CN201993411U - 一种通用高速同步高压信号隔离调理模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种通用高速同步高电压信号隔离调理模块，包括一个胶囊形的绝缘封装外壳、输入线缆和输出电缆，以及绝缘封装于所述外壳内的两块圆形电路板、一个双向TVS二极管、输入端降压电阻和输出端降压电阻；所述输入线缆和输出电缆由所述外壳的两端出线；所述输入端电路板和输出端电路板与外壳中心线垂直放置于绝缘封装外壳内的两端；所述输入端降压电阻、输出端降压电阻和双向TVS二极管与外壳中心线平行放置于外壳内的中部，并分别电连接于两端的输入端电路板和输出端电路板；所述输入线缆和输出电缆分别与输入端电路板和输出端电路板电连接。该高电压信号隔离调理模块具有结构简单、无需外部电源、高实时同步性、高稳定性、高精度的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种信号调理模块，具体来说涉及一种通用高速同步高压信号隔离调理模块。
背景技术
电力行业和其他工矿企业工业自动化控制系统中，为确保信号的可靠性，用于实现重要保护功能的重要状态量信号(数字量信号和电磁阀控制信号等)，通常采用110V或220V等级等级的直流电源供电方式，为高电压信号。而在工控系统测试中，常需要对这些重要状态量进行高速数据采集和测量。而大多数主流高速数据采集系统的测试通道，均只能测取±10V或±20V等级的直流电压信号，不能直接测取高电压数字量信号，若要测取高电压信号只能通过信号调理模块进行预处理。
现有技术中，常用的信号调理模块，在对高电压信号进行高速同步测量时，普遍使用的是全幅值线性衰减形式的信号调理。使用这些调理模块对高电压状态量进行调理，具有以下缺陷：
一是结构复杂，外形尺寸较大，携带、连接和使用不方便；
二是使用中，电路通常需要独立外部电源进行供电，使用不方便，而且容易对高速数据采集系统形成共模干扰；
三是由于电路复杂，调理后的输出信号与原始输入高电压状态量之间在时域上存在迟延，同步性不好；
四是普遍采用线性衰减调理方式。高电压数字量信号在采用此种调理方式处理后，由于衰减失真，高低电平的边界很难进行精确的时域分析；
因此，在使用现有的调理模块对高电压状态量信号进行调理时，很难能够保证测试数据和控制信号的准确性，也无法充分保护有价值的信号和数据。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种通用高速同步高压信号隔离调理模块，是一种适用于高电压信号高速采集的信号调理模块，可广泛用于电力和工矿企业的自动化控制系统的高电压状态量信号的高速同步测量，且具有结构简单、无需外部电源、高实时同步性、高稳定性、高精度的特点。
本实用新型的目的可通过以下的技术措施来实现：一种通用高速同步高电压信号隔离调理模块，该模块包括一个胶囊形的绝缘封装外壳(1)、输入线缆(2)、输出电缆(3)、以及绝缘封装于所述绝缘封装外壳内的两块圆形电路板、一个双向瞬变电压抑制二极管(8)、输入端降压电阻(7)和输出端降压电阻(5)；所述输入线缆(2)和输出电缆(3)由所述绝缘封装外壳(1)的两端出线；所述的两块圆形电路板分别为输入端电路板(4)和输出端电路板(6)，所述输入端电路板(4)和输出端电路板(6)与绝缘封装外壳(1)的中心线垂直且分别放置于绝缘封装外壳(1)内的两端；所述输入端降压电阻(7)、输出端降压电阻(5)和双向瞬变电压抑制二极管(8)与绝缘封装外壳(1)的中心线平行放置于绝缘封装外壳(1)内的中部，所述输入端电路板(4)为单面覆铜印刷电路板，设有环形分布的四个标准元件引脚孔，其中两孔以覆铜导线相互连通，为输入端正极，并连接所述输入电缆(2)的正极和输入端降压电阻(7)的输入端引脚，另外一组两孔以覆铜导线相互连通，为输入端负极，并连接输入电缆(2)的负极和负极降压电阻(5)的输入端引脚；所述输出端电路板(6)为单面覆铜印刷电路板，设有环形分布的六个标准元件引脚孔，其中三孔以覆铜导线相互连通，为输出端正极，并连接双向瞬变电压抑制二极管(8)的中央弯折长引脚、输出电缆(3)的正极和输入端降压电阻(7)的输出端引脚，另外一组三孔以覆铜导线互相连通，为输出端负极，并连接双向瞬变电压抑制二极管(8)的外侧短引脚、输出电缆(3)的负极和输出端降压电阻(5)的输出端引脚；所述输入线缆(2)与输入端电路板(4)电连接，所述输出电缆(3)与输出端电路板(6)电连接，输入线缆(2)和输出电缆(3)均卡紧在所述绝缘封装外壳两端的环形出线卡口上，各元件的引脚和电缆线芯与对应的电路板固定连接。
