專利名稱：一種通用高速同步高壓信號(hào)隔離調(diào)理模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種信號(hào)調(diào)理模塊，具體來(lái)說(shuō)涉及一種通用高速同步高壓信號(hào)隔離調(diào)理模塊。
背景技術(shù)：
電力行業(yè)和其他工礦企業(yè)工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，為確保信號(hào)的可靠性，用于實(shí)現(xiàn)重要保護(hù)功能的重要狀態(tài)量信號(hào)(數(shù)字量信號(hào)和電磁閥控制信號(hào)等)，通常采用IlOV或 220V等級(jí)等級(jí)的直流電源供電方式，為高電壓信號(hào)。而在工控系統(tǒng)測(cè)試中，常需要對(duì)這些重要狀態(tài)量進(jìn)行高速數(shù)據(jù)采集和測(cè)量。而大多數(shù)主流高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的測(cè)試通道，均只能測(cè)取士 IOV或士20V等級(jí)的直流電壓信號(hào)，不能直接測(cè)取高電壓數(shù)字量信號(hào)，若要測(cè)取高電壓信號(hào)只能通過(guò)信號(hào)調(diào)理模塊進(jìn)行預(yù)處理。現(xiàn)有技術(shù)中，常用的信號(hào)調(diào)理模塊，在對(duì)高電壓信號(hào)進(jìn)行高速同步測(cè)量時(shí)，普遍使用的是全幅值線性衰減形式的信號(hào)調(diào)理。使用這些調(diào)理模塊對(duì)高電壓狀態(tài)量進(jìn)行調(diào)理，具有以下缺陷一是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外形尺寸較大，攜帶、連接和使用不方便；二是使用中，電路通常需要獨(dú)立外部電源進(jìn)行供電，使用不方便，而且容易對(duì)高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)形成共模干擾；三是由于電路復(fù)雜，調(diào)理后的輸出信號(hào)與原始輸入高電壓狀態(tài)量之間在時(shí)域上存在遲延，同步性不好；四是普遍采用線性衰減調(diào)理方式。高電壓數(shù)字量信號(hào)在采用此種調(diào)理方式處理后，由于衰減失真，高低電平的邊界很難進(jìn)行精確的時(shí)域分析；因此，在使用現(xiàn)有的調(diào)理模塊對(duì)高電壓狀態(tài)量信號(hào)進(jìn)行調(diào)理時(shí)，很難能夠保證測(cè)試數(shù)據(jù)和控制信號(hào)的準(zhǔn)確性，也無(wú)法充分保護(hù)有價(jià)值的信號(hào)和數(shù)據(jù)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種通用高速同步高壓信號(hào)隔離調(diào)理模塊，是一種適用于高電壓信號(hào)高速采集的信號(hào)調(diào)理模塊，可廣泛用于電力和工礦企業(yè)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的高電壓狀態(tài)量信號(hào)的高速同步測(cè)量，且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)需外部電源、高實(shí)時(shí)同步性、高穩(wěn)定性、高精度的特點(diǎn)。