CN112992605B - 隔离单元及相关产品 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种隔离单元及相关产品，应用于故障报警系统，所述故障报警系统包括继电器控制系统和报警单元，所述继电器控制系统包括处理器单元、继电器驱动单元和所述隔离单元；所述隔离单元分别与所述处理器单元和所述继电器驱动单元连接，且所述隔离单元接地，以及所述继电器驱动单元连接所述报警单元；所述隔离单元用于接收来自所述处理器单元的第一控制信号，并生成第二控制信号，以及用于向所述继电器驱动单元发送所述第二控制信号，所述第二控制信号用于触发所述继电器驱动单元动作以启动所述报警单元。可以提高在处理器单元上下电瞬间对处理器驱动单元的控制的稳定性，以及提高故障报警系统的抗干扰性。

Description

隔离单元及相关产品

技术领域

本申请涉及电子领域，具体涉及一种隔离单元及相关产品。

背景技术

当前充电桩、电力系统、高压直流输电HVDC等系统中有很多的控制单元，这些控制单元不仅对系统的运行进行控制，还对系统的运行情况进行监测。控制单元故障时要求能及时可靠的报警，这就要求控制单元有自身故障报警电路，且自身故障报警应具备不能误报警、不易受到干扰、上下电瞬间状态不能抖动等特点。目前各种控制单元上的自身故障报警功能基本都是使用输出端口的高低电平直接控制继电器的合和分，这种功能电路极易受到外部干扰，且上下电瞬间输出端口的电平不确定，从而引起误报警等。

发明内容

基于现有技术的不足，本申请提供了一种隔离单元及相关产品，以期提高继电器驱动的稳定性及抗干扰性。

第一方面，本申请实施例提供了一种隔离单元，应用于故障报警系统，所述故障报警系统包括继电器控制系统和报警单元，所述继电器控制系统包括处理器单元、继电器驱动单元和所述隔离单元；所述隔离单元分别与所述处理器单元和所述继电器驱动单元连接，且所述隔离单元接地，以及所述继电器驱动单元连接所述报警单元；所述隔离单元用于接收来自所述处理器单元的第一控制信号，并生成第二控制信号，以及用于向所述继电器驱动单元发送所述第二控制信号，所述第二控制信号用于触发所述继电器驱动单元动作以启动所述报警单元。

第二方面，本申请实施例提供了一种继电器控制装置，应用于故障报警系统，所述故障报警系统包括继电器控制装置和报警单元，所述继电器控制装置包括处理器单元、继电器驱动单元和如上述第一方面中所描述的隔离单元；所述隔离单元分别与所述处理器单元和所述继电器驱动单元连接，且所述隔离单元接地，以及所述继电器驱动单元连接所述报警单元；所述处理器单元用于向所述隔离单元发送第一控制信号；所述继电器驱动单元用于接收来自所述隔离单元的第二控制信号，并根据所述第二控制信号触发动作，以启动所述报警单元。

第三方面，本申请实施例提供了一种故障报警装置，应用于故障报警系统，所述故障报警系统包括所述故障报警装置，所述故障报警装置包括如上述第二方面中所述的继电器控制装置和报警单元；所述继电器控制装置连接所述报警单元；所述报警单元用于根据所述继电器控制装置输出报警信号，以实现电路故障报警。

第四方面，本申请实施例提供了一种充电设备，可以包括如上述第一方面中所述的隔离单元或如上述第二方面中所述的继电器控制装置或如上述第三方面中所述的故障报警装置。

可以看出，本申请提供的隔离单元应用于故障报警系统，所述故障报警系统包括继电器控制系统和报警单元，所述继电器控制系统包括处理器单元、继电器驱动单元和所述隔离单元；所述隔离单元分别与所述处理器单元和所述继电器驱动单元连接，且所述隔离单元接地，以及所述继电器驱动单元连接所述报警单元；所述隔离单元用于接收来自所述处理器单元的第一控制信号，并生成第二控制信号，以及用于向所述继电器驱动单元发送所述第二控制信号，所述第二控制信号用于触发所述继电器驱动单元动作以启动所述报警单元。这样，可以提高在处理器单元上下电瞬间对处理器驱动单元的控制的稳定性，以及提高故障报警系统的抗干扰性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种故障报警系统的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种继电器控制系统的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种隔离单元的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种第一电容子单元的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种第一控制模块的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种第二电容子单元的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种第二控制模块的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的另一种隔离单元的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一种隔离单元的电路示意图；

