CN217360098U - 一种隔离型电介质状态检测电路与采用此电路的电设备 - Google Patents
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Abstract
本专利属于电子技术领域，涉及一种隔离型电介质状态检测电路与采用此电路的电设备。隔离型电介质状态检测电路中隔离变压器采用桥式驱动耦合方式，克服单向励磁的缺点，耦合效率提高，耦合信号强，能更好地适应待测电介质的测试要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种检测电路，属于电子技术领域，具体的说是涉及一种隔离型电介质状态检测电路。
背景技术
在工业环境下，需要检测导电介质的通断或状态，连接导电介质的电路与激励与测试电路往往需要隔离，与导电介质的直接电连接的电路简称外电路，见图1虚线7的左侧，与外电路隔离的电路称内电路,见图1虚线7的右侧。隔离的方式可采用变压器耦合隔离、继电器隔离或光电隔离等方式。所述的导电介质可以是一段电介质、一个开关等。
有一个(专利号为CN209764979U和专利名称为一种新型导电介质通断检测电路)的实用新型专利，该专利公开了一种新型导电介质通断检测电路，包含交流电压信号生成电路、导电介质检测信号隔离电路、滤波整形电路及微处理器；所述微处理器分别与所述交流电压信号生成电路及滤波整形电路电连接；所述交流电压信号生成电路与导电介质检测信号隔离电路电连接；所述导电介质检测信号隔离电路与滤波整形电路及待测导电介质电连接；其中，微处理器，用于控制交流电压信号生成电路生成交流电压波和用于根据滤波整形电路的输出信号判断待测导电介质通断与否；所述检测信号隔离电路用于隔离待测导电介质的检测信号；所述滤波整形电路用于将交流电压信号生成电路生成的交流电压波整形为0V以上直流电。
该专利公开的方案是内、外电路通过两个耦合变压器相互隔离，将激励交流电压信号耦合到外电路的测试回路，并通过另一个耦合变压器将耦合到外电路测试回路的激励交流电压信号，再次耦合回内部电路，通过检测再次耦合回的信号，判断电介质的通断状态。
类似以上专利的现有技术有如下问题：
1、隔离变压器的内电路侧线圈的一端接地，一端接微处理器的驱动信号。耦合过程中交变信号的周期内隔离变压器没有去磁过程，隔离变压器的信号的传输效率不高。
2、针对不同的待检测电介质和要检测不同的参数，比如通断、电阻值、电容值等等，在设计电路时，需要综合考虑信号采取正弦波形还是脉冲波形、信号的频率和电介质的电阻抗值和隔离变压器的参数等因素及其相互匹配。尤其是需要外电路没有隔离的电源的情况下，对隔离变压器的信号传输效率提出了更高的要求。
注1：A、B、C、D引脚仅仅表示相关器件的不同的引脚。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是：隔离型电介质状态检测电路中，隔离变压器耦合过程中，交变信号的周期内的线圈的没有去磁过程，使得驱动信号的传输效率不能高，电路设计和配置上比较复杂。
本实用新型所采用的基本技术方案是：
参见图1，一种隔离型电介质状态检测电路，包含逻辑处理器件1、驱动隔离变压器2、接受隔离变压器3；所述驱动隔离变压器2的外电路线圈21的B引脚与待测电介质4的A引脚电连接，所述接受隔离变压器3的外电路线圈31的A引脚与待测电介质4的B引脚电连接；所述驱动隔离变压器2的外电路线圈21的B引脚与所述接受隔离变压器3的外电路线圈31的B引脚电连接；其特征在于：所述驱动隔离变压器2的内电路线圈22的B引脚与所述逻辑处理器件1的A引脚电连接，所述驱动隔离变压器2的内电路线圈22的A引脚与所述逻辑处理器件1的B引脚电连接；所述接受隔离变压器3的内电路线圈32的B引脚与所述逻辑处理器件1的C引脚电连接，所述接受隔离变压器3的内电路线圈32的A引脚与所述逻辑处理器件1的D引脚电连接；所述逻辑处理器件1的A引脚与B引脚产生交变信号,在所述交变信号的周期内，一段时间内A引脚的电压高于B引脚，其他时间内A引脚的电压低于B引脚；同时所述逻辑处理器件1判断其C、D引脚接受的所述接受隔离变压器3的内电路线圈32耦合的电信号的性能指标，以判断待测电介质4的状态。
工作原理：
所述逻辑处理器件1的A引脚与B引脚产生交变信号；在所述交变信号的周期内，一段时间内A引脚的电压高于B引脚，其他时间内A引脚的电压低于B引脚，简称桥式驱动；激励交变信号通过隔离变压器2耦合到外电路线圈21；每个交变信号周期内，隔离变压器2在一个周期内自然去磁，耦合效率高。
外电路中耦合过来的激励交变信号通过所述待测电介质4的传输到所述接受隔离变压器3的外电路线圈31，并且耦合到所述接受隔离变压器3的内电路线圈32，并发送到所述逻辑处理器件1C、D引脚，所述接受隔离变压器3在交变周期内自然去磁，耦合效率高；同时所述逻辑处理器件1以设定标准通过其C、D引脚接受电信号的性能指标判断待测电介质4的状态。
以判断待测电介质4的通断状态为例，当待测电介质4导通时，所述逻辑处理器件1的C、D引脚之间就会检测到高电平；当待测电介质4中断时，所述逻辑处理器件1的C、D引脚之间就检测不到高电平信号。以判断以判断待测电介质4的电阻值变化状态为例，当待测电介质4电阻值变化时，所述逻辑处理器件1其C、D引脚就会检测到高电平的不同的电平值，从而判断出待测电介质4的电阻值的相对变化。
