一种多路同步隔离互锁保护电路的制作方法

1.本实用新型涉及微波发生器技术领域，尤其涉及一种多路同步隔离互锁保护电路。


背景技术：

2.微波发生器应用于物料干燥、解冻、污水处理、烧结、人工合成金刚石等行业，由微波发生器电源、磁控管、微波元件及反应腔体组成。其中微波发生器电源为磁控管供电设备，而磁控管按微波输出功率等级分为多种，3kw以上可视为大功率，如6kw、10kw、15kw。
3.工业微波应用在实现微波大功率输出时，通常运用多台小功率微波发生器实现，每台微波发生器配套一台微波电源，在高端应用时，如其中一台微波电源出现异常工作情况，需对所有电源同步关机，以保证负载不损坏。
4.国内外传统控制保护大多数为隔离采样后的直接保护，或对多个所需保护点进行采样比较后的锁定，在多台电源同步工作时，无法做到系统性的同步保护关机。


技术实现要素：

5.本实用新型目的在于提供一种多路同步隔离互锁保护电路，实现多路电源同步关机的功能，以保证负载不损坏。
6.为实现上述目的，本实用新型提供一种多路同步隔离互锁保护电路，包括采样保护点、电压比较器、触发器和光耦合器，
7.多个采样保护点组成或门电路与触发器连接，所述采样保护点包括采样隔离模块和电压比较器，所述采样隔离模块用于电压的采集和隔离，所述采样隔离模块的输出端与所述电压比较器的输入端连接，所述电压比较器设有基准电压，所述电压比较器用于比较采样隔离模块传输的采样电压与基准电压，并输出比较结果后的输出电压；
8.所述电压比较器的输出端与所述触发器的输入端连接，所述触发器接收所述电压比较器的输出电压，所述触发器根据所述电压比较器的输出电压改变自身输出状态并锁定电平，所述触发器的输出端与光耦合器的输入端连接，所述光耦合器接收所述触发器的输出电压。
9.进一步的，所述采样隔离模块的正、负极输入端分别连接采样点的正负极输出端，所述采样隔离模块的负极输出端与接地线连接，所述采样隔离模块的正极输出端与所述电压比较器的正极输入端连接。
10.进一步的，所述电压比较器的负极输入端连接有两个并联的分压电阻，所述电压比较器通过两个分压电阻设置的基准电压与所述采样隔离模块传输的采样电压相比较。
11.进一步的，所述两个分压电阻包括分压电阻一和分压电阻二，所述分压电阻一一端与正极固定电压连接，所述分压电阻二一端与接地线连接；所述分压电阻一的另一端和所述分压电阻二的另一端并联后，连接所述电压比较器的负极输入端。
12.进一步的，若所述采样电压上升达到所述电压比较器预设的基准电压保护点时，
所述电压比较器的输出电压由低至高翻转并输出高电平电压，所述电压比较器输出端将高电平电压传输至触发器输入端；
13.所述触发器接收到高电平电压并由高至低翻转，所述触发器触发存储锁定电平，所述触发器的输出端将翻转后的低电平电压输出至光耦合器输入端；
14.所述光耦合器接收到低电平电压的电流不足以使其发光二极管导通，所述光耦合器的输出信号失真，所述光耦合器的输出端将所述采样保护点对应的电源使能切断。
15.进一步的，所述电压比较器的输出端连接有二极管，所述多个采样保护点通过各自的二极管组成或门电路与触发器的输入端连接。
16.进一步的，所述触发器的输出端与所述光耦合器的输入端连接，所述光耦合器包括多个光耦串联，每个所述光耦的输出端均连接有电源使能，每个所电源使能均对应相应的所述采样保护点。
17.进一步的，所述触发器输出端与所述光耦合器的输入端之间设有保护电阻一。
18.进一步的，所述采样点的正极输出端与保护电阻二连接，所述采样点的负极输出端与所述正极输出端之间通过保护电阻三并联连接。
19.本实用新型的技术效果和优点：
20.因每路电源为独立输入与输出回路，避免各电源输出回路共地出现分流串电现象，保证电源及系统工作的稳定性，对每路电源输出电压、输出电流等信号隔离采样，并送至控制保护电路实现比较判断。