图10为本申请实施例提供的一种电压波形图；

图11为本申请实施例提供的一种继电器控制装置的结构示意图；

图12为本申请实施例提供的一种故障报警装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

由于目前在电路中出现故障时都是通过处理器端口使用高低电平直接控制继电器的合和分，使得继电器闭合后，通过外部报警设备发出报警信息。但这样的报警方式极易受到外部干扰，且处理器单元上下电的瞬间处理器端口的电平不稳定，还会引起误报警的问题。

综合上述描述，为解决上述问题，本申请提供了一种隔离单元及相关产品，下面将根据实施例对所述隔离单元进行详细说明。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种故障报警系统的示意图。所述故障报警系统100包括继电器控制系统101和报警单元102，所述继电器控制系统101和报警单元102连接，所述继电器控制系统101用于检测电路中的故障，然后根据检测到的故障向报警单元102发出故障信息。所述报警单元102用于接收来自继电器控制系统101的故障信息，然后根据所述故障信息输出报警信息，提醒当前电路故障。所述报警单元可以是声音报警器件或光电报警器件。

如图2所述，图2为本申请实施例提供的一种继电器控制系统的示意图。如图所示，所述隔离单元应用于故障报警系统，所述故障报警系统包括继电器控制系统20和报警单元21，所述继电器控制系统20包括处理器单元201、继电器驱动单元203和所述隔离单元202；所述隔离单元202分别与所述处理器单元201和所述继电器驱动单元203连接，且所述隔离单元202接地，以及所述继电器驱动单元203连接所述报警单元21；所述隔离单元202用于接收来自所述处理器单元201的第一控制信号，并生成第二控制信号，以及用于向所述继电器驱动单元203发送所述第二控制信号，所述第二控制信号用于触发所述继电器驱动单元203动作以启动所述报警单元21。

其中，所述继电器驱动系统还可以包括供电单元，所述供电单元分别与所述处理器单元、所述隔离单元和所述继电器驱动单元连接，用于向所述处理器单元、所述隔离单元和所述继电器驱动单元供电。所述继电器驱动单元可以包括继电器开关。

可见，本实例中，所述隔离单元将所述处理器单元与所述继电器驱动单元隔离开，使得处理器单元不能直接控制继电器驱动单元，使得处理器单元即使在上下电瞬间，所述处理器单元的输出端口的电平不稳定，也可以保证继电器驱动单元的动作稳定性和抗干扰性。

在一个可能的实例中，所述处理器单元包括通用型输入输出GPIO端口；所述GPIO端口与所述隔离单元连接，用于向所述隔离单元发送第一控制信号，所述第一控制信号包括脉冲宽度调制PWM控制信号。

其中，所述通用型输入输出（General-purpose input/output，GPIO）端口可以读取处理器中的其他单元或器件的信息，并向外部输出高电平或低电平。所述第一控制信号就可以是方波信号，隔离单元根据接收到的方波信号生成第二控制信号，以控制继电器驱动单元动作。而脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）控制信号它是一种占空比可调的方波，其中占空比是指高电平占一个方波周期的比例。

可见，本实例中，所述处理器通过GPIO端口输出第一控制信号，可以节省系统功耗，且通过PWM控制信号来控制隔离单元，可以使得处理器单元即使在上下电瞬间，所述处理器单元的输出端口的电平不稳定，也可以保证继电器驱动单元的动作稳定性和抗干扰性。

在一个可能的实例中，如图3所示，图3为本申请实施例提供的一种隔离单元的结构示意图。如图所示，所述隔离单元31包括第一电容子单元310、第二电容子单元312和二极管子单元311；所述第一电容子单元310分别与所述GPIO端口和所述二极管子单元311的阳极连接，所述第二电容子单元312分别与所述二极管子单元311的阴极和所述继电器驱动单元32连接，且所述第二电容子单元312接地；所述第一电容子单元310用于根据所述第一控制信号向所述第二电容子单元312供电；所述第二电容子单元312用于存储来自所述第一电容子单元310的电能，并生成所述第二控制信号；所述二极管子单元311用于避免所述第二电容子单元312影响所述第一电容子单元310。

