一种带防雷功能的数字模块的制作方法

本实用新型属于电子设备领域，具体涉及一种带防雷功能的数字模块。

背景技术：

目前称重系统中都包括称重显示器、数字模块、传感器、称台等，称台连接传感器，传感器连接数字模块，数字模块连接称重显示器。当砝码加载到称台上时，传感器根据砝码重量的大小按比例输出相应的毫伏模拟信号，毫伏模拟信号经过数字模块，数字模块将毫伏模拟信号进行由模拟信号到数字信号的转换，然后数字模块将转换后的数字信号进行处理，最后输出给称重显示器进行显示。

不过由于雷击或者操作不当等会产生雷击浪涌信号，雷击浪涌信号对设备系统产生非常大的影响甚至损坏设备。雷击浪涌信号通过称重显示器到数字模块和传感器，从而导致数字模块和传感器都被损坏。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的以上技术缺陷提供了一种带防雷功能的数字模块，通过防雷模块将雷击浪涌信号进行处理，防止数字模块被损坏，保护了数字模块。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种带防雷功能的数字模块，包括中央处理器CPU1、A/D转换子模块2、保护子模块3和通信接口4，所述通信接口4、中央处理器CPU1、A/D转换子模块2、保护子模块3依次连接；优选地，还包括防雷子模块5，所述防雷子模块5与所述通信接口4连接。

优选地，所述防雷子模块5包括信号防雷电路与电源防雷电路，所述信号防雷电路与电源防雷电路分别与通信接口4连接。

优选地，所述信号防雷电路包括第一放电管GDT1、瞬变抑制二极管TVS和第一熔断器RFU；所述第一放电管GDT与所述瞬变抑制二极管TVS并联，所述第一熔断器RFU与所述第一放电管GDT、瞬变抑制二极管TVS串联；所述第一放电管GDT1接地。

优选地，所述瞬变抑制二极管TVS包括第一瞬变抑制二极管TVS1、第二瞬变抑制二极管TVS2和第三瞬变抑制二极管TVS3；所述第一瞬变抑制二极管TVS1与所述瞬变抑制二极管TVS并联，所述第二瞬变抑制二极管TVS2、第三瞬变抑制二极管TVS3串联后与放电管GDT1并联；所述第二瞬变抑制二极管TVS2、第三瞬变抑制二极管TVS3共地。

优选地，所述第一熔断器RFU为自恢复保险丝，所述自恢复保险丝包括自恢复保险丝RFU101和自恢复保险丝RFU102。

优选地，所述电源防雷电路包括第二放电管GDT2、第四瞬变抑制二极管TVS4和第二熔断器RFU；所述第二放电管GDT2与所述第四瞬变抑制二极管TVS4并联，所述第二熔断器RFU与所述第二放电管GDT2、第四瞬变抑制二极管TVS4串联；所述第二放电管GDT2接地。

优选地，所述第二熔断器RFU为自恢复保险丝，所述自恢复保险丝包括自恢复保险丝RFU201和自恢复保险丝RFU202。

与现有技术相比，本实用新型带防雷功能的数字模块至少具有以下优点：

本实用新型设置有防雷模块，当雷击浪涌信号通过的时候，防雷模块将雷击浪涌信号进行处理，然后再将正常的信号进行传输，保证了整个设备系统的安全。

附图说明

图1为带防雷功能的数字模块的结构示意图；

图2为带防雷功能的数字模块中防雷子模块的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

结合图1对本实用新型进行说明。如图1所示，为带防雷功能的数字模块的结构示意图，包括CPU1、A/D转换子模块2、保护子模块3、通信接口4和防雷子模块5。其中：

通信接口4、A/D转换子模块2分别与CPU1通信连接，保护子模块3与A/D转换子模块连接，防雷子模块5与通信接口4连接；外界模拟信号经过保护子模块3将信号发送至A/D转化子模块2，A/D转化子模块2将接收到的模拟信号进行转化，转化为数字信号；然后A/D转化子模块2将转化后的数字信号通过通信接口4发送至防雷子模块5，防雷子模块5连接外部设备进行输出。

