CN106231734B - 一种干线供电隔离式dmx512信号放大器 - Google Patents

Abstract

一种干线供电隔离式DMX512信号放大器，其特征是由外壳1、线路板2、端盖4、端盖8及其上安装的干线母座接头6、支线母座接头7组成；端盖4、端盖8与外壳1间有密封胶垫3，螺钉5将端盖4、端盖8经密封胶垫3固定在外壳1上；干线母座接头6经其密封垫6‑1和螺母6‑2固定在端盖4上，支线母座接头7经其密封垫7‑1和螺母7‑2固定在端盖8上；线路板2经线缆6‑3、7‑3与各母座接头联接，线路板2上的干线母座接头6的电气与支线母座接头7的电气之间采用电磁、光电隔离和信号传递；线路板2上的信号放大器的电器供电取之干线上的电源，避免就近取电时，中间个别电源问题引起信号放大器不工作，影响后续信号的传输，降低了线路上的信号放大器故障率。

Description

一种干线供电隔离式DMX512信号放大器

技术领域

本发明涉及一种干线供电隔离式DMX512信号放大器。

背景技术

目前，现有的DMX512信号放大器一般采用市电供电，在LED照明项目中，信号放大器安置附近常有的是LED灯具的低压电源，没有市电电源；常采用的方法：1是为其单独拉电缆供市电，2是就近采用LED灯具的低压电源；上述方法的信号放大器供电和接线，常是施工安装的难点和安全隐患及故障多发处。

发明内容

本发明的一种干线供电隔离式DMX512信号放大器原理是：干线母座接头与干线母座接头之间采用链形电路接法；干（支）线母座接头方便于带接头电缆的插接；干线母座接头与支线母座接头的电气之间经过线路板，在线路板上采用接收器、光电隔离器、驱动器进行信号光电隔离、放大和提高驱动能力；线路板上的器件供电取之干线上的电源，采用电源变换器对干线电源进行转换、稳压，供应接收器电源，同时通过隔离电源模块向驱动器供电；保证了支线上的电路，与前级的信号是光隔离，电源是磁隔离的；上述方案免除就近取电时，中间个别电源问题引起信号放大器不工作，影响后续信号的传输，也防止了支线信号或电源故障而影响干线工作，降低了干线上的放大器故障率；干线供电采用的是低压安全直流电，也避免采用市电带来安装成本高、难度大、易对信号线产生干扰，避免了防触电安全防护难的问题。

本发明的有益效果是，本发明的一种干线供电隔离式DMX512信号放大器能用于较恶劣的户外工作环境，采用信号与电源共用组合线缆方式传输信号和供电，减少安装布线的工作量，避免采用市电带来安全隐患，支线与干线电气隔离，防止了支线上设备故障影响整个干线系统正常工作。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现：

1、一种干线供电隔离式DMX512信号放大器，是由外壳1、线路板2、第一端盖4、第二端盖8及其上安装的干线母座接头6、支线母座接头7组成；第一端盖4、第二端盖8与外壳1间有密封胶垫3，螺钉5将第一端盖4、第二端盖8经密封胶垫3固定在外壳1上；干线母座接头6经其密封垫6-1和螺母6-2固定在第一端盖4上，支线母座接头7经其密封垫7-1和螺母7-2固定在第二端盖8上；线路板2经线缆6-3与干线母座接头6联接，经线缆7-3与支线母座接头7联接。

2、按上1所述的一种干线供电隔离式DMX512信号放大器，在于线路板2是由线路基板2-0及其上的电源变换器2-1、电源接线端子2-2、信号输入保护电路2-3、输入接线端子2-4、接收器2-5、光电隔离器2-6、隔离电源模块2-7、驱动器2-8、输出保护电路2-9及输出接线端子2-10组成；干线上信号和电源由干线母座接头6经输入接线端子2-4和电源接线端子2-2接入或接出；电源接线端子2-2的电源经电源变换器2-1转换和稳定电压向接收器2-5和隔离电源模块2-7供电；隔离电源模块2-7向驱动器2-8供电；输入接线端子2-4的电信号经信号输入保护电路2-3导入接收器2-5，经接收器2-5的差分输入放大，驱动光电隔离器2-6，经过光电隔离电信号导入驱动器2-8，驱动器2-8的差分输出放大的电信号，经输出保护电路2-9及输出接线端子2-10联接支线母座接头7，输出经电气隔离的信号。