其中，在所述处理器单元的GPIO端口输出第一控制信号PWM控制信号后，第一电容子单元会根据该控制信号向第二电容子单元提供电能，然后第二电容子单元根据获取的电能生成第二控制信号。该第二控制信号可以是第二电容子单元的电压信号，即第一电容子单元通过二极管子单元向第二电容子单元充电，当第二电容子单元两端的电压值达到一定值后，第二电容子单元就可以向继电器驱动单元输出对应的第二控制信号，继电器驱动单元就随之闭合。由于第二电容子单元是先存储电能，然后再使第二电容子单元两端的电压缓慢升高，因此也不会使得继电器驱动单元在GPIO端口上下电瞬间电压不稳定时出现误动作。

具体实现中，所述二极管子单元包括二极管，或者可以包括同样能实现单向导通功能的其他电路或器件。由于PWM控制信号的电平高低不确定，因此第一电容子单元处的电压也不确定，而二极管子单元就可以根据其单向导通的特性，使得即使第一电容子单元处为低电平时，第二电容子单元也不会向第一电容子单元放电，保证了第一电容子单元的电路安全。

可见，本实例中，通过第一电容子单元、第二电容子单元和二极管子单元，可以使得处理器单元即使在上下电瞬间，所述处理器单元的输出端口的电平不稳定，也可以保证继电器驱动单元的动作稳定性和抗干扰性。

在一个可能的实例中，如图4所示，图4为本申请实施例提供的一种第一电容子单元的结构示意图。如图所示，所述第一电容子单元40包括第一控制模块401和第一电容模块402；所述第一控制模块401分别与所述GPIO端口和所述第一电容模块402连接，且所述第一控制模块401接地，所述第一电容模块402与所述二极管子单元41的阳极连接；所述第一控制模块401用于根据所述第一控制信号生成第三控制信号；所述第一电容模块402用于获取来自所述第一控制模块的第三控制信号，并根据所述第三控制信号向所述第二电容子单元供电。

其中，GPIO端口会向第一控制模块发出PWM控制信号，第一控制模块根据PWM控制信号改变电路状态。所述电路状态包括导通状态和截止状态，且所述第一控制信号和第三控制信号对应的电平相反。在处理器单元上电瞬间，第一控制模块可以使得第一电容模块的输入端处于接地的状态，这样就可以避免在上电瞬间第二电容子单元两端有电平冲击，造成继电器驱动单元误动作。而第一电容模块会根据第一控制模块输出的第三控制信号存储电能，并向第二电容子单元进行供电，使得第二电容子单元两端的电压缓慢上升。

可见，本实例中，通过第一控制模块和第一电容模块向第二电容子单元供电，可以使得处理器单元即使在上下电瞬间，所述处理器单元的输出端口的电平不稳定，也可以保证继电器驱动单元的动作稳定性和抗干扰性。

在一个可能的实例中，如图5所示，图5为本申请实施例提供的一种第一控制模块的结构示意图。如图所示，所述第一控制模块50包括第一电阻子模块501和第一晶体管子模块502；所述第一电阻子模块501的第一端与所述第一晶体管子模块502的第一端合路后连接所述GPIO端口，所述第一电阻子模块501的第二端与所述第一晶体管子模块502的第二端连接，所述第一晶体管子模块502的第三端与所述第一电容模块51合路后接地；所述第一晶体管子模块502用于根据所述第一控制信号生成所述第三控制信号；所述第一电阻子模块501用于控制所述第一晶体管子模块502在所述处理器单元上电瞬间为截至状态。