CPU1用来控制整个信号调节器，接收A/D转换子模块2的信号和通过通信接口4将信号发送至防雷子模块5。

通信接口4包括RS485接口，用来传输数据；CPU1通过通信接口4将信号发出至防雷子模块5。

A/D转换子模块2包括若干个A/D转换器；A/D转换器将接收到的模拟信号转化为数字信号，便于观察和调节。

保护子模块3用来保护信号调节器，当传感器损坏等出现故障时，为了避免传感器短路引起信号调整器被烧坏的情况，保护子模块3就起到了相应的作用；保护子模块3包括若干个贴片电阻，如果在传感器短路的情况下，贴片电阻将分担相应的电压，避免信号调节器被烧坏。

每个A/D转换器连接一个贴片电阻，然后贴片电阻再和外界的传感器连接，A/D转换器、贴片电阻和传感器依次连接。贴片电阻用来保护信号调节器；只要有其中一个传感器出现故障(尤其是短路)就可能会将整个信号调整器烧坏，所以每个A/D转换器和外界的传感器之间都要连接一个贴片电阻(保护子模块)。

如图2所示，为带防雷功能的数字模块中防雷子模块5的电路原理图，包括信号防雷电路和电源防雷电路，信号防雷电路和电源防雷电路分别与通信接口连接(图中未示)。信号防雷电路在信号传输中用来保护信号电路，电源防雷电路用来保护电源电路。信号防雷电路包括第一放电管GDT1、瞬变抑制二极管TVS和第一熔断器RFU，第一放电管GDT与瞬变抑制二极管TVS并联，第一熔断器RFU与第一放电管GDT、瞬变抑制二极管TVS串联；第一放电管GDT1接地。放电管GDT1具有载流能力大、响应时间快、成本低、寿命长等特点，用来吸收超过规定的电压(过高压)，从而保护电路；瞬变抑制二极管TVS是一种高性能的保护器件,当TVS二极管承受高瞬态能量冲击,它能以微秒的速度吸收浪涌电流、电压，从而保护电器设备。TVS管有体积小、反应时间快等特点。瞬变抑制二极管TVS包括第一TVS1、第二TVS2和第三TVS3；第一TVS1与瞬变抑制二极管TVS并联，第二TVS2、第三TVS3串联后与放电管GDT1并联。第一熔断器RFU为自恢复保险丝，自恢复保险丝具有过流过热保护，自动恢复双重功能，自恢复保险丝包括自恢复保险丝RFU101和自恢复保险丝RFU102。

电源防雷电路包括第二放电管GDT2、第四瞬变抑制二极管TVS4和第二熔断器RFU；第二放电管GDT2与第四瞬变抑制二极管TVS并联，第二熔断器RFU与第二放电管GDT2、第四瞬变抑制二极管TVS串联；第二放电管GDT2接地。第二熔断器为自恢复保险丝，自恢复保险丝包括自恢复保险丝RFU201和自恢复保险丝RFU202。

A、B连接外接设备(称重显示器，图中未示)，如果雷击浪涌信号从称重显示器到数字模块然后再到传感器，第一放电管GDT1将吸收电压、电流；第一放电管GDT1连接地，将会向地释放电能；然后再经过第一瞬变抑制二极管TVS1、第二瞬变抑制二极管TVS2、第三瞬变抑制二极管TVS3，第二TVS2、第三TVS3共地，电压差超过规定值后将开始工作。如果电路中电流较大的话，自恢复保险丝RFU101和RFU102开始工作，消耗电能，直到符合规定值后才能经过RS485_A和RS485_B输出给通信接口4，然后安全通过数字模块。

B、VCC、VSS连接外接设备(称重显示器，图中未示)，如果雷击浪涌信号从称重显示器到数字模块然后再到传感器，第二放电管GDT2将吸收电压、电流；第二放电管GDT2连接地，将会向地释放电能；然后再经过第四瞬变抑制二极管TVS4；如果电路中电流较大的话，自恢复保险丝RFU201和RFU202开始工作，消耗电能，直到符合规定值后才能经过VDD和GND输出给通信接口4，然后安全通过数字模块。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。