一种热电阻输入信号隔离器的制作方法

本发明涉及信号隔离器，尤其涉及一种热电阻输入信号隔离器。

背景技术：

1、目前，大多数热电阻输入信号隔离器产品（下文简称热电阻信号隔离器）存在以下缺陷：目前市场上的热电阻信号隔离器采用内置adc对信号进行采样，内置adc采样处理，精度上在全范围内线性精度不是很高，不能做到全温度范围的一致性精度实现的采集温度的数值精度偏低，内置采集温漂特性相对较差一些。因此需要一种全范围高精度的热电阻输入信号隔离器。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述不足，提供一种热电阻输入信号隔离器，实现全范围的线性度、高精度、低温漂、高稳定性等特点。

2、本发明的目的是这样实现的：

3、一种热电阻输入信号隔离器，它包括dc/dc电源电路、dc/dc电源隔离输出电路、ldo电路、输入采样电路、adc电路、基准电路、mcu电路和pwm变送电路，dc/dc电源电路连接dc/dc电源隔离输出电路，所述dc/dc电源隔离输出电路包括dc/ac模块、ac/dc输入供电模块和ac/dc输出供电模块，ac/dc输入供电模块连接ldo电路，ac/dc输出供电模块连接pwm变送电路，ldo电路分别连接基准电路、adc电路和mcu电路，所述基准电路分别连接输入采样电路和adc电路，所述输入采样电路连接adc电路，所述adc电路连接mcu电路，所述mcu电路通过光耦ic9连接pwm变送电路；

4、所述adc电路包括adc芯片u1和u5，adc芯片u1连接电感l1，电感l1分别连接电容c10和c11，adc芯片u1连接下拉电阻r4，adc芯片u5分别连接电容c18和c26；adc芯片u1、u5对采样的差模信号进行ad处理，电感l1、l2对模拟电源和数字电源的隔离处理，电容c10、c11、c18和c26用于滤波处理；

5、所述基准电路包括基准芯片u9，基准芯片u9分别连接电容c70和c71，基准芯片u9实现基准电压pref的生成，电容c70、c71用于基准电路输入输出的滤波；

6、所述pwm变送电路包括基准芯片u4和芯片u5，芯片u5分别连接电阻r32、稳压管d7和光耦ic9，光耦ic9连接其驱动电路，电阻r55、r36、r56和三极管q6构成光耦ic9的驱动电路，芯片u5依次连接电阻r39、r38、r37和运放芯片u6a，电阻r39、r38、r37和电容c59、c49、c58构成rc滤波电路，运放芯片u6a、mos管q5和电阻r46构成电压电流转换电路，实现变送电流的输出。电流的输出回路为vcc3—l6—out+—j4—out-—l7—q5—r46—gnd3，电容c51和c60用于运放芯片u6a的电源滤波，电容c47是输出信号的滤波，电感l6、l7用于输出信号的滤波，tvs管tvs5用于输出信号的防护。

7、进一步地，所述dc/dc电源电路包括电源芯片ic2、压敏电阻rv1、电感l3、l4和l5、tvs管tvs4、二极管d2、电源输入电容c28、c30、c32、c33和c35，电源芯片ic2分别与电容c33、c35、c30、c32、tvs管tvs4和压敏电阻rv1并联，电容c30与tvs管tvs4之间设有保险丝f1和二极管d2，tvs管tvs4和压敏电阻rv1之间一端设有电感l4，另一端设有电感l5，电源芯片ic2经过电感l3连接电阻r17，电源芯片ic2还与电阻r20连接。

8、进一步地，所述dc/dc电源电路使用压敏电阻rv1、电感l4和l5、tvs管tvs4用于emc的防护，电源芯片ic2实现dc/dc转换，二极管d2用于电源线的防反，保险丝f1用于过流防护，电源输入电容c30和c32用于储能滤波，电容c28是电源芯片ic2的自举应用，电感l3是电源芯片ic2的储能电感，电阻r17和r20用于输出电压vcc1的调控，输出电容c33和c35用于输出电压的储能滤波。

9、进一步地，所述dc/dc电源隔离输出电路包括芯片ic4，芯片ic4用于驱动变压器t1，将vcc1隔离输出两路电源vcc2和vcc3，电容c47和c48是芯片ic4的滤波电容，二极管d4、d5、d6、d8用于全桥整流，电容c52、c54、c55、c57用于整流后的滤波。

10、进一步地，所述ldo电路包括芯片ic5，芯片ic5是ldo芯片，电容c63、c86、c67用于输入输出的滤波，电阻r76、r78用于输出电压+3.3v的调控。

11、进一步地，所述输入采样电路包括热电阻、电阻r7、电阻r14、tvs管tvs1、tvs8、tvs3和rc滤波电路，热电阻的线阻为电阻r，基准pref通过电阻r7、热电阻和电阻r14实现电阻分压，tvs管tvs1、tvs8和tvs3用于端口防护，电阻r8、r12、r15和电容c21、c24、c27构成rc滤波电路。