3、按1所述的一种干线供电隔离式DMX512信号放大器，其支线母座7可设为多个；线路板2上设有与支线母座7相应数量的光电隔离器2-6、隔离电源模块2-7、驱动器2-8、输出保护电路2-9及输出接线端子2-10；各个光电隔离器2-6同时由接收器2-5驱动；各个隔离电源模块2-7同时由电源变换器2-1供电。

4、按1所述的一种干线供电隔离式DMX512信号放大器，其电源变换器2-1含有电源输入桥式整流电路，防止电源进线反极性时，损坏信号放大器的元器件或信号放大器不能工作。

5、按1所述的一种干线供电隔离式DMX512信号放大器，其信号输入保护电路2-3和输出保护电路2-9，过压浪涌保护器和自恢复过流保险电路；当输入或输出线路故障时，如过压、过流、短路发生，则保护电路工作，防止线路板2上元件损坏；当输入或输出线路恢复正常时，信号放大器能投入正常工作。

常见DMX512信号放大器用法的概述：

1)市电供电的DMX512信号放大器，壳体上装有卡拢插座、电源母插座，壳体内装有多个小交流变压器，各变压器输出分别进行整流、滤波，向信号输入接收器、信号输出驱动器供电，接收器通过光电隔离电路向驱动器传递信号；由于该方案是为室内舞台DMX512设备设计的，卡拢插座、电源母插座的防护等级低，又需要市电供电，不适应户外Led照明系统的要求；个别案例采用高防护等级箱体和防水接头，但供电线路安全要求高，市电线路不能与信号线路共管敷设，安装施工、检修的难度大。

2)直流就近供电的DMX512信号放大器，壳体内装有电源变换器、接收器、驱动器，信号放大器内器件由就近支路信号输出所控制的照明设备电源供电，没有电气隔离功能；当信号放大器或所控照明设备故障时，照明设备的电源可能通过信号网络通向相邻的其它设备，并造成系统其它设备损坏或故障。

3)直流就近供电的DMX512隔离信号放大器，壳体内装有电源变换器、接收器、光电隔离电路、驱动器和隔离电源模块，信号放大器内器件由就近支路信号输出所控制的照明设备电源供电，没有电气隔离功能；当给信号放大器供电的照明设备故障时，信号放大器失去供电，信号放大器不能将信号向下传送，引起信号放大器所带载的其它正常设备不能正常工作，并加大了故障分析查找难度。

在户外环境下，本发明与现有情况相比，能适应户外较恶劣的使用环境，布线简单、节省成本，系统可靠，安装施工、检修的难度小，故障率低，支线故障、照明灯具及灯具供电设备故障，不影响整个系统其它部分的正常工作。

附图说明

图1: 实施案例一的主剖视图

注：1. 外壳；2. 线路板；3. 密封胶垫；4.第一端盖；5. 螺钉；6. 干线母座接头；6-1.密封垫；6-2.螺母；6-3. 线缆；7. 支线母座接头；7-1.密封垫；7-2.螺母；7-3. 线缆；8.第二端盖。

图2: 实施案例一中图1的A-A剖面图

注：1. 外壳；2. 线路板；3. 密封胶垫；4. 第一端盖；5. 螺钉；6. 干线母座接头。

图3: 实施案例一中线路板2的原理方框图

注：2-0.线路基板；2-1.电源变换器；2-2.电源接线端子；2-3.信号输入保护电路；2-4.输入接线端子；2-5.接收器；2-6.光电隔离器；2-7.隔离电源模块；2-8.驱动器；2-9.输出保护电路；2-10.输出接线端子。

图4: 实施案例二的主剖视图

注：1. 外壳；2. 线路板；3. 密封胶垫；4. 第一端盖；5. 螺钉；6. 干线母座接头；7. 支线母座接头；7-3. 线缆。

图5: 实施案例二中线路板2的原理方框图

注：2-0.线路基板；2-1.电源变换器；2-2.电源接线端子；2-3.信号输入保护电路；2-4.输入接线端子；2-5.接收器；2-6.光电隔离器；2-7.隔离电源模块；2-8.驱动器；2-9.输出保护电路；2-10.输出接线端子。

