專利名稱：光耦隔離控制接口電路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光耦隔離控制接口電路結(jié)構(gòu)，具體地說是在變電站或發(fā)電廠等高靈敏度直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置中，在線高速測量220V直流系統(tǒng)的 主、備電源電壓、總回路電橋的電壓和各分回路電橋的電壓時，用于計算機(jī) 和A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路之間數(shù)據(jù)傳送且要求電氣隔離的接口電路。
技術(shù)背景目前，公知的直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置中進(jìn)行絕緣監(jiān)測和尋找接地故障都 有要進(jìn)行電壓測量，在測量中要求計算機(jī)和A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路之間進(jìn)行數(shù)據(jù) 傳送且互相之間電氣要隔離、速度要快， 一般的用繼電器來隔離的方法已不 能適應(yīng)每秒A/D轉(zhuǎn)換20次以上的要求。生產(chǎn)現(xiàn)場急需在直流系統(tǒng)正常運(yùn)行時，應(yīng)能對直流系統(tǒng)的主、備電源電 壓和主、備電橋的電壓進(jìn)行高速測量；并且計算機(jī)和A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路之間 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送且互相之間電氣要隔離。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種光耦隔離控制接口 電路結(jié)構(gòu)，能滿足不同電壓等級隔離、高精度、大動態(tài)范圍電壓測量計算機(jī) 與A/D集成塊之間的高速通訊且電氣隔離需求。本發(fā)明的主要解決方案是這樣實現(xiàn)的 本發(fā)明的光耦隔離控制接口電路元器件連接關(guān)系如下第一隔離電阻RG1的一端接+5VQ,另一端接第一光耦管G00 二極管正極； 第七隔離電阻RG7 —端接+5V0，另一端接第二光耦管G01光敏管的集電極； 第三隔離電阻RG3的一端接+5V0，另一端接第三光耦管G02 二極管的正極； 第四隔離電阻RG4的一端接+5V0，另一端接第四光耦管G03二極管正極；第 二隔離電阻RG2—端接+5V3，另一端接第二光耦管G01二極管正極；第五隔 離電阻RG5的一端接+5V3，另一端接第四光耦管G03光敏管集電極；第六隔 離電阻RG6的一端接+5V3，另一端接第三光耦管G02光敏管的集電極；第八 隔離電阻RG8的一端接+5V3，另一端接第一光耦管GOO光敏管的集電極；計 算機(jī)串行數(shù)據(jù)輸入端Pl. 0 SDI接第一光耦管GOO 二極管的負(fù)極；A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換串行數(shù)據(jù)輸出端SD0接第二光耦管G01 二極管的負(fù)極；計算機(jī)串行數(shù)據(jù)時 鐘脈沖端P1.2 SCLK接第三光耦管G02二極管的負(fù)極；計算機(jī)串行數(shù)據(jù)片 選端P1.3 CS接第四光耦管G03二極管的負(fù)極；第一光耦管GOO光敏管的發(fā) 射極和第三光耦管G02光敏管的發(fā)射極、第四光耦管G03光敏管的發(fā)射極分 別接+5V3電源的地G+5V3;第二光耦管G01光敏管的發(fā)射極接5V0電源的地 G+5V0;所述的計算機(jī)總線PI. 0 P1. 3通過控制第一光耦管到第四光耦管 G00 G03發(fā)光二極管發(fā)光與不發(fā)光，控制第一到第四光耦管G00 G03光敏 三極管有無電流，來實現(xiàn)傳送A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)且滿足電氣隔離的需求。 本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，合理；由于采用光耦管進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送和電氣隔 離速度快，又采用串口通訊所以傳輸線少，體積小，耐壓高；能滿足不同電 壓等級隔離、高精度、大動態(tài)范圍電壓測量計算機(jī)與A/D集成塊之間的高速 通訊且電氣隔離需求。