21.若电路中有任意一个采样保护点的采样电压上升达到电压比较器预设的基准电压保护点时，该采样保护点的电压比较器的输出电压由低至高翻转并输出高电平电压，电压比较器输出端将高电平电压传输至触发器的输入端。触发器接收到高电平电压并由高至低翻转，促使触发器触发存储锁定电平，触发器的输出端将翻转后的低电平电压输出至光耦合器的输入端。光耦合器接收到的低电平电压的电流不足以使其发光二极管导通，光耦合器的输出信号就会失真，光耦合器的输入端关闭，光耦合器的输出端将同步切断所有采样保护点对应的电源使能。由此可见本实用新型的提供的多路同步隔离互锁保护电路可以同时关闭多组电源使能的信号，实现多路电源的同步关机。
22.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
23.图1为本实用新型实施例中的一种多路同步隔离互锁保护电路的电路原理示意图；
24.图2为本实用新型实施例中的采样保护点的电路原理示意图；
25.图3为本实用新型实施例中的触发器和光耦合器的电路原理示意图。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的
实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.因每路电源为独立输入与输出回路，避免各电源输出回路共地出现分流串电现象，保证电源及系统工作的稳定性，对每路电源输出电压、输出电流等信号隔离采样，并送至控制保护电路实现比较判断。
28.为解决现有技术的不足，本实用新型公开了一种多路同步隔离互锁保护电路，如图1所示，包括采样保护点、电压比较器、触发器和光耦合器。
29.多个采样保护点组成或门电路与触发器连接，其中，如图2所示，采样保护点1包括采样隔离模块e1-1和电压比较器n1-1，采样隔离模块e1-1用于电压的采集和隔离，采样隔离模块e1-1的输出端out+与电压比较器n1-1的输入端引脚2连接，电压比较器n1-1设有基准电压，电压比较器n1-1用于比较采样隔离模块e1-1传输的采样电压与基准电压并输出比较结果后的输出电压；
30.电压比较器n1-1的输出端out与触发器d1a的输入端s连接，触发器d1a接收所述电压比较器n1-1的输出电压，触发器d1a根据电压比较器n1-1的输出电压改变自身输出状态并锁定电平，触发器d1a的输出端与光耦合器v2的输入端引脚1连接，光耦合器v2接收所述触发器d1a的输出电压，光耦合器v2根据接收到的触发器d1a的输出电压的大小决定能否使发光二极管导通。
31.具体为，采样隔离模块e1-1包括18个引脚，采样隔离模块e1-1引脚1为输出端out+，采样隔离模块e1-1引脚1为输出端out-，采样隔离模块e1-1引脚3为sg，采样隔离模块e1-1引脚8为负极输入端in-，采样隔离模块e1-1引脚9为正极输入端in+，采样隔离模块e1-1引脚10为po+，采样隔离模块e1-1引脚11为po-，采样隔离模块e1-1引脚15为zr，采样隔离模块e1-1引脚16为sz，采样隔离模块e1-1引脚17为pin+，采样隔离模块e1-1引脚18为pin-。
32.采样隔离模块e1-1的正极输入端in+、负极输入端in-分别连接采样点的正负极输出端，其中，采样点的正极输出端与保护电阻二r1-1连接，所述采样点的负极输出端与所述正极输出端之间通过保护电阻三r2-1并联连接。
33.采样隔离模块e1-1的负极输出端out-与接地线gnd连接，采样隔离模块e1-1的pin+引脚18连接正极12v电压，采样隔离模块e1-1的正极输出端out+与电压比较器n1-1的正极输入端引脚2连接。