图6: 实施案例三的使用接线图

注：1. 外壳；2. 铬牌；3.干线接线牌；4. 干线母座接头；5. 干线线缆；6. 干线线缆；7. 支线接线牌；8. 支线线缆；9. Dmx512控制LED灯具；10.灯具电源线缆。

图7: 实施案例四的使用接线图

注：1. 外壳；2. 铬牌；3.干线接线牌；4. 干线母座接头；5. 干线线缆；6. 干线线缆；7. Dmx512+电源支线线缆；8. Dmx512+电源LED灯具。

具体实施方式

实施案例一

结合图1、2、3对本发明，进一步进行详细描述：

1、一种干线供电隔离式DMX512信号放大器，外壳1采用铝合金拉伸制成，第一端盖4、第二端盖8采用铝合金板冲压制成，密封胶垫3采用无孔微泡硅胶板冲剪成形，干线母座接头6、支线母座接头7采用防水RJ45水晶座接头；螺钉5将第一端盖4、第二端盖8经密封胶垫3固定在外壳1上；干线母座接头6经其密封垫6-1和螺母6-2固定在第一端盖4上，支线母座接头7经其密封垫7-1和螺母7-2固定在第二端盖8上；线路板2经线缆6-3与干线母座接头6联接，经线缆7-3与支线母座接头7联接。

2、线路板2是由线路基板2-0及其上的电源变换器2-1、电源接线端子2-2、信号输入保护电路2-3、输入接线端子2-4、接收器2-5、光电隔离器2-6、隔离电源模块2-7、驱动器2-8、输出保护电路2-9及输出接线端子2-10组成；干线上信号和电源由干线母座接头6经输入接线端子2-4和电源接线端子2-2接入或接出；电源接线端子2-2的电源经电源变换器2-1转换和稳定电压向接收器2-5和隔离电源模块2-7供电；隔离电源模块2-7向驱动器2-8供电；输入接线端子2-4的电信号经信号输入保护电路2-3导入接收器2-5，经接收器2-5的差分输入放大，驱动光电隔离器2-6，经过光电隔离电信号导入驱动器2-8，驱动器2-8的差分输出放大的电信号，经输出保护电路2-9及输出接线端子2-10联接支线母座接头7，输出与干线母座接头6进行电气隔离的信号。

3、线路板2上的电源变换器2-1为降压非隔离式开关稳压电源，输入电源电压为DC6～36V，输出供电电压为5V，接收器2-5采用RS485差分半双工放大器，设定成接收工作状态；隔离电源模块2-7采用1W的5V-DC/5V-DC隔离转换电源模块，光电隔离器2-6采用速率1M的高速光耦合器，驱动器2-8采用RS485差分半双工放大器，设定成发送工作状态。

4、干线母座接头6的线缆为8根导线联接RJ45水晶座，其中线1为Dmx512信号+，线2为Dmx512信号－，线3、6为Dmx512信号Gnd,，线4、5为电源－，线7、8为电源+；电源最高电压为DC36V，限定峰值最大电流为2A；信号输入保护电路2-3和输出保护电路2-9能承受限定峰值最大电流，并保护线路板2上接收器2-5、驱动器2-8的安全；电源变换器2-1有电源输入桥式整流装置，在电源线接反时，电源变换器2-1也能正常工作；信号输入保护电路2-3和输出保护电路2-9都含有过压浪涌保护器和自恢复过流保险电路，防止线路上电涌、接错线、短路，损坏线路板上器件。

5、 支线母座接头7的线缆由8根导线联接RJ45水晶座，其中线1为Dmx512信号+，线2为Dmx512信号－，线3、6为Dmx512信号Gnd，其余线号备用。

实施案例二

结合图4、5，描述本发明另一种扩展方案：

1、一种干线供电隔离式DMX512信号放大器，与实施案例一不同在于：干线母座接头只有一个，支线母座接头7是四个，只有干线联入没有干线联出，构成一种终端放大器形式。

2、线路板2与实施案例一不同在于：光电隔离器2-6、隔离电源模块2-7、驱动器2-8、输出保护电路2-9及输出接线端子2-10组成有四套，每套的光电隔离器2-6的信号输入并联于接收器2-5的输出上，隔离电源模块2-7的电源输入并联于电源变换器2-1的电源输出上，其它器件各套之间电气隔离，四套输出接线端子2-10分别联接四个支线母座接头7。