本實(shí)用新型的目的可通過(guò)以下的技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)一種通用高速同步高電壓信號(hào)隔離調(diào)理模塊，該模塊包括一個(gè)膠囊形的絕緣封裝外殼(1)、輸入線纜O)、輸出電纜(3)、 以及絕緣封裝于所述絕緣封裝外殼內(nèi)的兩塊圓形電路板、一個(gè)雙向瞬變電壓抑制二極管 (8)、輸入端降壓電阻(7)和輸出端降壓電阻(5)；所述輸入線纜(2)和輸出電纜(3)由所述絕緣封裝外殼(1)的兩端出線；所述的兩塊圓形電路板分別為輸入端電路板(4)和輸出端電路板(6)，所述輸入端電路板(4)和輸出端電路板(6)與絕緣封裝外殼(1)的中心線垂直且分別放置于絕緣封裝外殼(1)內(nèi)的兩端；所述輸入端降壓電阻(7)、輸出端降壓電阻(5)和雙向瞬變電壓抑制二極管(8)與絕緣封裝外殼(1)的中心線平行放置于絕緣封裝外殼(1)內(nèi)的中部，所述輸入端電路板(4)為單面覆銅印刷電路板，設(shè)有環(huán)形分布的四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)元件引腳孔，其中兩孔以覆銅導(dǎo)線相互連通，為輸入端正極，并連接所述輸入電纜O)的正極和輸入端降壓電阻(7)的輸入端引腳，另外一組兩孔以覆銅導(dǎo)線相互連通，為輸入端負(fù)極，并連接輸入電纜O)的負(fù)極和負(fù)極降壓電阻(5)的輸入端引腳；所述輸出端電路板
(6)為單面覆銅印刷電路板，設(shè)有環(huán)形分布的六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)元件引腳孔，其中三孔以覆銅導(dǎo)線相互連通，為輸出端正極，并連接雙向瞬變電壓抑制二極管(8)的中央彎折長(zhǎng)引腳、輸出電纜 (3)的正極和輸入端降壓電阻(7)的輸出端引腳，另外一組三孔以覆銅導(dǎo)線互相連通，為輸出端負(fù)極，并連接雙向瞬變電壓抑制二極管(8)的外側(cè)短引腳、輸出電纜C3)的負(fù)極和輸出端降壓電阻(5)的輸出端引腳；所述輸入線纜(2)與輸入端電路板⑷電連接，所述輸出電纜⑶與輸出端電路板(6)電連接，輸入線纜(2)和輸出電纜(3)均卡緊在所述絕緣封裝外殼兩端的環(huán)形出線卡口上，各元件的引腳和電纜線芯與對(duì)應(yīng)的電路板固定連接。所述輸入線纜(2)和輸出電纜(3)均為帶屏蔽的兩芯絕緣電纜。所述雙向瞬變電壓抑制二極管⑶、輸入端降壓電阻(7)和輸出端降壓電阻(5)的引腳以及輸入線纜(2)和輸出電纜(3)電纜線芯通過(guò)錫焊方式與對(duì)應(yīng)的電路板固定連接。所述高壓信號(hào)隔離調(diào)理模塊還包括一塊帶狀絕緣薄膜，所述帶狀絕緣薄膜(9)以迂回的“幾”字型排列結(jié)構(gòu)包覆所述雙向瞬變電壓抑制二極管(8)、正極降壓電阻(7)和負(fù)極降壓電阻(5)的元件及各部分引腳，防止短路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的通用高速同步高電壓信號(hào)隔離調(diào)理模塊具有以下特點(diǎn)1、構(gòu)成元件少，且無(wú)電容性元件，能保證信號(hào)調(diào)理輸出與源輸入高度同步；2、結(jié)構(gòu)和組裝工藝簡(jiǎn)單，外形尺寸小，方便攜帶，連接方便；3、電路不需要外部電源進(jìn)行供電，使用方便，且能抑制共模干擾；4、電路簡(jiǎn)單易于維護(hù)，且無(wú)電容性元件，納秒級(jí)信號(hào)調(diào)理速度，能保證信號(hào)調(diào)理輸出與源輸入在時(shí)域上不存在遲延，具有良好的高速性和同步性；5、在信號(hào)的處理上，采用閾值箝制濾波調(diào)理方式。高電壓數(shù)字量信號(hào)在采用此種調(diào)理方式處理后，信號(hào)在正負(fù)閾值范圍內(nèi)的高度保真，不存在衰減損失，能充分保護(hù)有價(jià)值的信號(hào)和數(shù)據(jù)，便于對(duì)高低電平的邊界進(jìn)行精確的時(shí)域分析；6、輸入端與輸出端正負(fù)兩極間均設(shè)置有高電壓隔離電阻，可有效隔離輸入輸出端，既能提高用戶系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，又能充分保護(hù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)備安全和人員的人身安全；7、雙向調(diào)理，正向和反向電壓輸入均可處理；可與大多數(shù)工控系統(tǒng)的高電壓等級(jí)的機(jī)柜端子、控制電磁閥、繼電器及傳感器直接連接，具有通用性。

