隔离装置及测试系统的制作方法

1.本实用新型涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种隔离装置及测试系统。


背景技术：

2.随着用户对家电功能多样化、智能化需求的增长，显示屏在家电领域得到了广泛的应用，为了验证显示屏的性能参数，在设计生产阶段，需要对显示屏进行测试。
3.目前，显示屏性能测试主要通过对显示屏的主控电路板进行测试完成，在主控电路板的测试过程中，需要采用13v电压对主控电路板进行供电，同时与主控电路板进行通信信号传输，并对通信信号进行隔离，但是，目前市面上的通信隔离芯片的供电电压通常为5v，无法直接对主控电路板进行供电，需要设置独立电源模块对主控电路板进行供电，增加生产成本，通信隔离芯片的供电电路不设置隔离功能，测试过程中热插拔容易造成芯片击穿，且上电瞬间的峰值电压容易损坏芯片，存在安全隐患。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种隔离装置，同时对供电和通信进行隔离，解决了测试系统隔离设置不全面引起的安全性低、生产成本高的问题，降低故障率。
5.第一方面，本实用新型实施例提供了一种隔离装置，包括：电源隔离单元、输入侧调压单元、输出侧调压单元、通信隔离单元、输入接口和输出接口，所述输入接口用于连接测试上位机，所述输出接口用于连接待测设备；所述电源隔离单元的供电输入侧与所述输入接口电连接，所述电源隔离单元的供电输出侧与所述输入接口电连接，所述供电输入侧与所述供电输出侧的接地端相互独立设置，所述电源隔离单元用于将输入电压转换为输出电压，并将所述输出电压传输至所述待测设备；所述输入侧调压单元的输入端与所述供电输入侧电连接，所述输入侧调压单元的输出端与所述通信隔离单元的第一供电引脚电连接，所述输入侧调压单元用于将所述输入电压转换为稳定的第一预设电压；所述输出侧调压单元的输入端与所述供电输出侧电连接，所述输出侧调压单元的输出端与所述通信隔离单元的第二供电引脚电连接，所述输出侧调压单元用于将所述输入电压转换为稳定的第二预设电压；所述通信隔离单元的第一通信端与所述输入接口电连接，所述通信隔离单元的第二通信端与所述输出接口电连接，所述通信隔离单元用于对所述第一通信端与所述第二通信端的通信信号进行双向传输，其中，所述第一通信端的通信信号与所述第二通信端的通信信号之间相互隔离。
6.可选地，所述输入接口设有第一电源端子、第一通信接收端子、第一通信发送端子和第一接地端子，所述输出接口设有第二电源端子、第二通信接收端子、第二通信发送端子和第二接地端子；所述电源隔离单元的电压输入端与所述第一电源端子电连接，所述电源隔离单元的输入接地端与所述第一接地端子电连接，所述电源隔离单元的电压输出端与所述第二电源端子电连接，所述电源隔离单元的输出接地端与所述第二接地端子电连接；所述通信隔离单元的第一通信端与所述第一通信接收端子及所述第一通信发送端子电连接，
所述通信隔离单元的第二通信端与所述第二通信接收端子及所述第二通信发送端子电连接，所述通信隔离单元的输入接地引脚与所述第一接地端子电连接，所述通信隔离单元的输出接地引脚与所述第二接地端子电连接。
7.可选地，所述通信隔离单元包括：通信隔离芯片、第一电容和第二电容，所述第一电容的第一端与所述通信隔离单元的第一供电引脚电连接，所述第一电容的第二端接地；所述第二电容的第一端与所述通信隔离单元的第二供电引脚电连接，所述第二电容的第二端接地。