34.电压比较器n1-1包括8个引脚，电压比较器n1-1引脚1为gnd端，电压比较器n1-1引脚2为正极输入端，电压比较器n1-1引脚3为负极输入端，电压比较器n1-1引脚4为电源负极v-，电压比较器n1-1引脚5为bal，电压比较器n1-1引脚6为ba/stro，电压比较器n1-1引脚7为输出端，电压比较器n1-1引脚8为电源正极v+。
35.电压比较器n1-1的负极输入端引脚3连接有两个并联的分压电阻，电压比较器n1-1通过两个分压电阻设置的基准电压与采样隔离模块e1-1传输的采样电压相比较。其中，两个分压电阻包括分压电阻一r3-1和分压电阻二r4-1，分压电阻一r3-1一端连接有正极15v固定电压，所述分压电阻二r3-1一端与接地线gnd连接；分压电阻一r3-1的另一端和所述分压电阻二r4-1的另一端并联后连接电压比较器n1-1的负极输入端引脚3。
36.电压比较器n1-1的电源正极v+连接有正极15v固定电压，电压比较器n1-1的电源负极v-连接有负极15v固定电压，电源正极v+与电源负极v-达到平衡电压的作用。电压比较
器n1-1的引脚gnd连接有接地线gnd，电压比较器n1-1的输出端out与触发器d1a的输入端s之间通过二极管v1-1单向导通连接。其中，电源正极v+连接的正极15v固定电压与二极管v1-1之间设有电阻r5-1。
37.采样保护点2包括采样隔离模块e1-2和电压比较器n1-2，采样隔离模块e1-2用于电压的采集和隔离，采样隔离模块e1-2的输出端out+与电压比较器n1-2的输入端引脚2连接，所述电压比较器n1-2设有基准电压，电压比较器n1-2用于比较采样隔离模块e1-2传输的采样电压与基准电压并输出比较结果后的输出电压；
38.电压比较器n1-2的输出端out与其他采样点的电压比较器输出端并联后，再与触发器d1a的输入端s连接，触发器d1a接收到电压比较器n1-2的输出电压，触发器d1a根据电压比较器n1-2的输出电压改变自身输出状态并锁定电平，触发器d1a的输出端q与光耦合器v2的输入端引脚1连接，光耦合器v2接收所述触发器d1a的输出电压，光耦合器v2根据接收到的触发器d1a的输出电压的大小决定能否使发光二极管导通。
39.具体为，采样隔离模块e1-2包括18个引脚，采样隔离模块e1-2引脚1为输出端out+，采样隔离模块e1-2引脚1为输出端out-，采样隔离模块e1-2引脚3为sg，采样隔离模块e1-2引脚8为负极输入端in-，采样隔离模块e1-2引脚9为正极输入端in+，采样隔离模块e1-2引脚10为po+，采样隔离模块e1-2引脚11为po-，采样隔离模块e1-2引脚15为zr，采样隔离模块e1-2引脚16为sz，采样隔离模块e1-2引脚17为pin+，采样隔离模块e1-2引脚18为pin-。
40.采样隔离模块e1-2的正极输入端in+、负极输入端in-分别连接采样点的正负极输出端，其中，采样点的正极输出端与保护电阻二r1-2连接，所述采样点的负极输出端与所述正极输出端之间通过保护电阻三r2-2并联连接。
41.采样隔离模块e1-2的负极输出端out-与接地线gnd连接，采样隔离模块e1-2的pin+引脚18连接正极12v电压，采样隔离模块e1-2的正极输出端out+与电压比较器n1-2的正极输入端引脚2连接。
42.电压比较器n1-2包括8个引脚，电压比较器n1-2引脚1为gnd端，电压比较器n1-2引脚2为正极输入端，电压比较器n1-2引脚3为负极输入端，电压比较器n1-2引脚4为电源负极v-，电压比较器n1-2引脚5为bal，电压比较器n1-2引脚6为ba/stro，电压比较器n1-2引脚7为输出端，电压比较器n1-2引脚8为电源正极v+。
