CN116915254A - 多路电压隔离采样电路 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种多路电压隔离采样电路，包括隔离光耦通道选择控制电路、多个采样电路、单个隔离线性光耦采样电路；隔离光耦通道选择控制电路用于接收外部主控电路的控制信号，并根据控制信号输出相应的驱动信号；多个采样电路用于采集多个外部设备的电压信号，并根据电压信号输出相应的采样信号；单个隔离线性光耦采样电路用于根据驱动信号导通相应的采样输入端，以通过导通后的采样输入端将多个采样电路的多个采样信号依次输出至隔离光耦电路，以使隔离光耦电路将多个采样信号进行隔离和运放处理。本发明通过单个隔离线性光耦采样电路和单个隔离光耦实现对多路的采样信号进行采集和处理，有效降低了多路电压采样的成本。

Description

多路电压隔离采样电路

技术领域

本发明涉及隔离采样电路技术领域，特别涉及一种多路电压隔离采样电路。

背景技术

在部分现有采样电路中，控制信号和采样信号并不会经过隔离处理，采样信号直接输出至运算放大器，经过运算放大处理后输出。然而，即便是在采样电路中设置隔离光耦，以提高电压信号的采样精确度，隔离光耦的设置成本较高，在面对多路电压采样的情况下，例如七路电压采样，则需要相应设置多个隔离光耦，每一隔离光耦单独处理每一路电压采样输出的采样信号，以对多个采样信号进行隔离处理。可见，在面对多路压采样的情况下，采用多个隔离光耦实现隔离会导致安装成本过高。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种多路电压隔离采样电路，旨在多路电压采样成本过高的问题。

因此，本发明提出一种多路电压隔离采样电路，包括：

隔离光耦电路；

隔离光耦通道选择控制电路，所述隔离光耦通道选择控制电路的输入端与外部主控电路连接；所述隔离光耦通道选择控制电路，用于接收外部主控电路的控制信号，并根据所述控制信号输出相应的驱动信号；

多个采样电路，所述多个采样电路的输入端与多个外部设备一一对应连接，所述多个采样电路，用于采集多个外部设备的电压信号，并根据所述电压信号输出相应的采样信号；

单个隔离线性光耦采样电路，具有多个用于接收采样信号的采样输入端，所述多个采样输入端与所述多个采样电路的输出端一一对应连接，所述单个隔离线性光耦采样电路的输入端与所述隔离光耦通道选择控制电路的输出端连接，所述单个隔离线性光耦采样电路的输出端与所述隔离光耦电路的输入端连接；

所述单个隔离线性光耦采样电路，用于根据所述驱动信号导通相应的采样输入端，以导通所述多个采样电路与所述隔离光耦电路之间的通路，并通过导通后的采样输入端将所述多个采样电路的多个采样信号依次输出至所述隔离光耦电路；

所述隔离光耦电路，用于将所述多个采样信号进行隔离处理。

可选地，包括：

放大电路，所述放大电路的输入端与所述隔离光耦电路的输出端连接；所述放大电路，用于将所述隔离光耦电路的多个采样信号进行运算放大处理后输出共模共地信号。

可选地，所述隔离光耦通道选择控制电路包括：第一隔离光耦通道选择控制电路、第二隔离光耦通道选择控制电路、第三隔离光耦通道选择控制电路，所述第一隔离光耦通道选择控制电路的输入端、所述第二隔离光耦通道选择控制电路的输入端、所述第三隔离光耦通道选择控制电路的输入端均与外部主控电路连接；

所述第一隔离光耦通道选择控制电路，用于接收外部主控电路的控制信号，并根据所述控制信号输出第一驱动信号；

所述第二隔离光耦通道选择控制电路，用于接收外部主控电路的控制信号，并根据所述控制信号输出第二驱动信号；

所述第三隔离光耦通道选择控制电路，用于接收外部主控电路的控制信号，并根据所述控制信号输出第三驱动信号。

可选地，所述隔离光耦通道选择控制电路包括：

光耦合器，所述光耦合器的输出端与所述单个隔离线性光耦采样电路连接；

开关电路，所述开关电路的受控端与外部主控电路的控制端连接，所述开关电路的输入端与所述光耦合器的输出端连接，所述开关电路的输出端接地；

所述开关电路，用于根据所述控制信号导通/截止所述光耦合器和地面之间的通路，以使所述光耦合器开始/停止工作；

所述光耦合器，用于在处于工作状态时，输出高电平信号至单个隔离线性光耦采样电路，以及在处于非工作状态时，输出低电平信号至所述单个隔离线性光耦采样电路。

可选地，所述光耦合器包括：

第一发光二极管和第一三极管；

所述第一发光二极管的正极与外部电源连接，所述第一发光二极管的负极与所述开关电路的输入端连接；所述第一三极管的发射极与所述单个隔离线性光耦采样电路的输入端连接，所述第一三极管的集电极与外部电源连接。