所述输入线缆(2)和输出电缆(3)均为带屏蔽的两芯绝缘电缆。
所述双向瞬变电压抑制二极管(8)、输入端降压电阻(7)和输出端降压电阻(5)的引脚以及输入线缆(2)和输出电缆(3)电缆线芯通过锡焊方式与对应的电路板固定连接。
所述高压信号隔离调理模块还包括一块带状绝缘薄膜，所述带状绝缘薄膜(9)以迂回的“几”字型排列结构包覆所述双向瞬变电压抑制二极管(8)、正极降压电阻(7)和负极降压电阻(5)的元件及各部分引脚，防止短路。
与现有技术相比，本实用新型的通用高速同步高电压信号隔离调理模块具有以下特点：
1、构成元件少，且无电容性元件，能保证信号调理输出与源输入高度同步；
2、结构和组装工艺简单，外形尺寸小，方便携带，连接方便；
3、电路不需要外部电源进行供电，使用方便，且能抑制共模干扰；
4、电路简单易于维护，且无电容性元件，纳秒级信号调理速度，能保证信号调理输出与源输入在时域上不存在迟延，具有良好的高速性和同步性；
5、在信号的处理上，采用阈值箝制滤波调理方式。高电压数字量信号在采用此种调理方式处理后，信号在正负阈值范围内的高度保真，不存在衰减损失，能充分保护有价值的信号和数据，便于对高低电平的边界进行精确的时域分析；
6、输入端与输出端正负两极间均设置有高电压隔离电阻，可有效隔离输入输出端，既能提高用户系统运行的可靠性，又能充分保护数据采集系统的设备安全和人员的人身安全；
7、双向调理，正向和反向电压输入均可处理；可与大多数工控系统的高电压等级的机柜端子、控制电磁阀、继电器及传感器直接连接，具有通用性。
附图说明
图1是本实用新型的通用高速同步高电压信号隔离调理模块的侧视图；
图2是图1所示的高电压信号隔离调理模块的另一侧视图；
图3是图1所示的高电压信号隔离调理模块的A-A剖视图；
图4是图2所示的高电压信号隔离调理模块的B-B剖视图；
图5是图1所示的高电压信号隔离调理模块的俯视图；
图6是图4所示的高电压信号隔离调理模块的C-C剖视图；
图7是图4所示的高电压信号隔离调理模块的D-D剖视图；
图8是图4所示的高电压信号隔离调理模块的E-E剖视图。
具体实施方式
图1至图8示出了本实用新型的通用高速高电压信号隔离调理模块的示意图，它包括一个胶囊形的绝缘封装外壳1、输入线缆2和输出电缆3，以及绝缘封装于绝缘封装外壳内的两块圆形电路板、一个双向瞬变电压抑制(TVS)二极管、输入端降压电阻和输出端降压电阻；输入线缆2和输出电缆3由绝缘封装外壳的两端出线；其中，输入线缆2和输出电缆3均为带屏蔽的两芯绝缘(RVVP2)电缆。
输入端电路板4和输出端电路板6与绝缘封装外壳中心线垂直放置于绝缘封装绝缘封装外壳1内的两端；输入端降压电阻7、输出端降压电阻5和双向瞬变电压抑制(TVS)二极管8与绝缘封装外壳中心线平行放置于绝缘封装外壳1内的中部，并分别电连接于两端的输入端电路板4和输出端电路板6；输入线缆2和输出电缆3分别与输入端电路板4和输出端电路板6电连接，并卡紧在绝缘封装外壳两端的环形出线卡口上。输入端降压电阻7和输出端降压电阻5分别为正极降压电阻7和负极降压电阻5。
绝缘封装外壳1将整个电路进行密闭封装；输入端电路板4和输出端电路板6与绝缘封装外壳中心线垂直放置于绝缘封装外壳1内的两端；正极降压电阻7、负极降压电阻5和双向TVS二极管8与绝缘封装外壳中心线平行放置于缘封封装外壳1的中部。
输入端电路板4为单面覆铜印刷电路，有环形分布的2组4个标准元件引脚孔；其中一组2孔以覆铜导线相互连通，为输入端正极，用于连接输入电缆2正极和正极降压电阻7的输入端引脚；另外一组2孔以覆铜导线相互连通，为输入端负极，用于连接输入电缆2负极和负极降压电阻5的输入端引脚。各元件引脚和电缆线芯通过锡焊方式与电路板进行连接。
