CN202696692U - 一种便携式通信终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于电子电路领域，提供了一种可应用于防爆场所的便携式通信终端，包括：采用第一直流电供电的中央处理单元；输出第二直流电的本安型供电电路；连接本安型供电电路和中央处理单元，将本安型供电电路输出的第二直流电转换成第一直流电后输出给中央处理单元的本安型稳压电路。由于供电电路和稳压电路均采用本安型设计，在不增加便携式通信终端体积的条件下实现了防爆功能，相对于现有防爆方式，更利于用户的携带和操作。

Description

一种便携式通信终端

技术领域

本实用新型属于电子电路领域，尤其涉及一种可应用于防爆场所的便携式通信终端。

背景技术

随着大规模集成电路制造技术和先进通讯技术的发展，智能化、数字化、网络化的仪器仪表在工业生产及生活领域被广泛使用。

对于应用于防爆场所的仪器仪表，一般具有防爆功能。但在仪器仪表安装的初期和日常维护过程中，需要对仪器仪表进行设置组态或故障问题诊断的操作，为此，现有技术提出了一种便携式通信终端。该便携式通信终端自备电源，可代替上位机对仪器仪表进行设置组态的操作。

由于是应用于防爆场所，因此现有技术提供的便携式通信终端在外壳设计上采用了隔爆处理，这种设计虽然满足了防爆要求，但会增加便携式通信终端的体积，使得便携式通信终端较笨重而不方便用户携带和操作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种便携式通信终端，旨在解决现有技术提供的便携式通信终端通过在外壳设计上采用隔爆处理实现防爆，增加便携式通信终端的体积，使得便携式通信终端较笨重而不方便用户携带和操作的问题。

本实用新型是这样实现的，一种便携式通信终端，所述终端包括：

采用第一直流电供电的中央处理单元；

输出第二直流电的本安型供电电路；

连接所述本安型供电电路和所述中央处理单元，将所述本安型供电电路输出的所述第二直流电转换成所述第一直流电后输出给所述中央处理单元的本安型稳压电路。

其中，所述本安型供电电路可以包括：电池组BAT、温控开关TK1、温控开关TK2以及电阻R1；所述电池组BAT的正极作为所述本安型供电电路的输出正引脚顺次通过所述温控开关TK1、所述电阻R1和所述温控开关TK2连接所述本安型稳压电路的输入引脚，所述电池组BAT的负极作为所述本安型供电电路的输出负引脚、与所述本安型稳压电路的接地引脚共同接地。

进一步地，所述本安型供电电路还可以包括：由多个首尾顺次连接的二极管构成的二极管组；所述二极管组的阴极连接所述电池组BAT的正极，所述二极管组的负极通过接口外接充电器正极。

更进一步地，所述电池组BAT可以包括有五节串联连接的镍氢可充电电池；所述二极管组可以包括首尾顺次连接的肖特基二极管D1、肖特基二极管D2和肖特基二极管D3，所述肖特基二极管D1、肖特基二极管D2和/或肖特基二极管D3是型号为IN4001的贴片二极管。

其中，所述本安型稳压电路可以包括：低压差线性稳压器芯片U1、电容CL；所述低压差线性稳压器芯片U1的输入引脚连接所述本安型供电电路，所述低压差线性稳压器芯片U1的接地引脚接地，所述低压差线性稳压器芯片U1的输出引脚连接所述中央处理单元，并同时通过所述电容CL接地。

进一步地，所述本安型稳压电路还可以包括：置于所述低压差线性稳压器芯片U1的输出引脚和所述电容CL之间的第一齐纳二极管组，所述第一齐纳二极管组包括多个分别并联在所述电容CL两端的齐纳二极管。

所述第一齐纳二极管组可以包括型号分别为ISMB5918BT3的齐纳二极管Z1、齐纳二极管Z2和齐纳二极管Z3。

上述便携式通信终端中，所述便携式通信终端还可以包括：连接所述本安型供电电路和仪表设备，将所述本安型供电电路输出的所述第二直流电升压成所述仪表设备可用直流电的本安型升压隔离电路；所述本安型升压隔离电路包括：电阻丝F、升压变压器U2、电阻R2、限流电阻R3；所述电阻丝F连接在所述升压变压器U2初级线圈的一端与所述本安型供电电路之间，所述升压变压器U2初级线圈的另一端接地；所述升压变压器U2次级线圈的一端通过所述限流电阻R3连接所述仪表设备的一输入端，所述升压变压器U2次级线圈的另一端连接所述仪表设备的另一输入端；所述电阻R2并联在所述升压变压器U2次级线圈的两端之间；