可选地，所述开关电路包括：

第一MOS管；

所述第一MOS管的栅极与外部主控电路连接，所述第一MOS管的漏极与所述第一发光二极管的负极连接，所述第一MOS管的源极接地连接。

可选地，所述单个隔离线性光耦采样电路包括：

多路复用芯片，具有受控脚和多个采样脚；

所述多路复用芯片的受控脚与所述隔离光耦通道选择控制电路的输出端连接，所述多路复用芯片的多个采样脚与所述多个采样电路的输出端一一对应连接。

可选地，所述隔离光耦电路包括：

光隔离器，所述光隔离器具有输入脚和输出脚，所述光隔离器的输入脚与所述单个隔离线性光耦采样电路的输出端连接，所述光隔离器的输出脚与所述放大电路的输入端连接；

所述光隔离器，用于将所述单个隔离线性光耦采样电路输出的多个采样信号进行隔离处理后输出至所述放大电路。

可选地，所述放大电路包括：

运算放大器，所述运算放大器的输入端与所述光隔离器的输出脚连接；所述运算放大器，用于将所述光隔离器输出的多个采样信号进行运算放大处理后输出共模共地信号。

可选地，包括：

过压保护电路，所述过压保护电路的输入端与所述放大电路的输出端连接，所述过压保护电路的输出端接地连接；

所述过压保护电路，用于在检测所述共模共地信号对应的电压过压时进行过压保护。

本发明提出一种多路电压隔离采样电路，包括：隔离光耦电路、隔离光耦通道选择控制电路、多个采样电路、单个隔离线性光耦采样电路；其中，单个隔离线性光耦采样电路，具有多个用于接收采样信号的采样输入端，多个采样输入端与多个采样电路的输出端一一对应连接，单个隔离线性光耦采样电路的输入端与隔离光耦通道选择控制电路的输出端连接，单个隔离线性光耦采样电路的输出端与隔离光耦电路的输入端连接；隔离光耦通道选择控制电路的输入端与外部主控电路连接；多个采样电路的输入端与多个外部设备一一对应连接。在实际应用中，隔离光耦通道选择控制电路用于接收外部主控电路的控制信号，并根据控制信号输出相应的驱动信号；多个采样电路用于采集多个外部设备的电压信号，并根据电压信号输出相应的采样信号；单个隔离线性光耦采样电路用于根据驱动信号导通相应的采样输入端，以导通多个采样电路与隔离光耦电路之间的通路，并通过导通后的采样输入端将多个采样电路的多个采样信号依次输出至隔离光耦电路；隔离光耦电路，用于将多个采样信号进行隔离处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一种多路电压隔离采样电路的电路流程图；

图2为本发明一种多路电压隔离采样电路另一实施例的电路流程图；

图3为本发明一种多路电压隔离采样电路的电路结构图；

图4为本发明一种多路电压隔离采样电路另一实施例的电路结构图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

在部分现有采样电路中，控制信号和采样信号并不会经过隔离处理，采样信号直接输出至运算放大器，经过运算放大处理后输出。然而，直接经运算放大器放大处理后的信号，其精确度较低。为提高信号的精确度，现有在采样电路中设置隔离光耦，使运算放大器输出的信号不受影响，精度高、抗干扰能力强。然而，即便是在采样电路中设置隔离光耦，解决了电压信号精确度差的问题，由于隔离光耦的设置成本较高，在面对多路电压采样的情况下，则会出现电路安装成本过高的问题。例如七路电压采样电路，需要相应设置多个隔离光耦，每一隔离光耦单独处理每一路电压采样电路输出的采样信号，以对多个采样信号进行隔离处理。可见，在面对多路压采样的情况下，采用多个隔离光耦实现隔离会导致安装成本过高。