输出端电路板6为单面覆铜印刷电路，有环形分布的2组6个标准元件引脚孔；其中一组3孔以覆铜导线相互连通，为输出端正极，用于连接双向TVS二极管8的中央弯折长引脚、输出电缆3正极和正极降压电阻7的输出端引脚；另外一组3孔以覆铜导线互相连通，为输出端负极，用于连接双向TVS二极管8的外侧短引脚、输出电缆3负极和负极降压电阻5的输出端引脚。各元件引脚和电缆线芯通过锡焊方式与电路板进行连接。
带状绝缘薄膜9以“几”字形包覆和隔绝TVS二极管8、正极降压电阻7和负极降压电阻5的元件及引脚部分，防止短路。
本实用新型的实施方式不限于此，在本实用新型上述基本技术思想前提下，按照本领域的普通技术知识和惯用手段对本实用新型内容所做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本实用新型权利保护范围之内。
Claims (4)
1.一种通用高速同步高电压信号隔离调理模块，其特征在于：该模块包括一个胶囊形的绝缘封装外壳(1)、输入线缆(2)、输出电缆(3)、以及绝缘封装于所述绝缘封装外壳内的两块圆形电路板、一个双向瞬变电压抑制二极管(8)、输入端降压电阻(7)和输出端降压电阻(5)；所述输入线缆(2)和输出电缆(3)由所述绝缘封装外壳(1)的两端出线；所述的两块圆形电路板分别为输入端电路板(4)和输出端电路板(6)，所述输入端电路板(4)和输出端电路板(6)与绝缘封装外壳(1)的中心线垂直且分别放置于绝缘封装外壳(1)内的两端；所述输入端降压电阻(7)、输出端降压电阻(5)和双向瞬变电压抑制二极管(8)与绝缘封装外壳(1)的中心线平行放置于绝缘封装外壳(1)内的中部，所述输入端电路板(4)为单面覆铜印刷电路板，设有环形分布的四个标准元件引脚孔，其中两孔以覆铜导线相互连通，为输入端正极，并连接所述输入电缆(2)的正极和输入端降压电阻(7)的输入端引脚，另外一组两孔以覆铜导线相互连通，为输入端负极，并连接输入电缆(2)的负极和负极降压电阻(5)的输入端引脚；所述输出端电路板(6)为单面覆铜印刷电路板，设有环形分布的六个标准元件引脚孔，其中三孔以覆铜导线相互连通，为输出端正极，并连接双向瞬变电压抑制二极管(8)的中央弯折长引脚、输出电缆(3)的正极和输入端降压电阻(7)的输出端引脚，另外一组三孔以覆铜导线互相连通，为输出端负极，并连接双向瞬变电压抑制二极管(8)的外侧短引脚、输出电缆(3)的负极和输出端降压电阻(5)的输出端引脚；所述输入线缆(2)与输入端电路板(4)电连接，所述输出电缆(3)与输出端电路板(6)电连接，输入线缆(2)和输出电缆(3)均卡紧在所述绝缘封装外壳两端的环形出线卡口上，各元件的引脚和电缆线芯与对应的电路板固定连接。
2.根据权利要求1所述的通用高速同步高电压信号隔离调理模块，其特征在于：所述输入线缆(2)和输出电缆(3)均为带屏蔽的两芯绝缘电缆。
3.根据权利要求1或2所述的通用高速同步高电压信号隔离调理模块，其特征在于：所述双向瞬变电压抑制二极管(8)、输入端降压电阻(7)和输出端降压电阻(5)的引脚以及输入线缆(2)和输出电缆(3)电缆线芯通过锡焊方式与对应的电路板固定连接。
4.根据权利要求3所述的通用高速同步高电压信号隔离调理模块，其特征在于：所述高压信号隔离调理模块还包括一块带状绝缘薄膜，所述带状绝缘薄膜(9)以迂回的“几”字型排列结构包覆所述双向瞬变电压抑制二极管(8)、正极降压电阻(7)和负极降压电阻(5)的元件及各部分引脚。
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|---|---|---|---|---|
| CN106412504A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-02-15 | 河南众创盛业医疗科技有限公司 | 分体式视频采集显示系统的数据处理及无线视频发射模块 |
| CN108414811A (zh) * | 2018-04-17 | 2018-08-17 | 东莞市慧眼数字技术有限公司 | 一种超高压信号隔离装置 |
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