43.电压比较器n1-2的负极输入端引脚3连接有两个并联的分压电阻，电压比较器n1-2通过两个分压电阻设置的基准电压与采样隔离模块e1-2传输的采样电压相比较。其中，两个分压电阻包括分压电阻一r3-2和分压电阻二r4-2，分压电阻一r3-2一端连接有正极15v固定电压，所述分压电阻二r3-2一端与接地线gnd连接；分压电阻一r3-2的另一端和所述分压电阻二r4-2的另一端并联后连接电压比较器n1-2的负极输入端引脚3。
44.电压比较器n1-2的电源正极v+连接有正极15v固定电压，电压比较器n1-2的电源负极v-连接有负极15v固定电压，电源正极v+与电源负极v-达到平衡电压的作用。电压比较器n1-2的引脚gnd连接有接地线gnd，电压比较器n1-2的输出端out与触发器d1a的输入端s之间通过二极管v1-2单向导通连接。其中，电源正极v+连接的正极15v固定电压与二极管v1-2之间设有电阻r5-2。
45.如图3所示，触发器d1a包括6个引脚，其中，触发器d1a的引脚2为输出端，触发器d1a的引脚3为c1端，触发器d1a的引脚4为r端，触发器d1a的引脚5为1d端，触发器d1a的引脚
6为s输入端，触发器d1a的引脚7连接有接地线gnd。
46.触发器d1a的引脚5连接有正极15v固定电压，触发器d1a的引脚3连接有接地线gnd，触发器d1a的引脚4连接有reset复位键。触发器d1a的引脚1连接有vdd电源电压，触发器d1a的引脚7连接有接地线gnd，触发器d1a的输出端引脚2连接光耦合器v2的输入端1，触发器d1a的输出端引脚2与光耦合器v2的输入端1之间设有保护电阻一r6用于保护电路。
47.由于多个采样保护点组成或门电路与触发器d1a连接，因此其他采样保护点的电路结构也同样类似于采样保护点1和采样保护点2。
48.光耦合器v2是由4个光耦串联而成，其中触发器d1a的输出端引脚2与光耦合器v2的输入端正极引脚1连接，光耦合器v2的负极引脚2与光耦合器v2的正极引脚3连接，光耦合器v2的负极引脚4与光耦合器v2的正极引脚5连接，光耦合器v2的负极引脚6与光耦合器v2的正极引脚7连接，光耦合器v2的负极引脚8与触发器d1a的引脚7并联后连接接地线gnd。
49.其中，光耦合器v2的发光二极管的正、负极引脚1和2对应着光敏晶体管的发射极15和光敏晶体管的集电极引脚16，也对应着电源使能1；光耦合器v2的发光二极管的正、负极引脚3和4对应着光敏晶体管的发射极13和光敏晶体管的集电极引脚14，也对应着电源使能2；光耦合器v2的发光二极管的正、负极引脚5和6对应着光敏晶体管的发射极11和光敏晶体管的集电极引脚12，也对应着电源使能3；光耦合器v2的发光二极管的正、负极引脚7和8对应着光敏晶体管的发射极9和光敏晶体管的集电极引脚10，也对应着电源使能4。
50.多个采样保护点组成或门电路与触发器连接，若任意一个采样保护点的采样电压上升达到电压比较器预设的基准电压保护点时，该采样保护点的电压比较器的输出电压由低至高翻转并输出高电平电压，电压比较器输出端将高电平电压传输至触发器d1a的输入端。触发器d1a接收到高电平电压并由高至低翻转，促使触发器d1a触发存储锁定电平，触发器d1a的输出端将翻转后的低电平电压输出至光耦合器v2的输入端。
51.光耦合器v2接收到的低电平电压的电流不足以使其发光二极管导通，因此光耦合器v2的输出信号就会失真，且光耦合器v2的输入端关闭，光耦合器v2的输出端将同步切断所有采样保护点对应的电源使能。由此可见本实用新型的提供的多路同步隔离互锁保护电路可以同时关闭多组电源使能的信号，实现多路电源的同步关机。
52.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。