因此，为了能够同时实现提高采样信号的精确度以及降低采样电路的安装成本，本发明提出一种多路电压隔离采样电路，参照图1，包括：

隔离光耦电路30；

隔离光耦通道选择控制电路10，所述隔离光耦通道选择控制电路10的输入端与外部主控电路连接；所述隔离光耦通道选择控制电路10，用于接收外部主控电路的控制信号，并根据所述控制信号输出相应的驱动信号；

多个采样电路，所述多个采样电路的输入端与多个外部设备一一对应连接，所述多个采样电路，用于采集多个外部设备的电压信号，并根据所述电压信号输出相应的采样信号；

单个隔离线性光耦采样电路20，具有多个用于接收采样信号的采样输入端，所述多个采样输入端与所述多个采样电路的输出端一一对应连接，所述单个隔离线性光耦采样电路20的输入端与所述隔离光耦通道选择控制电路10的输出端连接，所述单个隔离线性光耦采样电路20的输出端与所述隔离光耦电路30的输入端连接；

所述单个隔离线性光耦采样电路20，用于根据所述驱动信号导通相应的采样输入端，以导通所述多个采样电路与所述隔离光耦电路30之间的通路，并通过导通后的采样输入端将所述多个采样电路的多个采样信号依次输出至所述隔离光耦电路30；

所述隔离光耦电路30，用于将所述多个采样信号进行隔离处理。

可以理解的是，在部分电压采样电路中，采样信号直接输出至运算放大器，经过运算放大处理后输出，其输出的采样信号精度差。为提高电压采样电路中采样信号的精确度，现有在电压采样电路中设置隔离光耦电路30，用于将输入至电压采样电路的信号和输出至电压采样电路的信号相隔离开，以有效地隔离输入信号和输出信号，以保证电路的安全性和稳定性。此外，隔离光耦电路30可以防止运算放大电路40中的高电压信号对其他电路中的低电压信号造成干扰，还可以实现不同电路之间的隔离，从而避免电路之间的相互影响。然而，在面对多路电压采样的情况下，需要安装多个隔离光耦电路30，每一隔离光耦电路30单独处理每一电压采样电路输出的采样信号，以对多个采样信号的进行隔离处理。由于隔离光耦电路30在市面上价格不菲，在对多路电压采样时，导致采样电路安装成本较高。

因此，本发明提出一种多路电压隔离采样电路，其包括单个隔离线性光耦采样电路20、隔离光耦通道选择控制电路10和隔离光耦电路30。单个隔离线性光耦采样电路20具有多个用于接收采样信号的采样输入端。在实际应用中，单个隔离线性光耦采样电路20接收隔离光耦通道选择控制电路10输出的驱动信号，并根据驱动信号导通对应的采样输入端，通过导通后的采样输入端接收采样电路的采样信号，同时将接收到的采样信号通过输出端输出至隔离光耦电路30。需要理解的是，在本实施例中，隔离光耦通道选择控制电路10里包括开关电路和光耦合器，光耦合器包括发光二极管和三极管，在开关电路导通时，发光二极管通电并发光，此时三极管检测到光照并导通，同时输出高电平信号至单个隔离线性光耦采样电路20；在开关电路关断时，发光二极管关断且不发光，此时三极管检测不到光照，三极管截止并输出低电平信号至单个隔离线性光耦采样电路20。也即，在开关电路导通时，光耦合器通电并以输出高电平信号；在开关电路断开时，光耦合器断电并以输出低电平信号。光耦合器输出的电平信号/低电平信号作为驱动信号输出至单个隔离线性光耦采样电路20，单个隔离线性光耦采样电路20根据高电平信号/低电平信号导通对应的采样输入端，例如，多用复用电路具有七个采样输入端，七个采样输入端与七个采样电路连接。多用复用电路根据接收的高电平信号/低电平信号导通七个采样输入端中的其中一个，以通过导通后的采样输入端接收采样电路的采样信号，并将采样信号通过输出端输出。以此类推，多用复用电路根据高电平信号/低电平信号依次导通七个采样输入端，以将七个采样电路的七个采样信号通过输出端依次输出至隔离光耦电路30，以使隔离光耦电路30将七个采样信号进行隔离处理后输出。