其中，第一电阻子模块可以包括电阻。所述第一控制模块还可以包括第三电阻子模块，所述第三电阻子模块与所述GPIO端口连接，所述第一电阻子模块的第一端和所述第一晶体管子模块的第一端合路后连接所述第三电阻子模块的第二端，所述第三电阻子模块可以用于限流。且所述第一电容子单元还可以包括第四电阻子模块，所述第一晶体管子模块的第三端与所述第一电容模块的第一端合路后连接所述第四电阻子模块的第一端，所述第四电阻子模块的第二端接地，所述第四电阻子模块可以用于分压。所述第一电容子单元还可以包括第五电阻子模块，所述第五电阻子模块的第一端与所述第一晶体管子模块的第三端连接，所述第五电阻子模块的第二端与所述第一电容模块的第一端连接，所述第五电阻子模块可以用于限流。当然，所述第五电阻子模块可以位于所述第一控制模块中，也可以位于第一电容模块中。

可见，本实例中，通过第一电阻子模块和第一晶体管子模块向第一电容模块发送第三控制信号，可以使得处理器单元即使在上下电瞬间，所述处理器单元的输出端口的电平不稳定，也可以保证继电器驱动单元的动作稳定性和抗干扰性。

在一个可能的实例中，所述第一晶体管子模块包括三极管。

其中，所述三极管的基级连接第一晶体管子模块的第一端，所述三极管的集电极连接第一晶体管子模块的第二端，所述三极管的发射极连接第一晶体管子模块的第三端。所述三极管可以根据该三极管第一端获得的PWM信号在截止和导通之间切换，且该三极管的第三端处的电平与GPIO端口的电平相反。

可见，本实例中，可以使得处理器单元即使在上下电瞬间，所述处理器单元的输出端口的电平不稳定，也可以保证继电器驱动单元的动作稳定性和抗干扰性。

在一个可能的实例中，如图6所示，图6为本申请实施例提供的一种第二电容子单元的结构示意图。如图所示，所述第二电容子单元60包括第二控制模块602和第二电容模块601；所述第二控制模块602的第一端与所述第二电容模块601的第一端合路后连接所述二极管子单元61的阴极，所述第二控制模块602的第二端与所述继电器驱动单元6连接，所述第二电容模块601的第二端与所述第二控制模块602的第三端合路后接地；所述第二电容模块601用于存储来自所述第一电容子单元的电能，并生成所述第二控制信号；所述第二控制模块602用于根据所述第二控制信号触发所述继电器驱动单元动作，以启动所述报警单元。

其中，第二电容模块存储来自第一电容子单元的电能，使得第二电容模块两端的电压缓慢升高，然后向第二控制模块发出第二控制信号，该第二控制信号可以是根据第二电容模块的两端的电压值生成的。第二控制模块根据获得的第二控制信号确定是否触发继电器驱动单元动作。

可见，本实例中，通过第二电容模块和第二控制模块实现对继电器驱动单元动作的控制，可以使得即使在上下电瞬间，所述处理器单元的输出端口的电平不稳定，也可以保证继电器驱动单元的动作稳定性和抗干扰性。

在一个可能的实例中，如图7所示，图7为本申请实施例提供的一种第二控制模块的结构示意图。如图所示，所述第二控制模块70包括第二电阻子模块701和第二晶体管子模块702；所述第二晶体管子模块702的第一端与所述第二电阻子模块701的第一端合路后连接所述第二电容模块71的第一端，所述第二晶体管子模块702的第二端与所述第二电阻子模块701的第二端合路后接地，所述第二晶体管子模块702的第三端与所述继电器驱动单元7连接；所述第二晶体管子模块702用于根据所述第二控制信号触发所述继电器驱动单元动作以启动所述报警单元；所述第二电阻子模块701用于控制所述第二晶体管子模块在所述处理器单元上电瞬间为截至状态。

其中，所述第二晶体管子模块第一端的电压值会随着第二电容模块两端的电压值的变化而变化，这样会使得所述第二晶体管子模块的第三端的的电流发生变化，当第二晶体管子模块的第三端的电流值达到预设值时，就可以触发继电器驱动单元动作。

具体实现中，第二电容子单元还可以包括第六电阻子模块，所述第二电容模块的第一端与所述二极管子单元的阴极合路后连接所述第六电阻子模块的第一端，所述第二电阻子模块的第一端和所述第二晶体管子模块的第一端合路后连接所述第六电阻子模块的第二端，所述第六电阻子模块可以用于限流。