圖1是本實(shí)用新型的通用高速同步高電壓信號(hào)隔離調(diào)理模塊的側(cè)視圖；圖2是圖1所示的高電壓信號(hào)隔離調(diào)理模塊的另一側(cè)視圖；圖3是圖1所示的高電壓信號(hào)隔離調(diào)理模塊的A-A剖視圖；圖4是圖2所示的高電壓信號(hào)隔離調(diào)理模塊的B-B剖視圖；[0026]圖5是圖1所示的高電壓信號(hào)隔離調(diào)理模塊的俯視圖；圖6是圖4所示的高電壓信號(hào)隔離調(diào)理模塊的C-C剖視圖；圖7是圖4所示的高電壓信號(hào)隔離調(diào)理模塊的D-D剖視圖；圖8是圖4所示的高電壓信號(hào)隔離調(diào)理模塊的E-E剖視圖。
具體實(shí)施方式
圖1至圖8示出了本實(shí)用新型的通用高速高電壓信號(hào)隔離調(diào)理模塊的示意圖，它包括一個(gè)膠囊形的絕緣封裝外殼1、輸入線纜2和輸出電纜3，以及絕緣封裝于絕緣封裝外殼內(nèi)的兩塊圓形電路板、一個(gè)雙向瞬變電壓抑制(TVQ 二極管、輸入端降壓電阻和輸出端降壓電阻；輸入線纜2和輸出電纜3由絕緣封裝外殼的兩端出線；其中，輸入線纜2和輸出電纜3均為帶屏蔽的兩芯絕緣(RVVP2)電纜。輸入端電路板4和輸出端電路板6與絕緣封裝外殼中心線垂直放置于絕緣封裝絕緣封裝外殼1內(nèi)的兩端；輸入端降壓電阻7、輸出端降壓電阻5和雙向瞬變電壓抑制(TVS) 二極管8與絕緣封裝外殼中心線平行放置于絕緣封裝外殼1內(nèi)的中部，并分別電連接于兩端的輸入端電路板4和輸出端電路板6 ；輸入線纜2和輸出電纜3分別與輸入端電路板4和輸出端電路板6電連接，并卡緊在絕緣封裝外殼兩端的環(huán)形出線卡口上。輸入端降壓電阻 7和輸出端降壓電阻5分別為正極降壓電阻7和負(fù)極降壓電阻5。絕緣封裝外殼1將整個(gè)電路進(jìn)行密閉封裝；輸入端電路板4和輸出端電路板6與絕緣封裝外殼中心線垂直放置于絕緣封裝外殼1內(nèi)的兩端；正極降壓電阻7、負(fù)極降壓電阻 5和雙向TVS 二極管8與絕緣封裝外殼中心線平行放置于緣封封裝外殼1的中部。輸入端電路板4為單面覆銅印刷電路，有環(huán)形分布的2組4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)元件引腳孔；其中一組2孔以覆銅導(dǎo)線相互連通，為輸入端正極，用于連接輸入電纜2正極和正極降壓電阻 7的輸入端引腳；另外一組2孔以覆銅導(dǎo)線相互連通，為輸入端負(fù)極，用于連接輸入電纜2 負(fù)極和負(fù)極降壓電阻5的輸入端引腳。各元件引腳和電纜線芯通過(guò)錫焊方式與電路板進(jìn)行連接。輸出端電路板6為單面覆銅印刷電路，有環(huán)形分布的2組6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)元件引腳孔；其中一組3孔以覆銅導(dǎo)線相互連通，為輸出端正極，用于連接雙向TVS 二極管8的中央彎折長(zhǎng)引腳、輸出電纜3正極和正極降壓電阻7的輸出端引腳；另外一組3孔以覆銅導(dǎo)線互相連通，為輸出端負(fù)極，用于連接雙向TVS 二極管8的外側(cè)短引腳、輸出電纜3負(fù)極和負(fù)極降壓電阻5的輸出端引腳。各元件引腳和電纜線芯通過(guò)錫焊方式與電路板進(jìn)行連接。帶狀絕緣薄膜9以“幾”字形包覆和隔絕TVS 二極管8、正極降壓電阻7和負(fù)極降壓電阻5的元件及引腳部分，防止短路。本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此，在本實(shí)用新型上述基本技術(shù)思想前提下，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段對(duì)本實(shí)用新型內(nèi)容所做出其它多種形式的修改、替換或變更，均落在本實(shí)用新型權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種通用高速同步高電壓信號(hào)隔離調(diào)理模塊，其特征在于該模塊包括一個(gè)膠囊形的絕緣封裝外殼(1)、輸入線纜O)、輸出電纜(3)、以及絕緣封裝于所述絕緣封裝外殼內(nèi)的兩塊圓形電路板、一個(gè)雙向瞬變電壓抑制二極管(8)、輸入端降壓電阻(7)和輸出端降壓電阻(5)；所述輸入線纜(2)和輸出電纜(3)由所述絕緣封裝外殼(1)的兩端出線；所述的兩塊圓形電路板分別為輸入端電路板⑷和輸出端電路板(6)，所述輸入端電路板⑷和輸出端電路板(6)與絕緣封裝外殼(1)的中心線垂直且分別放置于絕緣封裝外殼(1)內(nèi)的兩端；所述輸入端降壓電阻(7)、輸出端降壓電阻(5)和雙向瞬變電壓抑制二極管(8)與絕緣封裝外殼(1)的中心線平行放置于絕緣封裝外殼(1)內(nèi)的中部，所述輸入端電路板(4)為單面覆銅印刷電路板，設(shè)有環(huán)形分布的四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)元件引腳孔，其中兩孔以覆銅導(dǎo)線相互連通，為輸入端正極，并連接所述輸入電纜O)的正極和輸入端降壓電阻(7)的輸入端引腳， 