圖1是本發(fā)明光耦隔離控制接口電路元器件連接原理圖。
具體實施方式
下面本發(fā)明將結(jié)合附圖中的實施例作進(jìn)一步描述-本發(fā)明主要采用計算機(jī)總線PI. 0 P1. 3通過控制第一到第四光耦管 G00 G03發(fā)光二極管發(fā)光與不發(fā)光，控制第一到第四光耦管G00 G03光敏 三極管有無電流，來實現(xiàn)高速傳送A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)且滿足電氣隔離的功能。 本發(fā)明主光耦隔離控制接口電路元器件連接關(guān)系如下 第一隔離電阻RG1是第一光耦管G00的正極電源電阻，它們的一端接 +5V0,另一端接第一光耦管GOO二極管正極。第七隔離電阻RG7是第二光耦 管G01的正極電源電阻，它的一端接+5V0，另一端接第二光耦管G01光敏管 的集電極。第三隔離電阻RG3是第三光耦管G02的正極電源電阻，它的一端 接+5V0，另一端接第三光耦管G02二極管的正極。第四隔離電阻RG4是第四 光耦管G03的正極電源電阻，它們的一端接+5V0，另一端接第四光耦管G03 二極管正極。第二隔離電阻RG2是第二光耦管G01的正極電源電阻，它的一 端接+5V3，另一端接第二光耦管G01二極管正極。第五隔離電阻RG5是第四 光耦管G03正極電源電阻，它們的一端接+5V3，另一端接第四光耦管G03光 敏管集電極。第六隔離電阻RG6是第三光耦管G02正極電源電阻，它們的一端接+5V3，另一端接第三光耦管G02光敏管的集電極。第八隔離電阻RG8是 第一光耦管GOO的電源電阻，它們的一端接+5V3，另一端接第一光耦管GOO 光敏管的集電極。P1.0 SDI是計算機(jī)串行數(shù)據(jù)輸入端，它接到第一光耦管 GOO二極管的負(fù)極。SDO是A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換串行數(shù)據(jù)輸出端，它接到第二光耦管 G01二極管的負(fù)極。P1.2 SCLK是計算機(jī)串行數(shù)據(jù)時鐘脈沖端，它接到第三 光耦管G02二極管的負(fù)極。P1.3 CS是計算機(jī)串行數(shù)據(jù)片選端，它接到第四 光耦管G03 二極管的負(fù)極。第一光耦管G00光敏管的發(fā)射極和第三光耦管G02 光敏管的發(fā)射極、第四光耦管G03光敏管的發(fā)射極都接+5V3電源的地G+5V3。 第二光耦管G01光敏管的發(fā)射極接5V0電源的地G+5V0。 本發(fā)明工作原理和動作過程P1.0 SDI是計算機(jī)串行數(shù)據(jù)輸入端，它接到第一光耦管G00二極管的 負(fù)極，當(dāng)它是低電位時第一光耦管GOO二極管發(fā)光，第一光耦管G00光敏管 就有電流通過，使第一光耦管GOO光敏管集電極為低電位，送到A/D模數(shù)轉(zhuǎn) 換輸入端SDI也是低電位。若它是高電位時第一光耦管G00 二極管不發(fā)光， 第一光耦管G00光敏管就沒有電流通過，使第一光耦管GO0光敏管集電極為 高電位，送到A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入端SDI也是高電位。SDO是A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換串 行數(shù)據(jù)輸出端，它接到第二光耦管G01二極管的負(fù)極，當(dāng)它是低電位時第二 光耦管G01二極管發(fā)光，第二光耦管G01光敏管就有電流通過，使第二光耦 管G01光敏管集電極為低電位，送到計算機(jī)總線Pl.l SDO也是低電位。若 它是高電位時第二光耦管G01 二極管不發(fā)光，第二光耦管G01光敏管就沒有 電流通過，使第二光耦管G01光敏管集電極為高電位，送到計算機(jī)總線Pl. 1 SDO也是高電位。P1.2 SCLK是計算機(jī)串行數(shù)據(jù)時鐘脈沖端，它接到第三光 耦管G02二極管的負(fù)極，當(dāng)它是低電位時第三光耦管G02二極管發(fā)光，第三 光耦管G02光敏管就有電流通過，使第三光耦管G02光敏管集電極為低電位， 送到A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換時鐘脈沖端SCLK端也是低電位。若它是高電位時第三光耦 管G02二極管不發(fā)光，第三光耦管G02光敏管就沒有電流通過，使第三光耦 管G02光敏管集電極為高電位，送到A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換時鐘脈沖端SCLK端也是高 電位。