CN104009636A - 一种新型矿用安全栅的线路板 - Google Patents

Abstract

一种新型矿用安全栅的线路板，解决现有矿用安全栅接收电压、电流范围较窄，不能和市面上多种型号的调度交换设备兼容的问题；由通常单路安全栅更改设计为4路或多路安全栅，降低企业和用户的成本。

Description

一种新型矿用安全栅的线路板

技术领域

本发明涉及矿用安全栅，具体的说是将非本质安全型的语音信号转换成本质安全型的语音信号输出至井下的一种新型矿用安全栅的线路板。 

背景技术

现在市面上的矿用安全栅均能起到将非本安信号转换为本安信号的功能，但由于近年来市面上的各种调度交换设备接连出现，而各种型号的调度交换设备的输出电压、电流并不完全一致，传统的矿用安全栅所能接收到的电压、电流范围较窄，从而导致不同品牌、型号的矿用安全栅与调度交换设备产生不兼容的现象，从而导致通信终端设备（如矿用电话机）产生不振铃、无法摘机等现象。 

同时，在市面上的矿用安全栅均为单路结构设计，这种结构设计在安装和维护时较为不便，且占地面积较大，增加企业的成本。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新型矿用安全栅的线路板，解决现有矿用安全栅接收电压、电流范围较窄，不能和市面上多种型号的调度交换设备兼容的问题；由通常单路安全栅更改设计为4路或多路安全栅，降低企业和用户的成本。 

本发明为解决上述技术问题的不足而采用的技术方案是：一种新型矿用安全栅的线路板，将通过矿用安全栅基本电路部分的直流电压和直流电流，转换耦合为符合煤矿用要求的直流电压和直流电流信号，将通过矿用安全栅基本电路部分的铃流电压和铃流电流，转换耦合成为符合矿用安全要求的铃流电压和铃流电流信号；                  

在输入直流信号的IN-B端口，直流电压和直流电流首先连接到二极管V15的正极和三极管V32的发射极以及电阻R14的1端，二极管V15的负极连接到三极管V32的集电极和电阻R13的1端，三极管V32的基极连接到电阻R14的2端和二极管V16的负极、三极管V31的发射极和电阻R15的1端，电阻R13的2端连接二极管V18的负极和三极管V29的集电极，三极管V29的发射极连接二极管V18的正极和电阻R11的1端，三极管V29的基极连接电阻R11的2端和二极管V17的正极、三极管V30的发射极和电阻R12的1端，三极管V30的集电极连接二极管V17的负极和电阻R16的1端，三极管V30的基极连接电阻R12的2端到输出端OUT-A，三极管V31的集电极连接二极管V16的负极和电阻R16的2端，三极管V31的基极连接电阻R15的2端直至输出端OUT-B；

在输入直流信号的IN-A端口，直流电压和直流电流进入整流桥B2的1端口，从2端口输出，整流桥B2的2端口连接电阻R7的1端和电解电容C4的正极以及电阻R8的1端和三极管V14的漏极，电阻R7的2端连接三极管V13的栅极，三极管V13的漏极连接电解电容C4的负极、三极管V20的发射极和电阻R10的1端，三极管V20的集电极连接电阻R8的2端和三极管V14的栅极，三极管V20的基极连接电阻R9的1端，电阻R9的2端连接电阻R10的2端和三极管V14的源极，三极管V13的源极连接整流桥B2的4端，通过整流桥B2的3端输出后连接电阻R11的1端，之后通过三极管V30和三极管V31进行输出OUT-A和OUT-B；

铃流电压和铃流电流输入信号从IN-A端和IN-B端进行电路，通过IN-A端依次连接电阻R1和电容C1后，连接在整流桥B1的1端，通过整流桥B1的2端连接电解电容C3的正极和电阻R2的1端，整流桥B1的4端连接电解电容C3的负极、光电耦合器T1的2引脚和4引脚以及二极管D5的正极，电阻R2的2端连接电阻R3的1端、电阻R4的1端和二极管D5的负极，光电耦合器T1的1引脚连接电阻R3的2端，光电耦合器T1的2引脚连接4引脚和二极管D5的正极，光电耦合器T1的3引脚连接电阻R4的2端，光电耦合器T1的5引脚和光电耦合器T1的7引脚以及二极管V12的正极相连，光电耦合器T1的6引脚和光电耦合器T1的8引脚以及二极管V12的负极相连；