进一步地，所述便携式通信终端还可以包括：第二齐纳二极管组、降压二极管组；所述第二齐纳二极管组置于所述电阻R2和所述限流电阻R3之间，包括多个分别并联在所述电阻R2两端的齐纳二极管；所述降压二极管组置于所述电阻R2和所述限流电阻R3之间，且串联在所述升压变压器U2的一端与所述限流电阻R3连接的通路上。

此外，所述终端还可以包括：分别连接所述中央处理单元的显示单元、信号采集单元、通信模块和音频输出单元；所述信号采集单元是物理键盘或触摸屏，所述显示单元是液晶显示屏，所述通信模块是HART通信模块。

本实用新型提供的便携式通信终端中，供电电路和稳压电路均采用本安型设计，在不增加便携式通信终端体积的条件下实现了防爆功能，相对于现有防爆方式，更利于用户的携带和操作。同时为了实现对仪表设备的供电，本实用新型实施例提供的便携式通信终端还可包括一升压隔离电路，且该升压隔离电路同样为本安型设计，在方便用户调试的同时，还实现了防爆功能。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的便携式通信终端的结构图；

图2是图1中本安型供电电路的电路结构图；

图3是图1中本安型稳压电路的电路结构图；

图4是图1中本安型升压隔离电路的电路结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

针对现有防爆方式存在的问题，本实用新型实施例提供的便携式通信终端中的供电电路和稳压电路均采用本安型设计，在不增加便携式通信终端体积的条件下实现了防爆功能。

图1示出了本实用新型实施例提供的便携式通信终端的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。

本实用新型实施例提供的便携式通信终端包括：采用第一直流电供电的中央处理单元13；输出第二直流电的本安型供电电路11；连接本安型供电电路11和中央处理单元13，将本安型供电电路11输出的第二直流电转换成第一直流电后输出给中央处理单元13的本安型稳压电路12。优选地，中央处理单元13是ARM处理器。

由于本实用新型实施例提供的便携式通信终端中的供电电路和稳压电路均采用本安型设计，在不增加便携式通信终端体积的条件下实现了防爆功能，相对于现有防爆方式，更利于用户的携带和操作。

为了方便用户对现场仪器仪表的调试，本实用新型提供的便携式通信终端还可以包括：连接本安型供电电路11和仪表设备，将本安型供电电路11输出的第二直流电升压成仪表设备可用直流电的本安型升压隔离电路14。优选地，仪表设备为一次仪表设备（如：变送器、温度元件、信号采集设备等），仪表设备的可用直流电是24V直流电。

另外，公知地，便携式通信终端还包括：连接中央处理单元13的显示单元15；连接中央处理单元13的信号采集单元17；以及连接中央处理单元13的通信模块18。进一步地，便携式通信终端还可包括：连接中央处理单元13的音频输出单元16。

优选地，信号采集单元17是物理键盘或触摸屏；显示单元13是液晶显示屏；通信模块18是可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议（HighwayAddressable Remote Transducer，HART）通信模块。

图2示出了图1中本安型供电电路11的电路结构。

具体地，本安型供电电路11可以包括：电池组BAT、温控开关TK1、温控开关TK2以及电阻R1。电池组BAT的正极作为本安型供电电路11的输出正引脚顺次通过温控开关TK1、电阻R1和温控开关TK2连接本安型稳压电路12的输入引脚，电池组BAT的负极作为本安型供电电路11的输出负引脚、与本安型稳压电路12的接地引脚共同接地。

公知地，本安型电路对短路时的温度有要求，其中的温控开关TK1和温控开关TK2即可实现在本安型供电电路11发生短路且温度升高至危险值时自动断开，从而降低环路电流以达到降温的目的。

其中，电池组BAT又包括有五节串联连接的镍氢可充电电池，每节电池充满电时的开路电压为1.6V，则电池组BAT的开路电压为8.0V。公知地，在爆炸性气体环境用电气设备第四部分：由本质安全型“i”保护的设备（即：GB3836.4-2010）的国家标准中，查找电压与最小短路电流关系表，可知，当电池组BAT的开路电压为12V时，本安型供电电路11环路最小短路电流为3.33A，则电阻R1的取值要求大于或等于电池组BAT的开路电压与查找到的环路最小短路电流的比值，优选地，本实用新型实施例中，电阻R1阻值为3.1欧姆。

