CN214100849U - 一种防高压破坏接线端口的电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种防高压破坏接线端口的电路，所述电路包括外接端口(1)、MCU模块(2)；与外接端口(1)电连接并依据外接端口(1)闭合或断开状态而导通的第一开关模块(3)；与第一开关模块(3)和MCU模块(1)分别相连并通过自身导通与否为MCU模块(2)提供外接端口(1)闭合或断开信息的第二开关模块(4)；所述电路还包括设置在外接端口(1)与第一开关模块(3)之间的分压模块(5)以及与第一开关模块(3)和分压模块(5)均相连的钳位模块(6)。该电路成本低，生产效率高，且安全可靠性高佳。
Description
技术领域
本实用新型涉及电能表领域，尤其涉及一种防高压破坏接线端口的电路。
背景技术
当前电表应用市场，智能表需求越来越多样，电表的外接端口也多种多样，对外端口因误接高压导致接线端口损坏也经常发生，故如何防护接线端口误接高压导致电表损坏，成为设计人员必须考虑的事情。
现有方案大部分采用热敏加TVS管来实现外接高压的防护，但此方法成本较高，故而有必要找出一种成本低且防护效果佳的方法。
实用新型内容
鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种防高压破坏接线端口的电路，该电路设计成本低，且安全可靠性高。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种防高压破坏接线端口的电路，所述电路包括外接端口、MCU模块；
与外接端口电连接并依据外接端口闭合或断开状态而导通的第一开关模块；
与第一开关模块和MCU模块分别相连并通过自身导通与否为MCU模块提供外接端口闭合或断开信息的第二开关模块，其特征在于：
所述电路还包括设置在外接端口与第一开关模块之间的分压模块以及与第一开关模块和分压模块均相连的钳位模块。
进一步的，所述第一开关模块为当外接端口闭合时导通而外接端口断开时不导通的三极管。
进一步的，所述钳位模块为二极管，所述二极管正极与三极管的基极和分压模块分别相连而负极连接三极管的发射极。
进一步的，所述分压模块由电阻构成。
进一步的，所述三极管为PNP型三极管。
进一步的，所述电阻具有两个且串联。
进一步的，所述第二开关模块为光电耦合器，所述光电耦合器的发光二极管部分连接第一开关模块而光敏三极管部分连接MCU模块。
进一步的，所述MCU模块的电源为3.3V。
进一步的，所述NPN型三极管的发射极连接隔离电源。
进一步的，所述电路为贴片式设计，所述隔离电源电压为5V。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过在三极管与外接端口之间设置普通二极管和分压电阻的方式，利用二极管正向导通压降较小的特性来实现接口高压的防护，保护三极管及光耦不被损坏，在有效实现防高压目的的同时降低了成本，且贴片式设计提高了生产效率。
附图说明
图1为本申请的电路原理图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
如图1所示为本实用新型一种防高压破坏接线端口的电路，该电路包括外接端口1、MCU模块2、与外接端口1电连接并依据外接端口1导通或断开状态而导通的第一开关模块3、与第一开关模块3和MCU模块2分别相连并通过自身导通与否为MCU模块2提供外接端口1闭合或断开信息的第二开关模块4。
为了克服以往采用热敏加TVS管实现外接高压防护，带来的高成本问题，本申请的电路包括设置在外接端口1与第一开关模块3之间的分压模块5以及与第一开关模块3和分压模块5均相连的钳位模块6。
具体到本实施例，该第一开关模块3为当外接端口1闭合时导通而外接端口1断开时不导通的三极管V2。如图1所示，该三极管V2为PNP型，当然，也可以根据实际需要选择采用NPN型三极管，此时需根据三极管特性对其连接方式稍微改变，但该改变属于本领域技术人员均知晓的，此处就不详细展开。
由于外接电压通常为高压，而电表端属于低压，为了保护电表，具体参见图1，该三极管V2连接隔离电源7，具体由三极管V2的发射极连接隔离电源5V_I/O，显然，该隔离电源7的电压为5V。