可见，本实例中，第二晶体管子模块通过第二电容模块输出的第二控制信号触发继电器驱动单元动作，可以使得处理器单元即使在上下电瞬间，所述处理器单元的输出端口的电平不稳定，也可以保证继电器驱动单元的动作稳定性和抗干扰性。

在一个可能的实例中，所述第二晶体管子模块包括三极管。

其中，所述三极管的基级连接第二晶体管子模块的第一端，所述三极管的集电极连接第二晶体管子模块的第三端，所述三极管的发射极连接第二晶体管子模块的第二端。

可见，本实例中，可以使得处理器单元即使在上下电瞬间，所述处理器单元的输出端口的电平不稳定，也可以保证继电器驱动单元的动作稳定性和抗干扰性。

在一个可能的实例中，如图8所示，图8为本申请实施例提供的另一种隔离单元的结构示意图。如图所示，所述第一电容子单元包括第一电容C1，所述第二电容子单元包括第二电容C2。

其中，所述二极管子单元D1可以包括二极管。

可见，本实例中，可以通过两个电容和一个二极管实现隔离单元的作用，使得处理器单元即使在上下电瞬间，所述处理器单元的输出端口的电平不稳定，也可以保证继电器驱动单元的动作稳定性和抗干扰性。

在一个可能的实例中，所述PWM控制信号的频率w根据所述第一电容确定。

其中，PWM控制信号的频率变化会影响第一控制信号，从而影响第一电容子单元向所述第二电容子单元充电，因此为了实现第二电容子单元的两端电压升高到预设电压值后，该第二电容子单元可以实现触发继电器驱动单元动作，需要根据第一电容子单元对应的第一电容来确定PWM控制信号的频率。

可见，本实例中，根据第一电容来确定PWM控制信号的频率，可以使得处理器单元即使在上下电瞬间，所述处理器单元的输出端口的电平不稳定，也可以保证继电器驱动单元的动作稳定性和抗干扰性。

在一个可能的实例中，所述PWM控制信号的频率w通过如下公式计算得到：Z=1÷（j×w×C）;其中，所述Z为所述第一电容的容抗，所述C为所述第一电容的容值，所述j为虚数。

其中，第一电容选定后，就可以得知第一电容的阻抗Z和第一电容的容值C，然后根据上述公式可以确定出PWM控制信号的频率。因此PWM控制信号的频率越高，第一电容可以选择更低的容值，PWM控制信号的频率越低，第一电容宜选择更高的容值。

下面举例进行具体详细说明。

请参阅图9和图10，图9为本申请实施例提供的一种隔离单元的电路示意图，图10为本申请实施例提供的一种电压波形图。图9中处理器的GPIO端口连接了一个隔离单元，隔离单元连接了一个继电器驱动单元。该隔离单元中包括6个电阻，分别是R1-R6、两个电容，分别是C1和C2、一个二极管D1和两个三极管，分别是Q1和Q2，继电器驱动单元中有一个继电器开关K1。当GPIO发PWM控制信号时，Q1状态在截止、导通之间切换，Q1的3脚电平与GPIO的电平相反。3脚的电能通过C1、D1给C2充电，当C2的充电电压达到一定值时通过R6就会使Q2导通，Q2的导通和截止就能控制继电器K1触点的合和分。

其中，R1的作用是保证GPIO在上电瞬间Q1处在截止状态，使用Q1的作用是保证在上电瞬间C1的输入端处于接地状态，不使C2两端有电平冲击，避免Q2的导通而使K1有闭合的可能。D1的作用是使Q1的3脚为低电平时C2不会通过C1、R4、R5放电。C2的作用存储电能，使C2的电压缓慢升高，不会使Q2的1脚出现电压突变，也就不会出现继电器驱动单元误动作的情况。R1和R2的作用是使上电瞬间Q2处于截止状态。