Pl. 3 CS是計算機(jī)串行數(shù)據(jù)片選端，它接到第三光耦管G02 二極管的 負(fù)極，當(dāng)它是低電位時第四光耦管G03二極管發(fā)光，第四光耦管G03光敏管 就有電流通過，使第四光耦管G03光敏管集電極為低電位，送到A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換片選端CS端也是低電位。若它是高電位時，第四光耦管G03 二極管不發(fā)光， 第四光耦管G03光敏管就沒有電流通過，使第四光耦管G03光敏管集電極為 高電位，送到A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換片選端CS端也是高電位。
權(quán)利要求
1、一種光耦隔離控制接口電路結(jié)構(gòu)，其特征是元器件連接關(guān)系如下采用第一隔離電阻(RG1)的一端接(+5V0)，另一端接第一光耦管(GO0)二極管正極；第七隔離電阻(RG7)一端接(+5V0)，另一端接第二光耦管(GO1)光敏管的集電極；第三隔離電阻(RG3)的一端接(+5V0)，另一端接第三光耦管(GO2) 極管的正極；第四隔離電阻(RG4)的一端接(+5V0)，另一端接第四光耦管(GO3)二極管正極；第二隔離電阻(RG2)一端接(+5V3)，另一端接第二光耦管(GO1)二極管正極；第五隔離電阻(RG5)的一端接(+5V3)，另一端接第四光耦管(GO3)光敏管集電極；第六隔離電阻(RG6)的一端接(+5V3)，另一端接第三光耦管(GO2)光敏管的集電極；第八隔離電阻(RG8)的一端接(+5V3)，另一端接第一光耦管(GO0)光敏管的集電極；計算機(jī)串行數(shù)據(jù)輸入端(P1.0 SDI)接第一光耦管(GO0) 極管的負(fù)極；A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換串行數(shù)據(jù)輸出端(SDO)接第二光耦管(GO1)二極管的負(fù)極；計算機(jī)串行數(shù)據(jù)時鐘脈沖端(P1.2 SCLK)接第三光耦管(GO2)二極管的負(fù)極；計算機(jī)串行數(shù)據(jù)片選端(P1.3 CS)接第四光耦管(GO3)二極管的負(fù)極；第一光耦管(GO0)光敏管的發(fā)射極和第三光耦管(GO2)光敏管的發(fā)射極、第四光耦管(GO3)光敏管的發(fā)射極分別接(+5V3)電源的地(G+5V3)；第二光耦管(GO1)光敏管的發(fā)射極接(5V0)電源的地(G+5V0)；所述的計算機(jī)總線(P1.0～P1.3)通過控制第一光耦管到第四光耦管(GO0～GO3)發(fā)光二極管發(fā)光與不發(fā)光；控制第一光耦管到第四光耦管(GO0～GO3)光敏三極管有無電流，來實現(xiàn)傳送A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)且滿足電氣隔離的需求。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光耦隔離控制接口電路結(jié)構(gòu)，具體地說是在變電站或發(fā)電廠等高靈敏度直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置中，在線高速測量220V直流系統(tǒng)的主、備電源電壓、總回路電橋的電壓和各分回路電橋的電壓時，用于計算機(jī)和A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路之間數(shù)據(jù)傳送。特征是采用第一至第八隔離電阻RG1～RG8分別與第一光耦管至第四光耦管GO0～GO3連接，計算機(jī)總線通過控制第一光耦管至第四光耦管發(fā)光二極管發(fā)光與不發(fā)光，控制第一光耦管到第四光耦管光敏三極管有無電流；本發(fā)明進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送和電氣隔離速度快，傳輸線少，體積小，耐壓高；能滿足不同電壓等級隔離、高精度、大動態(tài)范圍電壓測量，計算機(jī)與A/D集成塊之間的高速通訊且電氣隔離需求。
文檔編號G01R15/14GK101216506SQ20081001944
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月2日
發(fā)明者何光華, 何有鈞 申請人:江蘇省電力公司無錫供電公司