进一步说明1：所述逻辑处理器件1可以是处理器、FPGA、CPLD或者常规逻辑电路单元。
进一步说明2：所述逻辑处理器件1的A引脚与B引脚产生交变信号和判断C、D引脚电信号性能指标，可以是一直进行的、周期性的、任意设定或者接受外部指令下进行的。
本实用新型还公开了一种电设备，采用了以上的隔离型电介质状态检测电路，用以检测待测电介质状态。
本实用新型有益的技术效果是：
隔离型电介质状态检测电路中，隔离变压器采用桥式驱动耦合方式，克服单向励磁的缺点，耦合效率提高，耦合信号强，更好地适应多种待测电介质4的测试要求。
附图说明
图1为本实用新型的实施例示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例，示例性地详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
实施例1：
结合图1，本实用新型的基本技术方案的实施，已经在发明内容中就电路结构和工作原理进行了详细说明。不再赘述。
补充说明1：对于所述逻辑处理器件1的C、D引脚具体的接受电路，可以根据所述逻辑处理器件1的设计要求而变化。图1实例中，所述接受隔离变压器3的内电路线圈32的B引脚通过一个二极管5与所述逻辑处理器件1的C引脚电连接，所述接受隔离变压器3的内电路线圈32的A引脚与所述逻辑处理器件1的D引脚共同接内电路的信号地6，是一种实现方式。
补充说明2：所述逻辑处理器件1产生交变的信号，可以是矩形波或正弦波或者某种交变波形，交变信号的频率等参数与所述隔离变压器、所述待测试电介质的状态相互关联。
进一步优选1，隔离变压器采用电压比为1：1的网络变压器，以利用网络变压器中的外电路的共模保护电感，大量的成熟的EMC防护电路设计方案。
注1：本专利表述中电平的高低、截止与饱和，是为了达到设计要求的状态变化的两个相对概念，可以根据具体的设计方案，基于本实用新型的思路而进行调整。
注2：本专利表述中的器件，基于本实用新型的思路，也可表示实现相应功能的电路或组件。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，示意性地说明本实用新型，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种隔离型电介质状态检测电路，包含逻辑处理器件(1)、驱动隔离变压器(2)、接受隔离变压器(3)；所述驱动隔离变压器(2)的外电路线圈(21)的B引脚与待测电介质(4)的A引脚电连接，所述接受隔离变压器(3)的外电路线圈(31)的A引脚与待测电介质(4)的B引脚电连接；所述驱动隔离变压器(2)的外电路线圈(21)的B引脚与所述接受隔离变压器(3)的外电路线圈(31)的B引脚电连接；其特征在于：所述驱动隔离变压器(2)的内电路线圈(22)的B引脚与所述逻辑处理器件(1)的A引脚电连接，所述驱动隔离变压器(2)的内电路线圈(22)的A引脚与所述逻辑处理器件(1)的B引脚电连接；所述接受隔离变压器(3)的内电路线圈(32)的B引脚与所述逻辑处理器件(1)的C引脚电连接，所述接受隔离变压器(3)的内电路线圈(32)的A引脚与所述逻辑处理器件(1)的D引脚电连接；所述逻辑处理器件(1)的A引脚与B引脚产生交变信号,在所述交变信号的周期内，一段时间内A引脚的电压高于B引脚，其他时间内A引脚的电压低于B引脚；同时所述逻辑处理器件(1)判断其C、D引脚接受的所述接受隔离变压器(3)的内电路线圈(32)耦合的电信号的性能指标，以判断待测电介质(4)的状态。
2.根据权利要求1所述的隔离型电介质状态检测电路，其特征在于：包括二极管(5)，所述接受隔离变压器(3)的内电路线圈(32)的B引脚通过一个所述二极管(5)与所述逻辑处理器件(1)的C引脚电连接，所述接受隔离变压器(3)的内电路线圈(32)的A引脚与所述逻辑处理器件(1)的D引脚共同接内电路的信号地(6)。
3.根据权利要求1所述的隔离型电介质状态检测电路，其特征在于：所述驱动隔离变压器(2)和/或所述接受隔离变压器(3)采用网络变压器。
4.根据权利要求1所述的隔离型电介质状态检测电路，其特征在于：所述逻辑处理器件(1)是处理器、FPGA或者CPLD。
5.一种电设备，其特征在于：包括实现权利要求1所述的隔离型电介质状态检测电路。
6.根据权利要求5所述的电设备，其特征在于：所述的隔离型电介质状态检测电路，包括二极管(5)，所述接受隔离变压器(3)的内电路线圈(32)的B引脚通过一个所述二极管(5)与所述逻辑处理器件(1)的C引脚电连接，所述接受隔离变压器(3)的内电路线圈(32)的A引脚与所述逻辑处理器件(1)的D引脚共同接内电路的信号地(6)。
7.根据权利要求5所述的电设备，其特征在于：所述逻辑处理器件(1)可以是处理器、FPGA或者CPLD。
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2021
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