另外一組兩孔以覆銅導(dǎo)線相互連通，為輸入端負(fù)極，并連接輸入電纜O)的負(fù)極和負(fù)極降壓電阻(5)的輸入端引腳；所述輸出端電路板(6)為單面覆銅印刷電路板，設(shè)有環(huán)形分布的六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)元件引腳孔，其中三孔以覆銅導(dǎo)線相互連通，為輸出端正極，并連接雙向瞬變電壓抑制二極管(8)的中央彎折長(zhǎng)引腳、輸出電纜(3)的正極和輸入端降壓電阻(7)的輸出端引腳，另外一組三孔以覆銅導(dǎo)線互相連通，為輸出端負(fù)極，并連接雙向瞬變電壓抑制二極管 ⑶的外側(cè)短引腳、輸出電纜⑶的負(fù)極和輸出端降壓電阻(5)的輸出端引腳；所述輸入線纜(2)與輸入端電路板電連接，所述輸出電纜(3)與輸出端電路板(6)電連接，輸入線纜( 和輸出電纜C3)均卡緊在所述絕緣封裝外殼兩端的環(huán)形出線卡口上，各元件的引腳和電纜線芯與對(duì)應(yīng)的電路板固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用高速同步高電壓信號(hào)隔離調(diào)理模塊，其特征在于所述輸入線纜(2)和輸出電纜(3)均為帶屏蔽的兩芯絕緣電纜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的通用高速同步高電壓信號(hào)隔離調(diào)理模塊，其特征在于 所述雙向瞬變電壓抑制二極管(8)、輸入端降壓電阻(7)和輸出端降壓電阻(5)的引腳以及輸入線纜(2)和輸出電纜(3)電纜線芯通過(guò)錫焊方式與對(duì)應(yīng)的電路板固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的通用高速同步高電壓信號(hào)隔離調(diào)理模塊，其特征在于所述高壓信號(hào)隔離調(diào)理模塊還包括一塊帶狀絕緣薄膜，所述帶狀絕緣薄膜(9)以迂回的“幾”字型排列結(jié)構(gòu)包覆所述雙向瞬變電壓抑制二極管(8)、正極降壓電阻(7)和負(fù)極降壓電阻(5) 的元件及各部分引腳。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種通用高速同步高電壓信號(hào)隔離調(diào)理模塊，包括一個(gè)膠囊形的絕緣封裝外殼、輸入線纜和輸出電纜，以及絕緣封裝于所述外殼內(nèi)的兩塊圓形電路板、一個(gè)雙向TVS二極管、輸入端降壓電阻和輸出端降壓電阻；所述輸入線纜和輸出電纜由所述外殼的兩端出線；所述輸入端電路板和輸出端電路板與外殼中心線垂直放置于絕緣封裝外殼內(nèi)的兩端；所述輸入端降壓電阻、輸出端降壓電阻和雙向TVS二極管與外殼中心線平行放置于外殼內(nèi)的中部，并分別電連接于兩端的輸入端電路板和輸出端電路板；所述輸入線纜和輸出電纜分別與輸入端電路板和輸出端電路板電連接。該高電壓信號(hào)隔離調(diào)理模塊具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)需外部電源、高實(shí)時(shí)同步性、高穩(wěn)定性、高精度的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R15/14GK201993411SQ20112001817
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月20日
發(fā)明者劉石, 肖小清, 譚金 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院