在实际应用中，多个采样电路采集多个外部设备的电压信号，并根据电压信号输出相应的采样信号；外部主控电路输出控制信号至隔离光耦通道选择控制电路10，隔离光耦通道选择控制电路10内的开关电路根据控制信号进行导通/关断，以使隔离光耦通道选择控制电路10内的光耦合器开始工作/停止工作，并根据工作状态输出高电平信号/低电平信号。单个隔离线性光耦采样电路20接收高电平信号/低电平信号，并根据高电平信号/低电平信号导通对应的采样输入端，以通过导通后的采样输入端接收采样电路的采样信号，并将采样信号通过输出端输出至隔离光耦电路30，隔离光耦电路30将接收到的采样信号进行隔离处理。以此类推，单个隔离线性光耦采样电路20根据高电平信号/低电平信号导通下一采样输入端，以通过导通后的采样输入端接收采样电路的采样信号，并将采样信号通过输出端依次输出至隔离光耦电路30，最终使得隔离光耦电路30完成多个采样信号的隔离处理。本发明仅通过多个复用电路导通对应的采样输入端，以将多个采样信号依次输出至隔离光耦电路30，使得隔离光耦电路30完成多个采样信号的隔离处理，由此实现单个隔离光耦电路30处理多路采样电路的采样信号的效果。

本发明提出一种多路电压隔离采样电路，包括：隔离光耦电路30、隔离光耦通道选择控制电路10、多个采样电路、单个隔离线性光耦采样电路20；其中，单个隔离线性光耦采样电路20，具有多个用于接收采样信号的采样输入端，多个采样输入端与多个采样电路的输出端一一对应连接，单个隔离线性光耦采样电路20的输入端与隔离光耦通道选择控制电路10的输出端连接，单个隔离线性光耦采样电路20的输出端与隔离光耦电路30的输入端连接；隔离光耦通道选择控制电路10的输入端与外部主控电路连接；多个采样电路的输入端与多个外部设备一一对应连接。在实际应用中，隔离光耦通道选择控制电路10用于接收外部主控电路的控制信号，并根据控制信号输出相应的驱动信号；多个采样电路用于采集多个外部设备的电压信号，并根据电压信号输出相应的采样信号；单个隔离线性光耦采样电路20用于根据驱动信号导通相应的采样输入端，以导通多个采样电路与隔离光耦电路30之间的通路，并通过导通后的采样输入端将多个采样电路的多个采样信号依次输出至隔离光耦电路30；隔离光耦电路30，用于将多个采样信号进行隔离处理。

在一实施例中，参照图2，多路电压隔离采样电路包括：

放大电路40，所述放大电路40的输入端与所述隔离光耦电路30的输出端连接；所述放大电路40，用于将所述隔离光耦电路30的多个采样信号进行运算放大处理后输出共模共地信号。

可以理解的是，在本实施例中，多路电压隔离采样电路包括放大电路40。在实际应用中，采样电路输出采样信号至单个隔离线性光耦采样电路20，单个隔离线性光耦采样电路20根据驱动信号导通采样输入端，以将采样信号输出至放大电路40，放大电路40将采样信号经过固定比例放大后输出对应的共模共地信号，共模共地信号输出作为经隔离放大处理后的采样电压。隔离光耦电路30设置于单个隔离线性光耦采样电路20与放大电路40之间，用于提供高低压的隔离功能，以将高压侧的低电压信号输出至低压侧。例如，放大电路40将单个隔离线性光耦采样电路20输出的信号进行放大后输出相应的高电压信号，此时隔离电路将单个隔离线性光耦采样电路20的低电压信号传输至放大电路40，由此实现高低压的隔离功能。

在一实施例中，参照图3，所述隔离光耦通道选择控制电路10包括：第一隔离光耦通道选择控制电路10、第二隔离光耦通道选择控制电路10、第三隔离光耦通道选择控制电路10，所述第一隔离光耦通道选择控制电路10的输入端、所述第二隔离光耦通道选择控制电路10的输入端、所述第三隔离光耦通道选择控制电路10的输入端均与外部主控电路连接；