8.可选地，所述电源隔离单元包括：隔离式dcdc芯片、第一二极管、第一滤波单元、第二二极管和第二滤波单元；所述第一二极管的正极与所述输入接口电连接，所述第一二极管的负极与所述隔离式dcdc芯片的正极输入端电连接；所述第一滤波单元的第一端与所述第一二极管的负极电连接，所述第一滤波单元的第二端与所述隔离式dcdc芯片的负极输入端电连接；所述第二二极管的正极与所述隔离式dcdc芯片的正极输出端电连接，所述第二二极管的负极与所述输出接口电连接；所述第二滤波单元的第一端与所述第二二极管的负极电连接，所述第二滤波单元的第二端与所述隔离式dcdc芯片的负极输出端电连接；所述隔离式dcdc芯片的正极输入端还与所述输入侧调压单元的输入端电连接，所述隔离式dcdc芯片的负极输入端还与所述供电输入侧的接地端电连接，所述隔离式dcdc芯片的负极输出端还与所述供电输出侧的接地端电连接。
9.可选地，所述第一滤波单元包括至少一个第一滤波电容和电解电容，所述第一滤波电容和所述电解电容并联连接；所述第二滤波单元包括至少一个第二滤波电容，所述至少一个第二滤波电容并联连接。
10.可选地，所述输入侧调压单元包括第一调压芯片、第一电阻、第三滤波单元和第四滤波单元，所述第一电阻的第一端通过第一二极管与所述输入接口电连接，所述第一电阻的第二端与所述第一调压芯片的输入端电连接；所述第三滤波单元的第一端与所述第一电阻的第二端电连接，所述第三滤波单元的第二端与所述供电输入侧的接地端电连接；所述第四滤波单元的第一端与所述第一调压芯片的输出端电连接，所述第四滤波单元的第二端与所述供电输入侧的接地端电连接；所述输出侧调压单元包括第二调压芯片、第二电阻、第五滤波单元和第六滤波单元，所述第二电阻的第一端与所述输出接口电连接，所述第二电阻的第二端与所述第二调压芯片的输入端电连接；所述第五滤波单元的第一端与所述第二电阻的第二端电连接，所述第五滤波单元的第二端与所述供电输出侧的接地端电连接；所述第六滤波单元的第一端与所述第二调压芯片的输出端电连接，所述第六滤波单元的第二端与所述供电输出侧的接地端电连接。
11.可选地，所述第一调压芯片和所述第二调压芯片为三端稳压器，所述第一调压芯片的接地端与所述供电输入侧的接地端电连接，所述第二调压芯片的接地端与所述供电输出侧的接地端电连接。
12.可选地，所述隔离装置还包括：印制电路板，所述印制电路板设有预设电路和导电通孔，所述预设电路与所述电源隔离单元、所述输入侧调压单元、所述输出侧调压单元、所述通信隔离单元、所述输入接口及所述输出接口电连接。
13.可选地，所述输入电压的电压值与所述输出电压的电压值相等，所述第一预设电压的电压值与所述第二预设电压的电压值相等。
14.第二方面，本实用新型实施例还提供了一种测试系统，包括上述隔离装置。
15.本实用新型实施例提供的测试系统，设置隔离装置，该隔离装置设置电源隔离单元、输入侧调压单元、输出侧调压单元、通信隔离单元、输入接口和输出接口，通过电源隔离单元将输入电压转换为输出电压，并将输出电压传输至待测设备，输入电压与输出电压的接地端相互独立；通过输入侧调压单元将输入电压转换为稳定的第一预设电压，并通过输出侧调压单元将输入电压转换为稳定的第二预设电压，第一预设电压和第二预设电压分别对通信隔离单元的两个信号处理通道供电；通过通信隔离单元对输入接口与输出接口之间的通信信号进行双向传输及隔离，实现供电和通信同时隔离，解决了测试系统隔离设置不全面引起的安全性低、生产成本高的问题，使用便捷，有利于降低产品故障率，降低生产成本。
附图说明
16.图1是本实用新型实施例一提供的一种隔离装置的结构示意图；
17.图2是本实用新型实施例一提供的一种隔离装置的电路原理图；
18.图3是本实用新型实施例一提供的另一种隔离装置的结构示意图；
19.图4是本实用新型实施例二提供的一种测试系统的结构示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
