CN218449476U - 一种适用于变电站主变油温变送器的输入输出保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于变电站主变油温变送器的输入输出保护电路，包括电源隔离模块、通信隔离模块和ESD静电保护模块，ESD静电保护模块包括双二极管D2、电感L5和电容C13，双二极管D2的引脚1接模拟地，二极管D2的引脚2连接电源，二极管D2的引脚3分别连接电感L5的一端和电容C13的一端，增加ESD静电保护功能，降低温度变送器损坏风险，提高设备运行的稳定性和抗干扰性，适用于变电站主变油温监测；采用芯片化方式，以隔离电源芯片IB0512S搭配隔离通信芯片ISO7330构成输入输出隔离保护电路，同时以双二极管BAV99搭配阻容电路实现ESD静电保护功能，电路复杂度降低、可靠性增加。

Description

一种适用于变电站主变油温变送器的输入输出保护电路

技术领域

本实用新型涉及电路技术领域，具体涉及一种适用于变电站主变油温变送器的输入输出保护电路。

背景技术

电力变压器是电力系统中最重要的电气设备之一，其是否安全稳定运行将影响到供电可靠性和电力系统的正常运行，因此对电力变压器运行状态进行实时或定时的在线监测具有重要意义。变压器油温长时间超过允许值会使绝缘渐渐失去机械弹性而使绝缘老化，造成安全隐患，故需要时刻监视变压器油温的变化情况。现有变电站多是采用PT100传感器进行油温测量，需要经过温度变送器才能转换成相应的电信号输入后台，因此，温度变送器一旦损坏就会影响后台对主变油温的监控。温度变送器损坏的原因，部分是本身存在质量问题，而更大一部分是浪涌和ESD静电破坏。ESD（Electro-Static discharge）的意思是“静电释放”， ESD对电子产品造成的破坏和损伤有突发性损伤和潜在性损伤两种，所谓突发性损伤，指的是器件被严重损坏，功能丧失；潜在性损伤指的是器件部分被损，功能尚未丧失，且在生产过程的检测中不能被发现，但在使用当中会使产品变得不稳定，时好时坏，因而对产品质量构成更大的危害。因此，有必要针对变压器油温的变化范围和监控要求，设计一款针对变电站主变油温变化特点的专用变送器，增加防ESD静电破坏功能，增加设备运行的稳定性和抗干扰性。

一般情况下，一个完整的嵌入式系统都应根据其工作情况设计合适的保护电路，提高设备的稳定性和抗风险能力。变电站内温度变送器的损坏主要是因为市面上的温度变送器并非针对变电站这一复杂电力系统背景设计，缺乏针对性的保护电路，从而容易损坏，故需要针对变电站这一特定背景设计专门的保护电路，增加ESD静电保护功能，提高设备抵御风险的能力。

发明内容

本实用新型主要是为了解决现有的温度变送器缺乏防ESD静电破坏功能的问题，提供了一种适用于变电站主变油温变送器的输入输出保护电路，包括电源隔离模块、通信隔离模块和ESD静电保护模块，所述ESD静电保护模块包括双二极管D2、电感L5和电容C13，所述双二极管D2的引脚1接模拟地，二极管D2的引脚2连接电源，二极管D2的引脚3分别连接所述电感L5的一端和所述电容C13的一端，增加ESD静电保护功能，降低温度变送器损坏风险，提高设备运行的稳定性和抗干扰性，适用于变电站主变油温监测。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种适用于变电站主变油温变送器的输入输出保护电路，包括电源隔离模块、通信隔离模块和ESD静电保护模块，所述ESD静电保护模块包括双二极管D2、电感L5和电容C13，所述双二极管D2的引脚1接模拟地，二极管D2的引脚2连接电源，二极管D2的引脚3分别连接所述电感L5的一端和所述电容C13的一端。本实用新型针对变电站主变油温变化特点和变电站这一特定背景，提供了一种适用于变电站主变油温变送器的输入输出保护电路，包括电源隔离模块和通信隔离模块，新增加ESD静电保护模块，ESD静电保护模块与油温变送器的运算放大电路模块连接，先对采集信号进行ESD静电保护，然后输入运算放大电路模块，增加防ESD静电破坏功能，降低温度变送器损坏风险，增加设备运行的稳定性和抗干扰性，适用于变电站主变油温监测。本实用新型以隔离电源芯片IB0512S搭配隔离通信芯片ISO7330构成输入输出隔离保护电路，同时以双二极管BAV99搭配阻容电路实现ESD静电保护功能，由于采用芯片化方式构建保护电路，其电路复杂度降低、可靠性增加。

作为优选，所述电源隔离模块包括隔离电源芯片U1、电感L1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、极性电容C5、二极管D1、降压电源芯片U2、电容C6和极性电容C7。