12、进一步地，pwm变送电路将mcu的pwm信号通过光耦ic9隔离，电阻r32和稳压管d7用于光耦ic7的输出以及限位，芯片u5用于信号的取反，基准芯片u4用于输出基准电压+3v，电容c43、c44用于基准芯片的输入输出的滤波，电阻r48用于限流，二极管d23用于gnd3和v-隔离一个管压降，用于零点正常输出。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、本发明提供一种热电阻输入信号隔离器，使用了外置采集方案，外置adc和外置基准具有稳定性高，温漂特性低的特点，保证了采样信号的准确性，从而保证了产品全范围的线性度、高精度、低温漂、高稳定性的特点。本发明可以在200℃温度范围实现0.1℃的温度偏差，可以在全温度范围实现0.1级的变送精度误差。

技术特征：

1.一种热电阻输入信号隔离器，其特征在于：它包括dc/dc电源电路、dc/dc电源隔离输出电路、ldo电路、输入采样电路、adc电路、基准电路、mcu电路和pwm变送电路，dc/dc电源电路连接dc/dc电源隔离输出电路，所述dc/dc电源隔离输出电路包括dc/ac模块、ac/dc输入供电模块和ac/dc输出供电模块，ac/dc输入供电模块连接ldo电路，ac/dc输出供电模块连接pwm变送电路，ldo电路分别连接基准电路、adc电路和mcu电路，所述基准电路分别连接输入采样电路和adc电路，所述输入采样电路连接adc电路，所述adc电路连接mcu电路，所述mcu电路通过光耦ic9连接pwm变送电路；

2.根据权利要求1所述的一种热电阻输入信号隔离器，其特征在于：所述dc/dc电源电路包括电源芯片ic2、压敏电阻rv1、电感l3、l4和l5、tvs管tvs4、二极管d2、电源输入电容c28、c30、c32、c33和c35，电源芯片ic2分别与电容c33、c35、c30、c32、tvs管tvs4和压敏电阻rv1并联，电容c30与tvs管tvs4之间设有保险丝f1和二极管d2，tvs管tvs4和压敏电阻rv1之间一端设有电感l4，另一端设有电感l5，电源芯片ic2经过电感l3连接电阻r17，电源芯片ic2还与电阻r20连接。

3.根据权利要求2所述的一种热电阻输入信号隔离器，其特征在于：所述dc/dc电源电路使用压敏电阻rv1、电感l4和l5、tvs管tvs4用于emc的防护，电源芯片ic2实现dc/dc转换，二极管d2用于电源线的防反，保险丝f1用于过流防护，电源输入电容c30和c32用于储能滤波，电容c28是电源芯片ic2的自举应用，电感l3是电源芯片ic2的储能电感，电阻r17和r20用于输出电压vcc1的调控，输出电容c33和c35用于输出电压的储能滤波。

4.根据权利要求1所述的一种热电阻输入信号隔离器，其特征在于：所述dc/dc电源隔离输出电路包括芯片ic4，芯片ic4用于驱动变压器t1，将vcc1隔离输出两路电源vcc2和vcc3，电容c47和c48是芯片ic4的滤波电容，二极管d4、d5、d6、d8用于全桥整流，电容c52、c54、c55、c57用于整流后的滤波。

5.根据权利要求1所述的一种热电阻输入信号隔离器，其特征在于：所述ldo电路包括芯片ic5，芯片ic5是ldo芯片，电容c63、c86、c67用于输入输出的滤波，电阻r76、r78用于输出电压+3.3v的调控。

6.根据权利要求1所述的一种热电阻输入信号隔离器，其特征在于：所述输入采样电路包括热电阻、电阻r7、电阻r14、tvs管tvs1、tvs8、tvs3和rc滤波电路，热电阻的线阻为电阻r，基准pref通过电阻r7、热电阻和电阻r14实现电阻分压，tvs管tvs1、tvs8和tvs3用于端口防护，电阻r8、r12、r15和电容c21、c24、c27构成rc滤波电路。

7.根据权利要求1所述的一种热电阻输入信号隔离器，其特征在于：pwm变送电路将mcu的pwm信号通过光耦ic9隔离，电阻r32和稳压管d7用于光耦ic7的输出以及限位，芯片u5用于信号的取反，基准芯片u4用于输出基准电压+3v，电容c43、c44用于基准芯片的输入输出的滤波，电阻r48用于限流，二极管d23用于gnd3和v-隔离一个管压降，用于零点正常输出。

技术总结
本发明涉及的一种热电阻输入信号隔离器，它包括DC/DC电源电路、DC/DC电源隔离输出电路、LDO电路、输入采样电路、ADC电路、基准电路、MCU电路和PWM变送电路，DC/DC电源电路连接DC/DC电源隔离输出电路，所述DC/DC电源隔离输出电路包括DC/AC模块、AC/DC输入供电模块和AC/DC输出供电模块，AC/DC输入供电模块连接LDO电路，AC/DC输出供电模块连接PWM变送电路，LDO电路分别连接基准电路、ADC电路和MCU电路，所述基准电路分别连接输入采样电路和ADC电路，所述输入采样电路连接ADC电路，所述ADC电路连接MCU电路，所述MCU电路通过光耦IC9连接PWM变送电路。本发明实现全范围的线性度、高精度、低温漂、高稳定性。

技术研发人员：张洪博,余杰,李政宏,吕航,任霞,陈永杰,王岩,杨祉贤,邓汉港,刘松华,孟国飞
受保护的技术使用者：江苏安科瑞电器制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15