专利名称：一种抗电磁干扰型隔离端子的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种隔离端子，尤其涉及一种将电路板垂直拼接， 并使用平板式变压器作为信号隔离部件，从而具有较强抗电磁干扰能 力的隔离端子，属于测试仪器仪表技术领域。
背景技术：
隔离端子也称为模拟信号隔离器或者信号隔离放大器。它是安装 在工业生产过程中进行信号处理的中心计算机和分布在生产现场的设 备、仪表、传感器之间的装置，具有将现场采集信号进行电气隔离、 放大、线性化、设置报警、安全保护等方面的作用。
隔离端子所要隔离的输入信号包括电压信号、电流信号、各种 变送器信号、表征温度的热电阻信号、表征温度的热电偶信号、开关 量信号等。
隔离端子大多使用在工业生产的现场中，工作环境比较恶劣，尤 其是电磁干扰几乎是无法避免的。这种电磁干扰会使隔离端子处于不 正常的工作状态。为了解决这一问题，隔离端子必须满足两个基本要 求第一是解决各种设备、仪表"地"之间的差，即信号参考点的电 位差；第二是具有较强的电磁兼容(Electro Magnetic Compatibility, 简写为EMC)能力。
国际电工委员会发布的IEC61000-4-3标准，其中规定了被测试件 受空间射频电磁场辐射抗扰度的试验条件。这个标准规定在工业环境 中电磁场强定为10V/M。按照电磁兼容的国际标准，要求隔离端子做 到在电磁干扰环境中能正常工作，无性能降低或故障，保证精确度、 稳定性等参数变化在规定范围内。同时隔离端子作为电磁骚扰源而产 生的电磁强度也要控制在规定范围内，减弱它对环境的电磁污染。
人们针对电磁兼容问题进行了大量的研究，提出了很多抗电磁干 扰的技术措施。但是在现有技术中，可以借鉴的文献研究大多局限于 针对使用一块印刷电路板，即有关产品均是将元器件安装在一块印刷 电路板上的情况。经过实践证明，这种设计方案并不能从根本上提高隔离端子的电磁兼容能力。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种抗电磁干扰型隔离 端子。该隔离端子创造性地使用两块垂直拼接的印刷电路板，并使用 平板式变压器作为信号隔离部件，可以有效提高抗电磁干扰的能力。
为实现上述的目的，本实用新型采用下述的技术方案
一种抗电磁干扰型隔离端子，其特征在于-
所述抗电磁干扰型隔离端子包括主电路板和端子接口板，所述主 电路板垂直插接在所述端子接口板之上；
所述主电路板上包括信号输入、信号输出和电源模块三部分，三 部分之间由壕沟进行隔离。
其中，所述壕沟不间断地通到所述主电路板与所述端子接口板的 连接端，在所述壕沟上不布置走线。
所述电源模块中包括电源变压器，所述电源变压器位于所述主电 路板的一隅。
所述主电路板上还具有作为信号输入、信号输出和电源模块三部
分之间信号通路的隔离变压器。
所述电源变压器和所述隔离变压器为平板式变压器。 本实用新型所提供的隔离端子采用新颖巧妙的电路板结构设计，
并使用了平板式变压器作为电源和信号隔离元件，不仅可以满足空间
射频调幅电磁场对电磁兼容能力的要求，并且有利于充分利用产品内
部空间，使产品体积小型化。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的说明。
图1为本隔离端子内部的印刷电路板的组装示意图； 图2为本隔离端子中的主电路板的布局示意图； 图3是传统隔离端子中采用漆包线绕制的变压器的示意图； 图4为本隔离端子中使用的平板式变压器的示意图。
具体实施方式
如图1所示，本隔离端子内部的印刷电路板分为两块，其中一块 印刷电路板垂直插接在另外一块印刷电路板之上。在图1中，垂直放置的印刷电路板是主电路板，水平放置的印刷电路板是端子接口板。 在本隔离端子中，将传统的单电路板修改为相互垂直的双电路板，不 仅有效提高了抗电磁干扰的能力，而且有利于充分利用隔离端子内部 的空间，使产品体积小型化。
如图2所示，主电路板上的电路分为信号输入、信号输出和电源 模块三个部分。这三个部分的具体电路可以采用现有的成熟设计方案， 在此就不详细赘述了。与现有产品所不同的是，在主电路板上按照输 入、输出的"地"的不同划分隔离功能区域，设置专门的壕沟作为各 个隔离功能区域的分界，并使壕沟不间断地一直通到相互垂直的二块 印刷电路板的连接端。在壕沟上不布置任何的走线。
