一种磁隔离信号变送器装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于电子设备技术领域，具体涉及一种磁隔离信号变送器装置。针对航天控制系统中某种设备的信号变送，最大程度避免由于终端信号设备损坏或误差，造成控制系统的损坏或误判。本实用新型专利技术利用供电脉冲变压器的第一、第二副边绕组控制开关对信号磁隔离的原边绕组与副边绕组进行同步开闭控制，将直流电压信号变换成高频脉冲信号，为信号磁隔离提供了简化的调制、解调电路技术方案，缩短了信号传输中的延时，可以有效解决光耦隔离线性度与温度系数较差，难以适应航天发射现场的恶劣环境，易造成信号变送误差较大的系统误判的问题，简化了磁耦合隔离调制解调的复杂电路，采用分立元器件搭建。元器件搭建。元器件搭建。

【技术实现步骤摘要】
一种磁隔离信号变送器装置


[0001]本技术属于电子设备
，具体涉及一种磁隔离信号变送器装置。

技术介绍

[0002]三端隔离信号变送器以其较强的抗干扰能力、可靠的系统安全保证被广泛应用于航天控制、工业制造等领域。在航天控制系统中，信号变送器作为塔上信号的转换传送装置，需为控制系统提供经过电气隔离的信号，以确保控制系统的安全、可靠运行。为能够将塔上的信号进行完全隔离，需要将信号输入端、信号输出端以及信号输入与输出端相应的供电电源之间进行两两隔离。
[0003]如图2所示，目前信号变送器的隔离方案上存在利用光耦合隔离电路、磁耦合隔离电路等主流隔离方式。但光耦合器主要由发光二极管以及光敏三极管构成，因此光耦合隔离的隔离性能良好，但线性度与温度系数较差，难以适应航天发射现场的恶劣环境，易造成信号变送误差较大的系统误判。磁耦合隔离方式将低频信号调制到高频信号载波上，再通过磁耦合器进行隔离传送，通过将隔离传送以后的载波信号进行解调，实现低频信号隔离的目的，但需要设计复杂的调制与解调电路，不仅增大电路的功耗，同时信号传输延迟时间不可控，容易降低信号传输的质量。
[0004]为此，需要设计一种具有将直流电压信号进行磁隔离变送，并具有低传输延时时间优点，能够适应航天发射现场恶劣环境的磁隔离信号变送器系统。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于针对航天控制系统中某种设备的信号变送，最大程度避免由于终端信号设备损坏或误差，造成控制系统的损坏或误判。为实现电路的隔离设计，并减小磁耦合隔离电路信号传输延时，本技术利用供电隔离脉冲变压器控制的高速同步开关进行信号的磁耦合隔离，简化了信号变送过程中的电路结构，并以低成本方式实现信号的磁耦合隔离传送，缩短了信号隔离变送过程中的延迟时间。
[0006]本技术为一种磁隔离信号变送器装置，包括供电模块、供电磁隔离模块、信号输入模块、信号磁隔离模块、信号输出模块；所述供电模块连接供电磁隔离模块的输入端；所述供电磁隔离模块连接信号输入模块、信号磁隔离模块、信号输出模块，提供供电直流电压；所述信号磁隔离模块两端分别连接信号输入模块和信号输出模块。
[0007]所述供电磁隔离模块由振荡电路、脉冲变压器、整流模块、第一副边绕组控制开关、第二副边绕组控制开关构成；所述脉冲变压器由原边绕组、第一副边绕组、第二副边绕组构成的匝数比1:1:1型脉冲变压器；所述整流模块包括第一副边整流模块、第二副边整流模块，整流模块把脉冲电压整流成
±
15V电压。
[0008]所述第一副边绕组控制开关以及第二副边绕组控制开关均由二极管、JFET晶体管及电阻构成；第一副边绕组控制开关中，二极管阴极连接电阻R4一端，电阻R4另一端接地，JFET晶体管和电阻R4并联；第二副边绕组控制开关中，二极管阴极连接JFET晶体管，电阻R5
和JFET晶体管并联后接地。
[0009]所述信号输入模块由阻抗匹配模块和信号放大及零点模块组成；所述阻抗匹配模块由运算放大器构成，所述信号放大及调整模块由运算放大器放大电路、调零电路构成，第一副边整流模块将信号传输至信号输入模块；阻抗匹配模块收到信号将信息输出到信号放大及零点模块，信号放大及零点模块将信号传输至信号磁隔离模块。
[0010]所述信号磁隔离模块由原边绕组、副边绕组构成1:1脉冲变压器T2及限流电阻、电容构成；脉冲变压器T2的原边绕组连接信号输入模块，脉冲变压器T2的副边绕组连接电阻R6，电容C1，脉冲变压器T2的副边绕组、电阻R6和电容C1相串联，电容C2并联在电容C1的两端，电容C2另一端接地。
[0011]所述信号输出模块由运算放大器及三极管构成的V/I转换电路构成。
[0012]与现有技术相比较，本技术的有益效果在于：
