应的继电器相连。

优选的，每个光耦中所述发光二极管的负极作为光耦的第一输入端与外部电路连接，所述发光二极管的正极与电阻连接，所述光敏三极管的发射极与相应的继电器相连，所述光敏三极管的集电极与所述隔爆回路的第二端相连。

本实用新型中，矿用数字信号转换器，包括：依次相连的电源电路、隔爆回路和本安电路；其中，电源电路包括依次相连的整流电路、滤波电容和三端稳压管，隔爆回路包括n个继电器，每个继电器的隔离开关分别与其相应的继电器和外部电路相连，本安电路与隔爆回路串联，本安电路包括n个光耦和电阻，每个继电器、光耦和电阻组成一个隔离单元，共有n个相互并联的隔离单元，n为大于等于4的正整数；其中，每个隔离单元中继电器串联在光耦的第二输入端，电阻串联在光耦的第一输出端，光耦的第一输入端与外部电路连接，光耦的第二输出端与电源电路和外部电路连接；与外部电路连接均采用接插件连接，接插件垂直安装在PCB板上。可见，本实用新型利用电源电路、由包括继电器的隔爆电路和包括光耦的本安电路，实现了数字信号转换器的功能，并且使用常规元器件，使用可靠，成本低，扩展性强，且利用接插件可以将PCB板垂直安装在外接设备上，利用垂直空间，减少对水平空间的占用，提高了空间利用率，节省了空间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例公开的一种矿用数字信号转换器结构示意图；

图2为本实用新型实施例公开的另一种矿用数字信号转换器结构示意图；

图3为本实用新型实施例公开的另一种矿用数字信号转换器结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种矿用数字信号转换器，参见图1所示，该矿用数字信号转换器包括：依次相连的电源电路11、隔爆回路12和本安电路13；其中，电源电路11包括依次相连的整流电路111、滤波电容112和三端稳压管IC2，隔爆回路12包括n个继电器，每个继电器的隔离开关分别与其相应的继电器和外部电路相连，本安电路13与隔爆回路12串联，本安电路13包括n个光耦和电阻，每个继电器、光耦和电阻组成一个隔离单元14，共有n个相互并联的隔离单元14，n为大于等于4的正整数；其中，每个隔离单元14中继电器串联在光耦的第二输入端，电阻串联在光耦的第一输出端，光耦的第一输入端与外部电路连接，光耦的第二输出端与电源电路11和外部电路连接；与外部电路连接均采用接插件连接，接插件垂直安装在PCB板上。

电源电路11与外部电源连接，外部电压电流经过整流电路111、滤波电容112和三端稳压管IC2，进行滤波、整流和稳压，得到符合隔爆回路12中的继电器和本安电路13中的光耦的电压和电流，以驱动继电器和光耦。

隔爆回路12包括n个继电器，每个继电器的型号可以一样，每个继电器利用光耦的电信号控制相应的开关闭合或断开，起到对电路的物理隔离作用，隔爆回路12的输出端可以与PLC电路连接；其中，每个继电器的开关相互并联。

本安电路13包括n个光耦和电阻，每个光耦的第一输入端与外部传感器连接，电阻的一端与外部传感器连接，电阻的另一端与光耦的第一输出端连接，本安电路13接收外部传感器输入的各种信号，光耦利用外部传感器输入的电信号，驱动与光耦串联的继电器，同时，光耦也作为电气隔离元件。

需要说明的是，电源电路11两端电压可以为24V至30V的交流电，本安电路13输入端电压可以为12V至24V的直流电。

可以理解的是，与外部电路连接的端口A1至An和B1至Bn均采用接插件进行连接，即使用插头与外部电路进行连接，接插件的与PCB板相互垂直设置，使接插件可以垂直安装在外接设备上，提高了空间利用率，节省了空间，例如，可以接插件安装在防爆箱内，利用垂直空间，减少对水平空间的占用，提高了空间利用率，减少了占用空间。

可见，本实用新型利用电源电路11、由包括继电器的隔爆电路和包括光耦的本安电路13，实现了数字信号转换器的功能，并且使用常规元器件，使用可靠，成本低，扩展性强，且利用接插件可以将PCB板垂直安装在外接设备上，利用垂直空间，减少对水平空间的占用，提高了空间利用率，节省了空间。

本实用新型实施例公开了一种具体的矿用数字信号转换器，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。参见图2所示，具体的：

本实用新型实施例中，上述电源电路11可以具体包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一滤波电容C1、第二滤波电容C2和三端稳压管IC2；第一二极管D1的负极与第三二极管D3的负极相连，第三二极管D3的正极与第四二极管D4的负极相连，第四二极管D4的正极与第二二极管D2的正极相连，第二二极管D2的负极与第一二极管D1的正极相连，第一二极管D1的负极、三端稳压管IC2的第一端和第一滤波电容C1的第一端相连，三端稳压管IC2的第二端、第二滤波电容C2的正极和隔爆回路12的第一端相连，第二滤波电容C2的负极、三端稳压管IC2的第三端、隔爆回路12的第二端、第一滤波电容C1的第二端和第二二极管D2的正极相连，第一二极管D1的正极与外部电路连接，第三二极管D3的正极与外部电路连接。

本实用新型实施例中，本安电路13中每个光耦中包括光敏三极管和发光二极管；其中，发光二极管的正极作为光耦的第一输入端与外部电路连接，发光二极管的负极与电阻连接，光敏三极管的发射极与隔爆回路12的第二端相连，光敏三极管的集电极与相应的继电器相连。

可以理解的是，滤波电容可以为电解电容，电解电容的正极为滤波电容的第一端，电解电容的负极为滤波电容的第二端。

本实用新型实施例中，包括8个继电器K1至K8、8个光耦J1至J8和8个电阻R1至R8，8个与继电器相应的开关S1至S8，还包括与外部连接的端口A1至A10和B1至B10。当然，用户可以根据实际应用需要，对电路进行扩展，增加隔离单元，以适应实际应用需求。

此时，本实用新型实施例中光耦接收无源或负极性信号，三端稳压管IC2为lm7824三端稳压管。

本实用新型实施例还公开了一种矿用数字信号转换器，参见图3所示，具体的：

本实用新型实施例中，电源电路还可以具体包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一滤波电容C1、第二滤波电容C2和三端稳压管IC2；第一二极管D1的正极与第三二极管D3的正极相连，第三二极管D3的负极与第四二极管D4的正极相连，第四二极管D4的负极与第二二极管D2的负极相连，第二二极管D2的正极与第一二极管D1的负极相连，第一二极管D1的正极、第一滤波电容C1的第二端和三端稳压管IC2的第一端相互连接，第二二极管D2的负极、第一滤波电容C1的第一端、三端稳压管IC2的第三端、第二滤波电容C2的第一端和隔爆回路的第二端相连，三端稳压管IC2的第二端、第二滤波电容C2的第二端和隔爆回路的第一端相连，第二二极管D2的正极和第四二极管D4的正极分别与外部电路连接。

本实用新型实施例中，本安电路中每个光耦中发光二极管的负极作为光耦的第一输入端与外部电路连接，发光二极管的正极与电阻连接，光敏三极管的发射极与相应的继电器相连，光敏三极管的集电极与隔爆回路的第二端相连。

相较于上一实施例，三端稳压管IC2变为lm7924三端稳压管IC2，并将整流二极管、滤波电容和光耦反向安装，使得光耦能够接收正极性信号，使得转换器和所有输入的本安数字信号全部兼容。

可以理解的是，滤波电容可以为电解电容，电解电容的正极为滤波电容的第一端，电解电容的负极为滤波电容的第二端。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。