实施案例三

结合图6 (实施案例三的使用接线图)，描述本发明的一种应用案例：

1、一种干线供电隔离式DMX512信号放大器应用，采用实施案例一，信号放大器的DMX512信号由支线母座接头通过支线线缆8，联接Dmx512控制LED灯具9。

2、Dmx512控制LED灯具9由灯具电源线缆10供应工作电源。

3、干线线缆5与干线线缆6，在信号放大器内相应线号互联接，作为一进一出，形成链形联接信号网络。

4、铬牌2上标明本信号放大器的名称、技术参数、生产资讯的信息，干线接线牌3和支线接线牌7上标明相应母座接头中的各导线接线定义。

实施案例四

结合图7 (实施案例四的使用接线图)，描述本发明的一种应用案例：

1、一种干线供电隔离式DMX512信号放大器应用，在实施案例一的基础上进行干线电源分向支线，信号放大器的DMX512信号由支线母座接头通过支线线缆8，联接Dmx512控制LED灯具9；与实施案例一不同的是支线上除放大器的驱动输出信号外，还有来自干线上的电源。

2、Dmx512控制LED灯具9由支线上电源导线供应工作电源，须注意Dmx512控制LED灯具9的功率和供电电压应在干线电源的许可范围内，计算时应考虑系统其它用电和线路损耗。

3、干线线缆5与干线线缆6，在信号放大器内相应线号互联接，作为一进一出，形成链形联接信号网络。

4、铬牌2上标明本信号放大器的名称、技术参数、生产资讯的信息，支线接线牌7与干线接线牌3上相同的标明相应母座接头中的各导线接线定义，另须在支线接线牌7上标明支线标志，防止错接而影响干线的信号传输性能。

Claims (3)

1.一种干线供电隔离式DMX512信号放大器，其特征是由外壳(1)、线路板(2)、第一端盖(4)、第二端盖(8)及其上安装的干线母座接头(6)、支线母座接头(7)组成；第一端盖(4)、第二端盖(8)与外壳(1)间有密封胶垫(3)，螺钉(5)将第一端盖(4)、第二端盖(8)经密封胶垫(3)固定在外壳(1)上；干线母座接头(6)经其密封垫(6-1)和螺母(6-2)固定在第一端盖(4)上，支线母座接头(7)经其密封垫(7-1)和螺母(7-2)固定在第二端盖(8)上；线路板(2)经线缆(6-3)与干线母座接头(6)联接、经线缆(7-3)与支线母座接头(7)联接。

2.按权利要求1所述的一种干线供电隔离式DMX512信号放大器，其特征在于线路板(2)是由线路基板(2-0)及其上的电源变换器(2-1)、电源接线端子(2-2)、信号输入保护电路(2-3)、输入接线端子(2-4)、接收器(2-5)、光电隔离器(2-6)、隔离电源模块(2-7)、驱动器(2-8)、输出保护电路(2-9)及输出接线端子(2-10)组成；干线上信号和电源由干线母座接头(6)经输入接线端子(2-4)和电源接线端子(2-2)接入或接出；电源接线端子(2-2)的电源经电源变换器(2-1)转换和稳定电压向接收器(2-5)和隔离电源模块(2-7)供电；隔离电源模块(2-7)向驱动器(2-8)供电；输入接线端子(2-4)的电信号经信号输入保护电路(2-3)导入接收器(2-5)，经接收器(2-5)的差分输入放大，驱动光电隔离器(2-6)，经过光电隔离的电信号导入驱动器(2-8)，驱动器(2-8)的差分输出放大的电信号，经输出保护电路(2-9)及输出接线端子(2-10)联接支线母座接头(7)，输出经电气隔离的信号。

3.按权利要求1所述的一种干线供电隔离式DMX512信号放大器，其支线母座接头(7)可设为多个；线路板(2)上设有与支线母座接头(7)相应数量的光电隔离器(2-6)、隔离电源模块(2-7)、驱动器(2-8)、输出保护电路(2-9)及输出接线端子(2-10)；各个光电隔离器(2-6)同时由接收器(2-5)驱动；各个隔离电源模块(2-7)同时由电源变换器(2-1)供电。