进一步地，由于采用了镍氢可充电电池，为了防止充电器反接对可充电电池的损害，本安型供电电路11还可以包括：由多个首尾顺次连接的二极管构成的二极管组。二极管组的阴极连接电池组BAT的正极，二极管组的负极通过接口J外接充电器正极。通过二极管组，既有效防止了充电器在充电反接时对电池组BAT的损害，又防止了充电器在未充电时正负极短接造成的电池组BAT短路放电。具体实现时，二极管组可以包括首尾顺次连接的肖特基二极管D1、肖特基二极管D2和肖特基二极管D3，从而形成三重防护设计，满足国家标准中ia级别的要求，优选地，肖特基二极管D1、肖特基二极管D2和/或肖特基二极管D3是型号为IN4001的贴片二极管。

图3示出了图1中本安型稳压电路12的电路结构。

具体地，本安型稳压电路12可以包括：低压差线性稳压器（Low DropoutRegulator，LDO）芯片U1、电容CL。LDO芯片U1的输入引脚连接本安型供电电路11的输出正引脚，LDO芯片U1的接地引脚接地，LDO芯片U1的输出引脚连接中央处理单元13，并同时通过电容CL接地。

公知地，为了使得便携式通信终端可正常工作，本安型稳压电路12必须在靠近其输出端的部分加入一定容值的电容CL，且从国家标准GB3836.4-2010中最大电压与电容的关系可知，电压越大则电容CL的容值越小，由于LDO芯片U1为非可靠器件，在器损坏时，其输出电压即为前端本安型供电电路11的输出电压，从而使得可加入的电容CL的容值很小，会影响电路正常功能的实现。为避免此现象的发生，本实用新型实施例中，本安型稳压电路12还可以包括：置于LDO芯片U1的输出引脚和电容CL之间的第一齐纳二极管组，第一齐纳二极管组包括多个分别并联在电容CL两端的齐纳二极管，通过第一齐纳二极管组的稳压作用来提升电容CL的容值。优选地，第一齐纳二极管组包括型号分别为ISMB5918BT3的齐纳二极管Z1、齐纳二极管Z2和齐纳二极管Z3，以满足国家标准中ia级别的要求，实现三级保护功能。

图4示出了图1中本安型升压隔离电路14的电路结构。

具体地，本安型升压隔离电路14可以包括：电阻丝F、升压变压器U2、电阻R2、限流电阻R3。电阻丝F连接在升压变压器U2初级线圈的一端与本安型供电电路11的输出正引脚之间，升压变压器U2初级线圈的另一端接地；升压变压器U2次级线圈的一端通过限流电阻R3连接仪表设备的一输入端，升压变压器U2次级线圈的另一端连接仪表设备的另一输入端；电阻R2作为本安型升压隔离电路14的假性负载并联在升压变压器U2次级线圈的两端之间。

进一步地，由于升压变压器U2为非可靠器件，在器损坏时，其输出电压会升高，为避免此现象的发生，本实用新型实施例中，本安型升压隔离电路14还可以包括：置于电阻R2和限流电阻R3之间的第二齐纳二极管组，第二齐纳二极管组包括多个分别并联在电阻R2两端的齐纳二极管，通过第二齐纳二极管组的稳压作用来稳定本安型升压隔离电路14的输出电压。优选地，第二齐纳二极管组包括型号分别为ISMB5928BT3的齐纳二极管Z4、齐纳二极管Z5和齐纳二极管Z6，以满足国家标准中ia级别的要求，实现三级保护功能。

更近一步地，根据仪表设备所需电压的不同，在某些情况下，第二齐纳二极管组所能提供的输出电压会大于仪表设备所需电压，为了对第二齐纳二极管组输出的电压进行适当降压，本实用新型实施例中，本安型升压隔离电路14还可以包括：置于电阻R2和限流电阻R3之间，且串联在升压变压器U2的一端与限流电阻R3连接的通路上的降压二极管组。优选地，降压二极管组包括置于电阻R2和第二齐纳二极管组之间的二极管D4，以及置于限流电阻R3与第二齐纳二极管组之间的二极管D5；二极管D4的阳极连接升压变压器U2的一端，二极管D5的阴极连接限流电阻R3。