在本隔离端子中，电源模块将外部的24VDC隔离分为二组相互隔 离的电源，分别给信号输入部分和信号输出部分供电。电源变压器摆 放在右上角一隅，以便使干扰源处于电路板的一隅。信号输入部分的 作用在于接收外来信号并进行放大、线性化等处理之后经过隔离变压 器传到信号输出部分。信号输出部分将信号输入部分传过来的信号变 换为标准信号传输到下一级仪表接口 。隔离变压器作为三个部分之间 的信号通路，使信号输入、信号输出和电源模块之间在电气上相互隔 离，即这三个部分没有电气上的共同"地"参考点。这样可以有效解 决信号参考点的电位差问题。
在生产过程中，本隔离端子需多次对其中使用的电源变压器和隔 离变压器进行隔离强度检测，以保证信号隔离的强度。在传统隔离端 子中，电源变压器和隔离变压器大多采用如图3所示的由漆包线绕制 的变压器。这种绕制过程耗时费工，而且存在手工绕制的圈数误差及 绕制导线松紧的人为差别，会导致产品的不一致性。
为了解决这一问题，本隔离端子采用了如图4所示的平板式变压 器。平板式变压器采用铜箔导线作为绕组导线，用印刷方法将铜箔导 线组成的线圈印制到印刷电路板上，具有低漏磁、低扰度的优点。关 于平板式变压器的进一步说明，可以参阅叶虹和叶治政发表在《电源 技术应用》2000年第3巻第8期上的论文《高频平板变压器的原理与 设计》，在此就不赘述了。
在本隔离端子中，用于电源转换隔离的电源变压器和用于输入输出信号隔离的隔离变压器以布置在印刷电路板板面上的铜箔导线作为 变压器初级、次级的绕组，以铜箔导线的印刷圈数作为初级、次级的 匝数以实现隔离前后的电压比。铜箔导线以圆弧作为导线转向形式。 在安置初级和次级的铜箔导线的印刷板面之间设置作为屏蔽层的铜箔 层，以实现电源电压变换和信号隔离传送。
上述基于平板式变压器的技术方案可以使产品参数一致性增强并 使产品参数可控度提高，接近自动化批量生产的条件，并有助于使隔
离端子达到电磁兼容的射频电磁场辐射抗扰度的试验IEC61000-4-3 标准，同时还有效克服了传统漆包线绕制的变压器所存在的产品参数 离散度大、参数可控难度大、体积难以减小的缺点。
以上对本实用新型所提供的抗电磁干扰型隔离端子进行了详细的 说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本实用新型实质精神 的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本实用新型专 利权的侵犯，将承担相应的法律责任。
权利要求1.一种抗电磁干扰型隔离端子，其特征在于所述抗电磁干扰型隔离端子包括主电路板和端子接口板，所述主电路板垂直插接在所述端子接口板之上；所述主电路板上包括信号输入、信号输出和电源模块三部分，三部分之间由壕沟进行隔离。
2. 如权利要求1所述的抗电磁干扰型隔离端子，其特征在于所述壕沟不间断地通到所述主电路板与所述端子接口板的连接端。
3. 如权利要求1所述的抗电磁干扰型隔离端子，其特征在于-在所述壕沟上不布置走线。
4. 如权利要求1所述的抗电磁干扰型隔离端子，其特征在于-所述电源模块中包括电源变压器，所述电源变压器位于所述主电路板的一隅。
5. 如权利要求1所述的抗电磁干扰型隔离端子，其特征在于 所述主电路板上还具有作为信号输入、信号输出和电源模块三部分之间信号通路的隔离变压器。
6. 如权利要求4或5所述的抗电磁干扰型隔离端子，其特征在于 所述电源变压器和所述隔离变压器为平板式变压器。
专利摘要本实用新型公开了一种抗电磁干扰的隔离端子。该隔离端子包括主电路板和端子接口板，主电路板垂直插接在端子接口板之上；并使用低漏磁、低扰度的平板式变压器作为信号隔离部件。主电路板上包括信号输入、信号输出和电源模块三部分，三部分之间由壕沟进行隔离，壕沟不间断一直通到端子接口板上，壕沟上不布置走线。本隔离端子采用新颖巧妙的电路板结构设计，能够满足空间射频调幅电磁场对电磁兼容能力的要求，并且有利于充分利用产品内部空间，使产品体积小型化。
文档编号G01R15/14GK201421474SQ20092010846
公开日2010年3月10日 申请日期2009年6月5日 优先权日2009年6月5日
发明者平 张, 朱爱松, 翔 谢 申请人:北京维盛新仪科技有限公司