所述第一隔离光耦通道选择控制电路10，用于接收外部主控电路的控制信号，并根据所述控制信号输出第一驱动信号；

所述第二隔离光耦通道选择控制电路10，用于接收外部主控电路的控制信号，并根据所述控制信号输出第二驱动信号；

所述第三隔离光耦通道选择控制电路10，用于接收外部主控电路的控制信号，并根据所述控制信号输出第三驱动信号。

可以理解的是，在本实施例中，隔离光耦通道选择控制电路10包括第一隔离光耦通道选择控制电路10、第二隔离光耦通道选择控制电路10、第三隔离光耦通道选择控制电路10，其中，第一隔离光耦通道选择控制电路10包括第一MOS管Q1、第一发光二极管D1和第一三极管T1；第二隔离光耦通道选择控制电路10包括第二MOS管Q2、第二发光二极管D2和第二三极管T2；第三隔离光耦通道选择控制电路10包括第三MOS管Q3、第三发光二极管D3和第三三极管T3。此外，单个隔离线性光耦采样电路20包括第一输入端、第二输入端和第三输入端，以及包括第一采样输入端X1、第二采样输入端X2、第三采样输入端X3、第四采样输入端X4、第五采样输入端X5、第六采样输入端X6、第七采样输入端X7以及输出端X0。

需要理解的是，为方便对单个隔离线性光耦采样电路20的多个采样输入端导通情况进行描述，以下实施例中，高电平信号利用数字“1”表示，低电平信号利用数字“0”表示。

在实施例一中，外部控制电路输出第一控制信号至第一隔离光耦通道选择控制电路10，输出第二控制信号至第二隔离光耦通道选择控制电路10，输出第三控制信号至第三隔离光耦通道选择控制电路10；其中，第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号均为低电平信号，此时，第一MOS管Q1、第二MOS管Q2和第三MOS管Q3均处于关断状态，第一三极管T1、第二三极管T2和第三三极管T3分别输出低电平信号至单个隔离线性光耦采样电路20，此时单个隔离线性光耦采样电路20的三个输入端接收的电平信号分别为001，单个隔离线性光耦采样电路20导通第一采样输入端X1与隔离光耦电路30之间的通路。

在实施例二中，外部控制电路输出第一控制信号至第一隔离光耦通道选择控制电路10，输出第二控制信号至第二隔离光耦通道选择控制电路10，输出第三控制信号至第三隔离光耦通道选择控制电路10；其中，第一控制信号和第二控制信号均为低电平信号，第三控制信号为高电平信号，第一MOS管Q1和第二MOS管Q2关断，第三MOS管Q3导通，第一三极管T1和第二三极管T2输出低电平信号至单个隔离线性光耦采样电路20，第三三极管T3输出高电平信号至单个隔离线性光耦采样电路20。此时单个隔离线性光耦采样电路20的三个输入端接收的电平信号分别为010，单个隔离线性光耦采样电路20导通第二采样输入端X2与隔离光耦电路30之间的通路。

以此类推，在实施例三中，单个隔离线性光耦采样电路20的三个输入端接收的电平信号分别为011时，单个隔离线性光耦采样电路20导通第三采样输入端X3与隔离光耦电路30之间的通路，以将第三采样信号输出至隔离光耦电路30；

在实施例四中，单个隔离线性光耦采样电路20的三个输入端接收的电平信号分别为100时，单个隔离线性光耦采样电路20导通第四采样输入端X4与隔离光耦电路30之间的通路，以将第四采样信号输出至隔离光耦电路30；

在实施例五中，单个隔离线性光耦采样电路20的三个输入端接收的电平信号分别为101时，单个隔离线性光耦采样电路20导通第五采样输入端X5与隔离光耦电路30之间的通路，以将第五采样信号输出至隔离光耦电路30；

在实施例六中，单个隔离线性光耦采样电路20的三个输入端接收的电平信号分别为110时，单个隔离线性光耦采样电路20导通第六采样输入端X6与隔离光耦电路30之间的通路，以将第六采样信号输出至隔离光耦电路30；

在实施例七中，单个隔离线性光耦采样电路20的三个输入端接收的电平信号分别为111时，单个隔离线性光耦采样电路20导通第七采样输入端X7与隔离光耦电路30之间的通路，以将第七采样信号输出至隔离光耦电路30。

因此，本实施例中通过三个隔离光耦通道选择控制电路10输出七次不同的电平信号至单个隔离线性光耦采样电路20，以触发单个隔离线性光耦采样电路20根据七个电平信号依次导通七个采样输入端的通路，从而将七个采样信号依次传输至隔离光耦电路30，以完成七个采样电路的电压采集工作。