本实用新型实施例提供的便携式通信终端中，供电电路和稳压电路均采用本安型设计，在不增加便携式通信终端体积的条件下实现了防爆功能，相对于现有防爆方式，更利于用户的携带和操作。同时为了实现对仪表设备的供电，本实用新型实施例提供的便携式通信终端还可包括一升压隔离电路，且该升压隔离电路同样为本安型设计，在方便用户调试的同时，还实现了防爆功能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种便携式通信终端，其特征在于，所述终端包括：

采用第一直流电供电的中央处理单元；

输出第二直流电的本安型供电电路；

连接所述本安型供电电路和所述中央处理单元，将所述本安型供电电路输出的所述第二直流电转换成所述第一直流电后输出给所述中央处理单元的本安型稳压电路。

2.如权利要求1所述的便携式通信终端，其特征在于，所述本安型供电电路包括：电池组BAT、温控开关TK1、温控开关TK2以及电阻R1；

所述电池组BAT的正极作为所述本安型供电电路的输出正引脚顺次通过所述温控开关TK1、所述电阻R1和所述温控开关TK2连接所述本安型稳压电路的输入引脚，所述电池组BAT的负极作为所述本安型供电电路的输出负引脚、与所述本安型稳压电路的接地引脚共同接地。

3.如权利要求2所述的便携式通信终端，其特征在于，所述本安型供电电路还包括：由多个首尾顺次连接的二极管构成的二极管组；

所述二极管组的阴极连接所述电池组BAT的正极，所述二极管组的负极通过接口外接充电器正极。

4.如权利要求3所述的便携式通信终端，其特征在于，所述电池组BAT包括有五节串联连接的镍氢可充电电池；

所述二极管组包括首尾顺次连接的肖特基二极管D1、肖特基二极管D2和肖特基二极管D3，所述肖特基二极管D1、肖特基二极管D2和/或肖特基二极管D3是型号为IN4001的贴片二极管。

5.如权利要求1所述的便携式通信终端，其特征在于，所述本安型稳压电路包括：低压差线性稳压器芯片U1、电容CL；

所述低压差线性稳压器芯片U1的输入引脚连接所述本安型供电电路，所述低压差线性稳压器芯片U1的接地引脚接地，所述低压差线性稳压器芯片U1的输出引脚连接所述中央处理单元，并同时通过所述电容CL接地。

6.如权利要求5所述的便携式通信终端，其特征在于，所述本安型稳压电路还包括：置于所述低压差线性稳压器芯片U1的输出引脚和所述电容CL之间的第一齐纳二极管组，所述第一齐纳二极管组包括多个分别并联在所述电容CL两端的齐纳二极管。

7.如权利要求6所述的便携式通信终端，其特征在于，所述第一齐纳二极管组包括型号分别为ISMB5918BT3的齐纳二极管Z1、齐纳二极管Z2和齐纳二极管Z3。

8.如权利要求1至7任一项所述的便携式通信终端，其特征在于，所述便携式通信终端还包括：连接所述本安型供电电路和仪表设备，将所述本安型供电电路输出的所述第二直流电升压成所述仪表设备可用直流电的本安型升压隔离电路；

所述本安型升压隔离电路包括：电阻丝F、升压变压器U2、电阻R2、限流电阻R3；所述电阻丝F连接在所述升压变压器U2初级线圈的一端与所述本安型供电电路之间，所述升压变压器U2初级线圈的另一端接地；所述升压变压器U2次级线圈的一端通过所述限流电阻R3连接所述仪表设备的一输入端，所述升压变压器U2次级线圈的另一端连接所述仪表设备的另一输入端；所述电阻R2并联在所述升压变压器U2次级线圈的两端之间；

9.如权利要求8所述的便携式通信终端，其特征在于，所述便携式通信终端还包括：第二齐纳二极管组、降压二极管组；

所述第二齐纳二极管组置于所述电阻R2和所述限流电阻R3之间，包括多个分别并联在所述电阻R2两端的齐纳二极管；所述降压二极管组置于所述电阻R2和所述限流电阻R3之间，且串联在所述升压变压器U2的一端与所述限流电阻R3连接的通路上。

10.如权利要求8所述的便携式通信终端，其特征在于，所述终端还包括：分别连接所述中央处理单元的显示单元、信号采集单元、通信模块和音频输出单元；

所述信号采集单元是物理键盘或触摸屏，所述显示单元是液晶显示屏，所述通信模块是HART通信模块。

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