在本实施例中，该钳位模块6为二极管VD7，二极管VD7的正极与三极管V2的基极和分压模块5分别相连而负极连接三极管V2的发射极。同时，分压模块5由电阻构成，在本申请中，该电阻具有两个且串联，为电阻R51和R53，显然，电阻具体个数可根据实际需要选择，但不论是一个还是多个，是串联还是并联，由于高压接入时电阻上的电压较高，在选择规格时需结合实际防高压的范围，来选取对应的阻值及封装，同时，电阻需做好散热处理，防止因高压接入导致热损伤。
优选的，第二开关模块4为光电耦合器E2，该光电耦合器E2的发光二极管部分连接第一开关模块3而光敏三极管部分连接MCU模块2，在本申请中，MCU模块2的电源为3.3V，同时，本电路的元器件均为贴片式设计，这样，生产时效率也得到大大提高。
本实施例中电路工作原理如下：
JP2为外接端口，5V_I/O为隔离电源，I/O_GND为参考地，F_GND为MCU的参考地，CHK2_M为MCU的普通IO口，VSWO为MCU的3.3V电源。
正常使用时，当JP2断开，此时V2为截止状态，CHK2_M为3.3V，芯片检测并判断为端口处于断开状态，当JP2合上，此时V2为饱和导通状态，CHK2_M为0V，芯片检测并判断端口为闭合状态。
如JP2误接入高压时，如230V，此时因VD7的存在，V2的基极电压最高为5.6V，此时可保护V2不被反向击穿，如接入为-230V，此时因V2的be间PN结的存在，V2基极最低为4.4V，也可保护V2不被反向击穿。
如此，通过在三极管V2与外接端口JP2之间设置普通二极管D7和分压电阻(R51和R53)的方式，利用二极管VD7正向导通压降较小的特性可有效实现接口高压的防护，保护三极管及光耦不被损坏，且在实现防高压目的的同时降低了成本，该电路设计在单个产品上使得成本降低0.5元，而全贴片设计，提高了生产效率。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种防高压破坏接线端口的电路，所述电路包括外接端口(1)、MCU模块(2)；
与外接端口(1)电连接并依据外接端口(1)闭合或断开状态而导通的第一开关模块(3)；
与第一开关模块(3)和MCU模块(2)分别相连并通过自身导通与否为MCU模块(2)提供外接端口(1)闭合或断开信息的第二开关模块(4)，其特征在于：
所述电路还包括设置在外接端口(1)与第一开关模块(3)之间的分压模块(5)以及与第一开关模块(3)和分压模块(5)均相连的钳位模块(6)。
2.根据权利要求1所述电路，其特征在于：
所述第一开关模块(3)为当外接端口(1)闭合时导通而外接端口(1)断开时不导通的三极管(V2)。
3.根据权利要求2所述电路，其特征在于：
所述钳位模块(6)为二极管(VD7)，所述二极管(VD7)正极与三极管(V2)的基极和分压模块(5)分别相连而负极连接三极管(V2)的发射极。
4.根据权利要求1所述电路，其特征在于：
所述分压模块(5)由电阻构成。
5.根据权利要求2所述电路，其特征在于：
所述三极管(V2)为PNP型三极管。
6.根据权利要求4所述电路，其特征在于：
所述电阻具有两个且串联。
7.根据权利要求1所述电路，其特征在于：
所述第二开关模块(4)为光电耦合器(E2)，所述光电耦合器(E2)的发光二极管部分连接第一开关模块(3)而光敏三极管部分连接MCU模块(2)。
8.根据权利要求1所述电路，其特征在于：
所述MCU模块(2)的电源为3.3V。
9.根据权利要求5所述电路，其特征在于：
所述三极管(V2)的发射极连接隔离电源(7)。
10.根据权利要求9所述电路，其特征在于：
所述电路为贴片式设计，所述隔离电源(7)电压为5V。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202022125421.0U CN214100849U (zh) | 2020-09-24 | 2020-09-24 | 一种防高压破坏接线端口的电路 |
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2020
- 2020-09-24 CN CN202022125421.0U patent/CN214100849U/zh active Active
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