铃流电压和铃流电流输入信号通过输入端IN-A端依次连接电容C1、电阻R5和电阻R6后，通过三极管V30和三极管V31进行输出OUT-A和OUT-B。 

本发明有益效果是：该发明具有兼容性强、稳定性高、安全性高三大特点，支持热插拔，可支持全部调度交换设备，输入电压、电流范围广，传输衰耗低，传输距离远，安装简易，使用方便，更可直接设计成4路乃至多路的线路板，大大减少生产企业和用户的成本。 

附图说明

图1是本发明的电路原理图。 

具体实施方式

矿用安全栅通过直流电压和直流电流时，通过安全栅基本电路部分，把标准的电话直流电压和电流信号，转换耦合成为符合煤矿安全要求的直流电压和直流电流信号。(如附图1)                    

在输入直流信号的IN-B端口，直流电压和直流电流首先连接到二极管V15的正极和三极管V32的发射极以及电阻R14的1端，二极管V15的负极连接到三极管V32的集电极和电阻R13的1端，三极管V32的基极连接到电阻R14的2端和二极管V16的负极、三极管V31的发射极和电阻R15的1端。电阻R13的2端连接二极管V18的负极和三极管V29的集电极，三极管V29的发射极连接二极管V18的正极和电阻R11的1端，三极管V29的基极连接电阻R11的2端和二极管V17的正极、三极管V30的发射极和电阻R12的1端，三极管V30的集电极连接二极管V17的负极和电阻R16的1端，三极管V30的基极连接电阻R12的2端到输出端OUT-A。三极管V31的集电极连接二极管V16的负极和电阻R16的2端，三极管V31的基极连接电阻R15的2端直至输出端OUT-B。

该种设置方式解决了普通安全栅输入电压、电流范围过窄而导致输出的电压、电流不能达到终端通信设备要求的问题，采用整流桥、光电耦合器、电阻、三极管、二极管、电解电容、薄膜电容等元器件，将输入过大或过小的电压、电流稳定到终端通信设备所能接收的范围（如直流电压为56~60V）。 

在输入直流信号的IN-A端口，由于电容的隔直通交特性，直流电压和直流电流进入整流桥B2的1端口，从2端口输出。整流桥B2的2端口连接电阻R7的1端和电解电容C4的正极以及电阻R8的1端和三极管V14的漏极，电阻R7的2端连接三极管V13的栅极，三极管V13的漏极连接电解电容C4的负极、三极管V20的发射极和电阻R10的1端，三极管V20的集电极连接电阻R8的2端和三极管V14的栅极，三极管V20的基极连接电阻R9的1端，电阻R9的2端连接电阻R10的2端和三极管V14的源极，三极管V13的源极连接整流桥B2的4端，通过整流桥B2的3端输出后连接电阻R11的1端，之后通过三极管V30和三极管V31进行输出OUT-A和OUT-B。为安全栅的基本电路，为终端通信设备的直流、铃流提供基本传输通道。 

2、矿用安全栅器通过铃流电压和铃流电流时，通过安全栅基本电路部分，把标准的电话铃流电压和电流信号，转换耦合成为符合煤矿安全要求的铃流电压和铃流电流信号。(如附图1) 

铃流电压和铃流电流输入信号从IN-A端和IN-B端进行电路，通过IN-A端连接电阻R1的1端和电容C1的1端，电阻R1的2端连接电容C2的1端，电容C2的2端连接整流桥B1的1端，通过整流桥B1的2端连接电解电容C3的正极和电阻R2的1端，整流桥B1的4端连接电解电容C3的负极、光电耦合器T1的2引脚和4引脚以及二极管D5的正极，电阻R2的2端连接电阻R3的1端、电阻R4的1端和二极管D5的负极。光电耦合器T1的1引脚连接电阻R3的2端，光电耦合器T1的2引脚连接4引脚和二极管D5的正极，光电耦合器T1的3引脚连接电阻R4的2端。光电耦合器T1的5引脚和光电耦合器T1的7引脚以及二极管V12的正极相连，光电耦合器T1的6引脚和光电耦合器T1的8引脚以及二极管V12的负极相连。