[0013]本技术利用供电脉冲变压器的第一、第二副边绕组控制开关对信号磁隔离的原边绕组与副边绕组进行同步开闭控制，将直流电压信号变换成高频脉冲信号，为信号磁隔离提供了简化的调制、解调电路技术方案，缩短了信号传输中的延时。
[0014]本技术为一种基于磁隔离的信号变送器可以有效解决光耦隔离线性度与温度系数较差，难以适应航天发射现场的恶劣环境，易造成信号变送误差较大的系统误判的问题。
[0015]本技术简化了磁耦合隔离调制解调的复杂电路，采用分立元器件搭建，设计简单明了，成本更低。
附图说明
[0016]下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。
[0017]图1本技术信号隔离变送技术方案示意图
[0018]图2现有技术中的信号磁隔离变送器方案示意图
[0019]图3本技术信号磁隔离模块电路图
具体实施方式
[0020]下面将结合本技术中的附图，对本技术中的技术方案进行进一步的描述。
[0021]参阅图1，本技术提供一种基于高速同步开关控制的磁隔离信号变送器系统的一个实施例，包括：
[0022]本技术一种基于高速同步开关控制的磁隔离信号变送器系统包括供电模块、供电磁隔离模块、信号输入模块、信号磁隔离模块、信号输出模块。
[0023]具体的，供电模块由防接反电路、RC滤波电路、供电指示电路、电压调节电路构成。供电模块连接供电磁隔离模块的输入端，用于提供供电直流电压，能够确保输入电源对系统供电的稳定性，可靠性，同时便于操作者观察。供电磁隔离模块连接信号输入模块、信号磁隔离模块、信号输出模块，用于提供信号输入模块以及信号输出模块的电源，信号磁隔离模块的同步开关。信号输入模块连接信号磁隔离模块，用于提供所需要变送的直流电压信号。所述信号磁隔离模块连接信号输出模块，用于提供隔离后的直流电压信号，供电磁隔离
模块由振荡电路、脉冲变压器、整流电路、第一副边绕组控制开关、第二副边绕组控制开关构成。
[0024]进一步的，逆变电路采用三极管、电容、脉冲变压器原边绕组构成振荡电路，通过分立元器件搭建的电路结构可以有效降低成本。
[0025]需要说明的是，供电磁隔离模块脉冲变压器由第一原边绕组、第一副边绕组、第二副边绕组构成的匝数比1:1:1型脉冲变压器进行磁隔离变送，变送后整流电路由整流二极管、滤波电路构成，能够将生成的脉冲电压整流成
±
15V电压。
[0026]在上述实施例的基础上需要说明的是，信号输入模块由限流电阻、分压电路、滤波模块、阻抗匹配模块、信号放大及调整模块构成，能够对输入电压信号进行限流分压，以防止因输入信号不匹配对阻抗匹配模块及信号调整模块造成损害。
[0027]进一步的，阻抗匹配模块由运算放大器构成，可以对信号的输入与输出端进行阻抗匹配，以确保信号的准确性。信号放大及调整模块由运算放大器放大电路、调零电路构成，能够根据输入信号的不同变换需要进行调整，可以避免因输入信号量程变化而产生的电路改动。
[0028]参阅图3，信号磁隔离模块由原边绕组、副边绕组构成1:1脉冲变压器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁隔离信号变送器装置，其特征在于：包括供电模块、供电磁隔离模块、信号输入模块、信号磁隔离模块、信号输出模块；所述供电模块连接供电磁隔离模块的输入端；所述供电磁隔离模块连接信号输入模块、信号磁隔离模块、信号输出模块，提供供电直流电压；所述信号磁隔离模块两端分别连接信号输入模块和信号输出模块。2.根据权利要求1所述的一种磁隔离信号变送器装置，其特征在于：所述供电磁隔离模块由振荡电路、脉冲变压器、整流模块、第一副边绕组控制开关、第二副边绕组控制开关构成；所述脉冲变压器由原边绕组、第一副边绕组、第二副边绕组构成的匝数比1:1:1型脉冲变压器；所述整流模块包括第一副边整流模块、第二副边整流模块，整流模块把脉冲电压整流成
±
15V电压。3.根据权利要求2所述的一种磁隔离信号变送器装置，其特征在于：所述第一副边绕组控制开关以及第二副边绕组控制开关均由二极管、JFET晶体管及电阻构成；第一副边绕组控制开关中，二极管阴极连接电阻R4一端，电阻R4另一端接地，JFET晶体管和电阻R4并联；...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹敏，刘月雷，骆海潮，侯秀林，宋锦瑞，钟振宇，周亚光，陈宏伟，
申请(专利权)人：北京航天万源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：