具体实现中，可以先根据继电器驱动单元中的继电器的线圈导通阻抗计算出线圈的的导通电流目标值I，则Q2导通的Ic=I。例如，图9所示电路中继电器选用的继电器线圈导通阻抗100Ω，则Ic=5V÷100Ω=50mA。然后根据Q2在全温度范围的最小放大倍数β值计算出Q2的基极电流Ib。例如，此电路中Q2的最小β值为50，Ibmax=50mA÷50=1 mA，则Q2的实际Ib值只要满足≥1mA，则能正常驱动K1的合和分。若此电路中的限流电阻R6=1kΩ，则C2储能电容两端的电压Uc2需要满足：Uc2≥R4×Ib+Q2的1、2脚电压=1kΩ×1mA+0.7V=1.7V。也就是说，在图9所示是电路中，只要第二电容两端的电压增加到1.7V，就可以触发继电器驱动单元动作。因此在选择第二电容时，需要注意第二电容的容值选择时，需要使得GPIO端口发送PWM控制信号后，C2两端的电压升高不会太缓慢。且当Q2导通时，两端电压不会被迅速拉低。且由于GPIO端口发送PWM控制信号后要在规定的预设时间内继电器驱动单元动作，因此PWM控制信号的频率越高，C1可以选择更低的容值。PWM控制信号的频率越低，C1宜选择更高的容值。因此，限流电阻R5的阻值的选择要根据所要求的继电器驱动单元动作时间。R1、R3、Q1的选择要满足Q2工作在饱和区。

如图11所示，图11为本申请实施例提供的一种继电器控制装置的结构示意图。本申请实施例提供了一种继电器控制装置，应用于故障报警系统，所述故障报警系统包括所述继电器控制装置11和报警单元，所述继电器控制装置11包括处理器单元110、继电器驱动单元112和如上述实施例所述的隔离单元111；所述隔离单元111分别与所述处理器单元110和所述继电器驱动单元112连接，且所述隔离单元111接地，以及所述继电器驱动单元112连接所述报警单元；所述处理器单元110用于向所述隔离单元111发送第一控制信号；所述继电器驱动单元112用于接收来自所述隔离单元111的第二控制信号，并根据所述第二控制信号触发动作，以启动所述报警单元。

如图12所示，图12为本申请实施例提供的一种故障报警装置的结构示意图。本申请实施例提供了一种故障报警装置，应用于故障报警系统，所述故障报警系统包括所述故障报警装置12，所述故障报警装置12包括如上述实施例所述的继电器控制装置121和报警单元122；所述继电器控制装置121连接所述报警单元122；所述报警单元122用于根据所述继电器控制装置121输出报警信号，以实现电路故障报警。

本申请实施例提供了一种充电设备，所述充电设备包括如上述实施例中所述的隔离单元或继电器控制装置或故障报警装置。

以上所属实施例仅表达了本发明的集中实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种隔离单元，其特征在于，应用于故障报警系统，所述故障报警系统包括继电器控制系统和报警单元，所述继电器控制系统包括处理器单元、继电器驱动单元和所述隔离单元；

所述隔离单元分别与所述处理器单元和所述继电器驱动单元连接，且所述隔离单元接地，以及所述继电器驱动单元连接所述报警单元；

所述隔离单元用于接收来自所述处理器单元的第一控制信号，并生成第二控制信号，以及用于向所述继电器驱动单元发送所述第二控制信号，所述第二控制信号用于触发所述继电器驱动单元动作以启动所述报警单元；

所述处理器单元包括通用型输入输出GPIO端口；

所述GPIO端口与所述隔离单元连接，用于向所述隔离单元发送第一控制信号，所述第一控制信号包括脉冲宽度调制PWM控制信号；

所述隔离单元包括第一电容子单元、第二电容子单元和二极管子单元；

所述第一电容子单元分别与所述GPIO端口和所述二极管子单元的阳极连接，所述第二电容子单元分别与所述二极管子单元的阴极和所述继电器驱动单元连接，且所述第二电容子单元接地；