此外，需要理解的是，隔离光耦通道选择控制电路10的数量可根据采样电路的数量设置，例如，隔离光耦通道选择控制电路10的数量为一个时，其输出的电平信号的类型为两种，分别0和1，通过两种电平信号可依次采集两个采样电路的采样信号，因此对应的采样电路为两个；隔离光耦通道选择控制电路10的数量为两个时，其输出的电平信号的类型为四种，分别为00、01、10和11，通过四种电平信号可依次采集四个采样电路的四个采样信号，因此对应的采样电路为四个。以此类推，隔离光耦通道选择控制电路10的数量可跟随采样电路的数量变化而进行添加或去除。

在一实施例中，所述隔离光耦通道选择控制电路10包括：

光耦合器，所述光耦合器的输出端与所述单个隔离线性光耦采样电路20连接；

开关电路，所述开关电路的受控端与外部主控电路的控制端连接，所述开关电路的输入端与所述光耦合器的输出端连接，所述开关电路的输出端接地；

所述开关电路，用于根据所述控制信号导通/截止所述光耦合器和地面之间的通路，以使所述光耦合器开始/停止工作；

所述光耦合器，用于在处于工作状态时，输出高电平信号至单个隔离线性光耦采样电路20，以及在处于非工作状态时，输出低电平信号至所述单个隔离线性光耦采样电路20。

可以理解的是，在本实施例中，隔离光耦通道选择控制电路10包括光耦合器和开关电路。其中，开关电路用于接收外部控制电路输出的控制信号，也即，开关电路用于接收高电平信号/低电平信号，并根据高电平信号/低电平信号进行导通/截止。例如，在开关电路接收外部控制电路的高电平信号时，导通光耦合器和地面之间的通路，此时光耦合器开始工作，并输出高电平信号至单个隔离线性光耦采样电路20；在开关电路接收外部控制电路的高电平信号时，关断光耦合器和地面之间的通路，此时光耦合器停止工作，并输出低电平信号至单个隔离线性光耦采样电路20。单个隔离线性光耦采样电路20根据光耦合器输出的高电平信号/低电平信号导通多个采样输入端中的其中一个，并将采样信号通过输出端输出。

在一实施例中，参照图4，所述光耦合器包括：

第一发光二极管D1和第一三极管T1；

所述第一发光二极管D1的正极与外部电源连接，所述第一发光二极管D1的负极与所述开关电路的输入端连接；所述第一三极管T1的发射极与所述单个隔离线性光耦采样电路20的输入端连接，所述第一三极管T1的集电极与外部电源连接。

可以理解的是，在本实施例中，光耦合器包括第一发光二极管D1和第一三极管T1。在开关电路导通时，第一发光二极管D1通电并发光，第一三极管T1检测到光照并导通，同时第一三极管T1输出高电平信号至单个隔离线性光耦采样电路20；在开关电路关断时，第一发光二极管D1不通电且不发光，第一三极管T1检测不到光照，第一三极管T1截止并输出低电平信号至单个隔离线性光耦采样电路20。

在一实施例中，参照图4，所述开关电路包括：

第一MOS管Q1；

所述第一MOS管Q1的栅极与外部主控电路连接，所述第一MOS管Q1的漏极与所述第一发光二极管D1的负极连接，所述第一MOS管Q1的源极接地连接。

可以理解的是，第一MOS管Q1导通时，导通第一发光二极管D1与地面之间的通路，以使第一发光二极管D1形成回路并发光，第一三极管T1检测到光照并输出高电平信号至单个隔离线性光耦采样电路20；第一MOS管Q1关断时，关断第一发光二极管D1与地面之间的通路，以使第一发光二极管D1停止工作且不放光，第一三极管T1无法检测到光照并输出低电平信号至单个隔离线性光耦采样电路20。

在一实施例中，参照图4，所述单个隔离线性光耦采样电路20包括：

多路复用芯片U1，具有受控脚和多个采样脚；

所述多路复用芯片U1的受控脚与所述隔离光耦通道选择控制电路10的输出端连接，所述多路复用芯片U1的多个采样脚与所述多个采样电路的输出端一一对应连接。

可以理解的是，在本实施例中，单个隔离线性光耦采样电路20包括多路复用芯片U1，多路复用芯片U1具有受控脚A，多路复用芯片U1还具有用于接收采样信号的第一采样脚X1、第二采样脚X2和输出脚X0。