通过输入端IN-A端连接电容C1的1端，电容C1的2端连接电阻R5的1端，电阻R5的2 端连接电阻R6的1端，电阻R6的2端连接电阻R11的2端，之后通过三极管V30和三极管V31进行输出OUT-A和OUT-B。 

整流桥B1和整流桥B2连接部分为安全栅的耦合部分，将振铃和通话过程中过大的铃流部分先经由图1的整流桥后转换耦合成稳定的铃流信号传输至OUTA、OUTB。安全栅的整流部分，通过电容的阻直通交特性，使直流通过整流桥B2，铃流通过整流桥B1，互相独立工作，增加电路的可靠性和稳定性。 

同时，由于电路的直流铃流整流桥独立工作，其可靠性高，故而可以在一块线路板上进行重复排列，将同样的电路在线路板上并排使用，如4路安全栅为4路安全栅并排实现，每路安全栅之间最小间距为3.5mm，每路安全栅输入、输出线路最小间距为1.5mm。由此可根据同样的理论和方式实现大于4路的集中式错路安全栅。通过这种线路实现方式，多路安全栅可以大大减少生产企业和客户的成本。 

Claims (1)

1. 一种新型矿用安全栅的线路板，将通过矿用安全栅基本电路部分的直流电压和直流电流，转换耦合为符合煤矿用要求的直流电压和直流电流信号，将通过矿用安全栅基本电路部分的铃流电压和铃流电流，转换耦合成为符合矿用安全要求的铃流电压和铃流电流信号，其特征在于：                   

在输入直流信号的IN-B端口，直流电压和直流电流首先连接到二极管V15的正极和三极管V32的发射极以及电阻R14的1端，二极管V15的负极连接到三极管V32的集电极和电阻R13的1端，三极管V32的基极连接到电阻R14的2端和二极管V16的负极、三极管V31的发射极和电阻R15的1端，电阻R13的2端连接二极管V18的负极和三极管V29的集电极，三极管V29的发射极连接二极管V18的正极和电阻R11的1端，三极管V29的基极连接电阻R11的2端和二极管V17的正极、三极管V30的发射极和电阻R12的1端，三极管V30的集电极连接二极管V17的负极和电阻R16的1端，三极管V30的基极连接电阻R12的2端到输出端OUT-A，三极管V31的集电极连接二极管V16的负极和电阻R16的2端，三极管V31的基极连接电阻R15的2端直至输出端OUT-B；

在输入直流信号的IN-A端口，直流电压和直流电流进入整流桥B2的1端口，从2端口输出，整流桥B2的2端口连接电阻R7的1端和电解电容C4的正极以及电阻R8的1端和三极管V14的漏极，电阻R7的2端连接三极管V13的栅极，三极管V13的漏极连接电解电容C4的负极、三极管V20的发射极和电阻R10的1端，三极管V20的集电极连接电阻R8的2端和三极管V14的栅极，三极管V20的基极连接电阻R9的1端，电阻R9的2端连接电阻R10的2端和三极管V14的源极，三极管V13的源极连接整流桥B2的4端，通过整流桥B2的3端输出后连接电阻R11的1端，之后通过三极管V30和三极管V31进行输出OUT-A和OUT-B；

铃流电压和铃流电流输入信号从IN-A端和IN-B端进行电路，通过IN-A端依次连接电阻R1和电容C1后，连接在整流桥B1的1端，通过整流桥B1的2端连接电解电容C3的正极和电阻R2的1端，整流桥B1的4端连接电解电容C3的负极、光电耦合器T1的2引脚和4引脚以及二极管D5的正极，电阻R2的2端连接电阻R3的1端、电阻R4的1端和二极管D5的负极，光电耦合器T1的1引脚连接电阻R3的2端，光电耦合器T1的2引脚连接4引脚和二极管D5的正极，光电耦合器T1的3引脚连接电阻R4的2端，光电耦合器T1的5引脚和光电耦合器T1的7引脚以及二极管V12的正极相连，光电耦合器T1的6引脚和光电耦合器T1的8引脚以及二极管V12的负极相连；

铃流电压和铃流电流输入信号通过输入端IN-A端依次连接电容C1、电阻R5和电阻R6后，通过三极管V30和三极管V31进行输出OUT-A和OUT-B。