所述第一电容子单元用于根据所述第一控制信号向所述第二电容子单元供电；

所述第二电容子单元用于存储来自所述第一电容子单元的电能，并生成所述第二控制信号；

所述二极管子单元用于避免所述第二电容子单元影响所述第一电容子单元；

所述第一电容子单元包括第一控制模块和第一电容模块；

所述第一控制模块分别与所述GPIO端口和所述第一电容模块连接，且所述第一控制模块接地，所述第一电容模块与所述二极管子单元的阳极连接；

所述第一控制模块用于根据所述第一控制信号生成第三控制信号；

所述第一电容模块用于获取来自所述第一控制模块的第三控制信号，并根据所述第三控制信号向所述第二电容子单元供电；

所述第一控制模块包括第一电阻子模块和第一晶体管子模块；

所述第一电阻子模块的第一端与所述第一晶体管子模块的第一端合路后连接所述GPIO端口，所述第一电阻子模块的第二端与所述第一晶体管子模块的第二端连接，所述第一晶体管子模块的第三端与所述第一电容模块合路后接地；

所述第一晶体管子模块用于根据所述第一控制信号生成所述第三控制信号；

所述第一电阻子模块用于控制所述第一晶体管子模块在所述处理器单元上电瞬间为截止 状态；

所述第一电容子单元还包括第四电阻子模块，所述第一晶体管子模块的第三端与所述第一电容模块的第一端合路后连接所述第四电阻子模块的第一端，所述第四电阻子模块的第二端接地。

2.根据权利要求1所述的单元，其特征在于，所述第一晶体管子模块包括三极管。

3.根据权利要求1或2所述的单元，其特征在于，所述第二电容子单元包括第二控制模块和第二电容模块；

所述第二控制模块的第一端与所述第二电容模块的第一端合路后连接所述二极管子单元的阴极，所述第二控制模块的第二端与所述继电器驱动单元连接，所述第二电容模块的第二端与所述第二控制模块的第三端合路后接地；

所述第二电容模块用于存储来自所述第一电容子单元的电能，并生成所述第二控制信号；

所述第二控制模块用于根据所述第二控制信号触发所述继电器驱动单元动作，以启动所述报警单元。

4.根据权利要求3所述的单元，其特征在于，所述第二控制模块包括第二电阻子模块和第二晶体管子模块；

所述第二晶体管子模块的第一端与所述第二电阻子模块的第一端合路后连接所述第二电容模块的第一端，所述第二晶体管子模块的第二端与所述第二电阻子模块的第二端合路后接地，所述第二晶体管子模块的第三端与所述继电器驱动单元连接；

所述第二晶体管子模块用于根据所述第二控制信号触发所述继电器驱动单元动作以启动所述报警单元；

所述第二电阻子模块用于控制所述第二晶体管子模块在所述处理器单元上电瞬间为截止 状态。

5.根据权利要求4所述的单元，其特征在于，所述第二晶体管子模块包括三极管。

6.根据权利要求1所述的单元，其特征在于，所述第一电容子单元包括第一电容，所述第二电容子单元包括第二电容。

7.根据权利要求6所述的单元，其特征在于，所述PWM控制信号的频率w根据所述第一电容确定。

8.根据权利要求7所述的单元，其特征在于，所述PWM控制信号的频率w通过如下公式计算得到：

Z=1÷（j×w×C）;

其中，所述Z为所述第一电容的容抗，所述C为所述第一电容的容值，所述j为虚数。

9.一种继电器控制装置，其特征在于，应用于故障报警系统，所述故障报警系统包括继电器控制装置和报警单元，所述继电器控制装置包括处理器单元、继电器驱动单元和如权利要求1-8任一项所述的隔离单元；

所述隔离单元分别与所述处理器单元和所述继电器驱动单元连接，且所述隔离单元接地，以及所述继电器驱动单元连接所述报警单元；

所述处理器单元用于向所述隔离单元发送第一控制信号；

所述继电器驱动单元用于接收来自所述隔离单元的第二控制信号，并根据所述第二控制信号触发动作，以启动所述报警单元。

10.一种故障报警装置，其特征在于，应用于故障报警系统，所述故障报警系统包括所述故障报警装置，所述故障报警装置包括如权利要求9所述的继电器控制装置和报警单元；

所述继电器控制装置连接所述报警单元；

所述报警单元用于根据所述继电器控制装置输出报警信号，以实现电路故障报警。

11.一种充电设备，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的隔离单元或如权利要求9所述的继电器控制装置或如权利要求10所述的故障报警装置。

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