作为优选，所述隔离电源芯片U1的引脚1分别连接所述电感L1的一端和所述电容C2的一端，电感L1的另一端连接所述电容C1的一端，电容C1的另一端连接电容C2的另一端，电感L1的另一端和电容C1的一端连接电源，电容C1的另一端和电容C2的另一端接地；隔离电源芯片U1的引脚2分别连接电容C2的另一端和所述电容C3的一端；隔离电源芯片U1的引脚4分别连接所述电容C4的一端和电容C3的另一端，隔离电源芯片U1的引脚4、电容C4的一端和电容C3的另一端接地；隔离电源芯片U1的引脚6分别连接电容C4的另一端、所述极性电容C5的正极和所述二极管D1的负极；降压电源芯片U2的引脚3连接极性电容C5的正极；降压电源芯片U2的引脚2分别连接极性电容C5的负极和电容C4的一端；降压电源芯片U2的引脚0分别连接降压电源芯片U2的引脚2、所述电容C6的一端和所述极性电容C7的负极；降压电源芯片U2的引脚1分别连接二极管D1的正极、电容C6的另一端和极性电容C7的正极。电源隔离模块是模拟量输出的隔离电源电路，使用了隔离电源芯片（电压隔离芯片）IB0512S，输入电压5V后即可得到稳定的隔离12V电源，然后通过线性的降压电源芯片78L05得到隔离的5V电源。

作为优选，所述通信隔离模块包括隔离通信芯片U3、电容C8、电容C9、电感L2、电感L3、电容C10、电感L4、电容C11和电容C12。

作为优选，所述隔离通信芯片U3的引脚1分别连接所述电容C8的一端和电源，电容C8的另一端接地；隔离通信芯片U3的引脚2接地；隔离通信芯片U3的引脚3分别连接所述电容C9的一端和所述电感L2的一端，电容C9的另一端接地；隔离通信芯片U3的引脚4分别连接所述电感L3的一端和所述电容C10的一端，电容C10的另一端接地；隔离通信芯片U3的引脚5分别连接所述电感L4的一端和所述电容C11的一端，电容C11的另一端接地；隔离通信芯片U3的引脚8接地；隔离通信芯片U3的引脚9接地；隔离通信芯片U3的引脚10连接电源；隔离通信芯片U3的引脚15接地；隔离通信芯片U3的引脚16分别连接电源和所述电容C12的一端，电容C12的另一端接地。通信隔离模块是模拟量输出的隔离通信电路，使用了隔离通信芯片（数字隔离芯片）ISO7330，隔离通信芯片ISO7330是磁隔离芯片，隔离电压高达3.5KV，可以确保模拟量输出的稳定。

因此，本实用新型的优点是：

（1）增加ESD静电保护功能，降低温度变送器损坏风险，提高设备运行的稳定性和抗干扰性，适用于变电站主变油温监测；

（2）以隔离电源芯片IB0512S搭配隔离通信芯片ISO7330构成输入输出隔离保护电路，同时以双二极管BAV99搭配阻容电路实现ESD静电保护功能，由于采用芯片化方式构建保护电路，其电路复杂度降低、可靠性增加。

附图说明

图1是本实用新型实施例中ESD静电保护模块的电路图。

图2是本实用新型实施例中电源隔离模块的电路图。

图3是本实用新型实施例中通信隔离模块的电路图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

一种适用于变电站主变油温变送器的输入输出保护电路，包括电源隔离模块、通信隔离模块和ESD静电保护模块，如图1所示，ESD静电保护模块包括双二极管D2、电感L5和电容C13，双二极管D2的引脚1接模拟地，二极管D2的引脚2连接5V电源，二极管D2的引脚3分别连接电感L5的一端和电容C13的一端。本实施例针对变电站主变油温变化特点和变电站这一特定背景，提供了一种适用于变电站主变油温变送器的输入输出保护电路，包括电源隔离模块和通信隔离模块，新增加ESD静电保护模块，ESD静电保护模块与油温变送器的运算放大电路模块连接，先对采集信号进行ESD静电保护，然后输入运算放大电路模块，增加防ESD静电破坏功能，降低温度变送器损坏风险。本实施例采用芯片化方式构建保护电路，以隔离电源芯片IB0512S搭配隔离通信芯片ISO7330构成输入输出隔离保护电路，同时以双二极管BAV99搭配阻容电路实现ESD静电保护功能。

如图2所示，电源隔离模块包括隔离电源芯片U1、电感L1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、极性电容C5、二极管D1、降压电源芯片U2、电容C6和极性电容C7，隔离电源芯片U1的引脚1分别连接电感L1的一端和电容C2的一端，电感L1的另一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接电容C2的另一端，电感L1的另一端和电容C1的一端连接5V电源，电容C1的另一端和电容C2的另一端接地；隔离电源芯片U1的引脚2分别连接电容C2的另一端和电容C3的一端；隔离电源芯片U1的引脚4分别连接电容C4的一端和电容C3的另一端，隔离电源芯片U1的引脚4、电容C4的一端和电容C3的另一端接地；隔离电源芯片U1的引脚6分别连接电容C4的另一端、极性电容C5的正极和二极管D1的负极；降压电源芯片U2的引脚3连接极性电容C5的正极；降压电源芯片U2的引脚2分别连接极性电容C5的负极和电容C4的一端；降压电源芯片U2的引脚0分别连接降压电源芯片U2的引脚2、电容C6的一端和极性电容C7的负极；降压电源芯片U2的引脚1分别连接二极管D1的正极、电容C6的另一端和极性电容C7的正极。电源隔离模块是模拟量输出的隔离电源电路，使用了隔离电源芯片（电压隔离芯片）IB0512S-2W，输入电压5V后即可得到稳定的隔离12V电源，然后通过线性的降压电源芯片78L05得到隔离的5V电源。