在本实施例中，为方便对多路复用芯片U1的两个采样脚导通情况进行描述，以下实施例中，高电平信号利用数字“1”表示，低电平信号利用数字“0”表示。具体地，多路复用芯片U1的受控脚A接收的电平信号，以导通第一采样脚X1与输出脚X0之间的通路，或导通第二采样脚X2与输出脚X0之间的通路，第一采样脚X1用于接收第一采样电路的第一采样信号，第二采样脚X2用于接收第二采样电路的第二采样信号，以将两个采样信号通过输出脚X0输出至隔离光耦电路30，以实现多个采样信号的信号隔离处理。例如，外部控制电路输出控制信号至隔离光耦通道选择控制电路10，其中，控制信号为高电平信号时，隔离光耦通道选择控制电路10相应输出高电平信号至多路复用芯片U1的受控脚A，此时复用芯片U1的受控脚A接收的电平信号为1，多路复用芯片U1导通第一采样脚X1与输出脚X0之间的通路，以将第一采样信号输出至隔离光耦电路30；外部控制电路输出控制信号至隔离光耦通道选择控制电路10，其中，控制信号为低电平信号时，隔离光耦通道选择控制电路10相应输出低电平信号至多路复用芯片U1的受控脚A，此时复用芯片U1的受控脚A接收的电平信号为0，多路复用芯片U1导通第二采样脚X2与输出脚X0之间的通路，以将第二采样信号输出至隔离光耦电路30。

在一实施例中，参照图3和图4，所述隔离光耦电路30包括：

光隔离器U2，所述光隔离器U2具有输入脚和输出脚，所述光隔离器U2的输入脚与所述单个隔离线性光耦采样电路20的输出端连接，所述光隔离器U2的输出脚与所述放大电路40的输入端连接；

所述光隔离器U2，用于将所述单个隔离线性光耦采样电路20输出的多个采样信号进行隔离处理后输出至所述放大电路40。

可以理解的是，在本实施例中，隔离光耦电路30包括光隔离器U2，光隔离器U2设置于单个隔离线性光耦采样电路20和放大电路40之间，用于提供高低压的隔离功能，以将高压侧的低电压信号输出至低压侧，例如，将放大电路40产生的低电压信号传输至单个隔离线性光耦采样电路20，从而使得放大电路40输出的信号不受影响，精度高、抗干扰能力强。由此，本实施例中仅采用单个光隔离器U2，解决了多个采样信号精确度差的问题，同时避免了出现电路安装成本过高的问题。

在一实施例中，所述放大电路40包括：

运算放大器，所述运算放大器的输入端与所述光隔离器U2的输出脚连接；所述运算放大器，用于将所述光隔离器U2输出的多个采样信号进行运算放大处理后输出共模共地信号。

可以理解的是，在本实施例中，放大电路40包括运算放大器，运算放大器用于将多个采样信号按照固定比例放大后输出，以输出对应的共模共地信号。共模共地信号输出作为经隔离放大处理后的采样电压。

在一实施例中，过压保护电路50，所述过压保护电路50的输入端与所述放大电路40的输出端连接，所述过压保护电路50的输出端接地连接；

所述过压保护电路50，用于在检测所述共模共地信号对应的电压过压时进行过压保护。

可以理解的是，在本实施例中，过压保护电路50采用双向稳压二极管实现，其中双向稳压二极管内包括两个二极管，且两个二极管反向串联，以对与之并联的电路起到过压保护作用。例如，当双向稳压二极管接收的共模共地信号对应的电压过压时，二极管击穿短路，此时电源端经过二极管直接接地，多路电压隔离采样电路无法形成回路，进而实现过压保护的效果。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种多路电压隔离采样电路，其特征在于，包括：

隔离光耦电路；

隔离光耦通道选择控制电路，所述隔离光耦通道选择控制电路的输入端与外部主控电路连接；所述隔离光耦通道选择控制电路，用于接收外部主控电路的控制信号，并根据所述控制信号输出相应的驱动信号；

多个采样电路，所述多个采样电路的输入端与多个外部设备一一对应连接，所述多个采样电路，用于采集多个外部设备的电压信号，并根据所述电压信号输出相应的采样信号；

单个隔离线性光耦采样电路，具有多个用于接收采样信号的采样输入端，所述多个采样输入端与所述多个采样电路的输出端一一对应连接，所述单个隔离线性光耦采样电路的输入端与所述隔离光耦通道选择控制电路的输出端连接，所述单个隔离线性光耦采样电路的输出端与所述隔离光耦电路的输入端连接；