如图3所示，通信隔离模块包括隔离通信芯片U3、电容C8、电容C9、电感L2、电感L3、电容C10、电感L4、电容C11和电容C12，隔离通信芯片U3的引脚1分别连接电容C8的一端和5V电源，电容C8的另一端接地；隔离通信芯片U3的引脚2接地；隔离通信芯片U3的引脚3分别连接电容C9的一端和电感L2的一端，电容C9的另一端接地；隔离通信芯片U3的引脚4分别连接电感L3的一端和电容C10的一端，电容C10的另一端接地；隔离通信芯片U3的引脚5分别连接电感L4的一端和电容C11的一端，电容C11的另一端接地；隔离通信芯片U3的引脚8接地；隔离通信芯片U3的引脚9接地；隔离通信芯片U3的引脚10连接5V电源；隔离通信芯片U3的引脚15接地；隔离通信芯片U3的引脚16分别连接5V电源和电容C12的一端，电容C12的另一端接地。通信隔离模块是模拟量输出的隔离通信电路，使用了隔离通信芯片（数字隔离芯片）ISO7330，隔离通信芯片ISO7330是磁隔离芯片，隔离电压高达3.5KV，可以确保模拟量输出的稳定。

以上内容，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种适用于变电站主变油温变送器的输入输出保护电路，其特征在于，包括电源隔离模块、通信隔离模块和ESD静电保护模块，所述ESD静电保护模块包括双二极管D2、电感L5和电容C13，所述双二极管D2的引脚1接模拟地，二极管D2的引脚2连接电源，二极管D2的引脚3分别连接所述电感L5的一端和所述电容C13的一端。

2.根据权利要求1所述的一种适用于变电站主变油温变送器的输入输出保护电路，其特征在于，所述电源隔离模块包括隔离电源芯片U1、电感L1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、极性电容C5、二极管D1、降压电源芯片U2、电容C6和极性电容C7。

3.根据权利要求2所述的一种适用于变电站主变油温变送器的输入输出保护电路，其特征在于，所述隔离电源芯片U1的引脚1分别连接所述电感L1的一端和所述电容C2的一端，电感L1的另一端连接所述电容C1的一端，电容C1的另一端连接电容C2的另一端，电感L1的另一端和电容C1的一端连接电源，电容C1的另一端和电容C2的另一端接地；隔离电源芯片U1的引脚2分别连接电容C2的另一端和所述电容C3的一端；隔离电源芯片U1的引脚4分别连接所述电容C4的一端和电容C3的另一端，隔离电源芯片U1的引脚4、电容C4的一端和电容C3的另一端接地；隔离电源芯片U1的引脚6分别连接电容C4的另一端、所述极性电容C5的正极和所述二极管D1的负极；降压电源芯片U2的引脚3连接极性电容C5的正极；降压电源芯片U2的引脚2分别连接极性电容C5的负极和电容C4的一端；降压电源芯片U2的引脚0分别连接降压电源芯片U2的引脚2、所述电容C6的一端和所述极性电容C7的负极；降压电源芯片U2的引脚1分别连接二极管D1的正极、电容C6的另一端和极性电容C7的正极。

4.根据权利要求1所述的一种适用于变电站主变油温变送器的输入输出保护电路，其特征在于，所述通信隔离模块包括隔离通信芯片U3、电容C8、电容C9、电感L2、电感L3、电容C10、电感L4、电容C11和电容C12。

5.根据权利要求4所述的一种适用于变电站主变油温变送器的输入输出保护电路，其特征在于，所述隔离通信芯片U3的引脚1分别连接所述电容C8的一端和电源，电容C8的另一端接地；隔离通信芯片U3的引脚2接地；隔离通信芯片U3的引脚3分别连接所述电容C9的一端和所述电感L2的一端，电容C9的另一端接地；隔离通信芯片U3的引脚4分别连接所述电感L3的一端和所述电容C10的一端，电容C10的另一端接地；隔离通信芯片U3的引脚5分别连接所述电感L4的一端和所述电容C11的一端，电容C11的另一端接地；隔离通信芯片U3的引脚8接地；隔离通信芯片U3的引脚9接地；隔离通信芯片U3的引脚10连接电源；隔离通信芯片U3的引脚15接地；隔离通信芯片U3的引脚16分别连接电源和所述电容C12的一端，电容C12的另一端接地。

Images