所述单个隔离线性光耦采样电路，用于根据所述驱动信号导通相应的采样输入端，以导通所述多个采样电路与所述隔离光耦电路之间的通路，并通过导通后的采样输入端将所述多个采样电路的多个采样信号依次输出至所述隔离光耦电路；

所述隔离光耦电路，用于将所述多个采样信号进行隔离处理。

2.如权利要求1所述的多路电压隔离采样电路，其特征在于，包括：

放大电路，所述放大电路的输入端与所述隔离光耦电路的输出端连接；所述放大电路，用于将所述隔离光耦电路的多个采样信号进行运算放大处理后输出共模共地信号。

3.如权利要求1所述的多路电压隔离采样电路，其特征在于，所述隔离光耦通道选择控制电路包括：第一隔离光耦通道选择控制电路、第二隔离光耦通道选择控制电路、第三隔离光耦通道选择控制电路，所述第一隔离光耦通道选择控制电路的输入端、所述第二隔离光耦通道选择控制电路的输入端、所述第三隔离光耦通道选择控制电路的输入端均与外部主控电路连接；

所述第一隔离光耦通道选择控制电路，用于接收外部主控电路的控制信号，并根据所述控制信号输出第一驱动信号；

所述第二隔离光耦通道选择控制电路，用于接收外部主控电路的控制信号，并根据所述控制信号输出第二驱动信号；

所述第三隔离光耦通道选择控制电路，用于接收外部主控电路的控制信号，并根据所述控制信号输出第三驱动信号。

4.如权利要求1所述的多路电压隔离采样电路，其特征在于，所述隔离光耦通道选择控制电路包括：

光耦合器，所述光耦合器的输出端与所述单个隔离线性光耦采样电路连接；

开关电路，所述开关电路的受控端与外部主控电路的控制端连接，所述开关电路的输入端与所述光耦合器的输出端连接，所述开关电路的输出端接地；

所述开关电路，用于根据所述控制信号导通/截止所述光耦合器和地面之间的通路，以使所述光耦合器开始/停止工作；

所述光耦合器，用于在处于工作状态时，输出高电平信号至单个隔离线性光耦采样电路，以及在处于非工作状态时，输出低电平信号至所述单个隔离线性光耦采样电路。

5.如权利要求4所述的多路电压隔离采样电路，其特征在于，所述光耦合器包括：

第一发光二极管和第一三极管；

所述第一发光二极管的正极与外部电源连接，所述第一发光二极管的负极与所述开关电路的输入端连接；所述第一三极管的发射极与所述单个隔离线性光耦采样电路的输入端连接，所述第一三极管的集电极与外部电源连接。

6.如权利要求5所述的多路电压隔离采样电路，其特征在于，所述开关电路包括：

第一MOS管；

所述第一MOS管的栅极与外部主控电路连接，所述第一MOS管的漏极与所述第一发光二极管的负极连接，所述第一MOS管的源极接地连接。

7.如权利要求1所述的多路电压隔离采样电路，其特征在于，所述单个隔离线性光耦采样电路包括：

多路复用芯片，具有受控脚和多个采样脚；

所述多路复用芯片的受控脚与所述隔离光耦通道选择控制电路的输出端连接，所述多路复用芯片的多个采样脚与所述多个采样电路的输出端一一对应连接。

8.如权利要求2所述的多路电压隔离采样电路，其特征在于，所述隔离光耦电路包括：

光隔离器，所述光隔离器具有输入脚和输出脚，所述光隔离器的输入脚与所述单个隔离线性光耦采样电路的输出端连接，所述光隔离器的输出脚与所述放大电路的输入端连接；

所述光隔离器，用于将所述单个隔离线性光耦采样电路输出的多个采样信号进行隔离处理后输出至所述放大电路。

9.如权利要求8所述的多路电压隔离采样电路，其特征在于，所述放大电路包括：

运算放大器，所述运算放大器的输入端与所述光隔离器的输出脚连接；所述运算放大器，用于将所述光隔离器输出的多个采样信号进行运算放大处理后输出共模共地信号。

10.如权利要求2所述的多路电压隔离采样电路，其特征在于，包括：

过压保护电路，所述过压保护电路的输入端与所述放大电路的输出端连接，所述过压保护电路的输出端接地连接；

所述过压保护电路，用于在检测所述共模共地信号对应的电压过压时进行过压保护。