21.实施例一
22.图1是本实用新型实施例一提供的一种隔离装置的结构示意图，本实施例可适用于在测试过程中对测试上位机与待测设备进行供电和通信双隔离的应用场景，其中，待测设备采用低压进行供电，测试上位机集成设置有供电电源。
23.如图1所示，该隔离装置100包括：电源隔离单元10、输入侧调压单元20、输出侧调压单元30、通信隔离单元40、输入接口jp1和输出接口jp2，输入接口jp1用于连接测试上位机，输出接口jp2用于连接待测设备。
24.在本实施例中，待测设备可为显示器的主控电路板，该主控电路板采用低压直流供电，典型地，该主控电路板的供电电压可为直流13v。
25.继续参考图1所示，电源隔离单元10的供电输入侧与输入接口jp1电连接，电源隔离单元10的供电输出侧与输入接口jp1电连接，电源隔离单元10用于将输入电压vin转换为输出电压vout，并将输出电压vout传输至待测设备，通过供电输出侧的输出电压vout对待测设备供电，供电输入侧的接地端(即输入接地端gnda)与供电输出侧的接地端(即输出接地端gndb)相互独立设置，以使输入电压vin与输出电压vout相互隔离。
26.继续参考图1所示，输入侧调压单元20的输入端与供电输入侧电连接，输入侧调压单元20的输出端与通信隔离单元40的第一供电引脚vdda电连接，输入侧调压单元20用于将输入电压转换为稳定的第一预设电压v1；输出侧调压单元30的输入端与供电输出侧电连接，输出侧调压单元30的输出端与通信隔离单元40的第二供电引脚vddb电连接，输出侧调
压单元30用于将输入电压转换为稳定的第二预设电压v2；通信隔离单元40的第一通信端与输入接口jp1电连接，通信隔离单元40的第二通信端与输出接口jp2电连接，通信隔离单元40用于对第一通信端与第二通信端的通信信号进行双向传输，其中，第一通信端的通信信号与第二通信端的通信信号之间相互隔离。
27.在本实施例中，通信隔离单元40可设置两个相互独立的通信传输通道，通过输入通信传输通道将通信信号由测试上位机传输至待测设备，通过输出通信传输通道将通信信号由待测设备传输至测试上位机，两个通信传输通道电气隔离，采用独立的供电电源进行供电，例如，可通过输入侧调压单元20对输入通信传输通道的器件供电，并通过输出侧调压单元30对输出通信传输通道的器件供电，以使输入接口jp1与输出接口jp2之间的通信信号相互隔离。
28.具体地，在测试过程中，将输入接口jp1与测试上位机通过线缆进行连接，将输出接口jp2与待测设备通过线缆进行连接，测试上位机通过输入接口jp1将输入电压vin传输至电源隔离单元10的供电输入侧，电源隔离单元10对输入电压vin进行隔离转换，得到输出电压vout，输出电压vout通过输出接口jp2传输至待测设备，对待测设备供电。测试上位机还通过输入接口jp1将测试通信信号传输至通信隔离单元40，通信隔离单元40通过输入通信传输通道将测试通信信号通过输出接口发送至待测设备，并接收待测设备发出的反馈通信信号，将反馈通信信号通过输出通信传输通道发送给测试上位机，实现供电和通信同时隔离，解决了测试系统隔离设置不全面引起的安全性低、生产成本高的问题，使用便捷，有利于降低产品故障率，降低生产成本。
29.可选地，输入电压vin的电压值与输出电压vout的电压值相等，第一预设电压v1的电压值与第二预设电压v1的电压值相等。
30.在本实施例中，输入电压vin的电压值等于测试上位机输出的电压值，输出电压vout的电压值等于待测设备的供电电压值，第一预设电压v1的电压值等于通信隔离单元40的一个通信传输通道的供电电压值，第二预设电压v2的电压值等于通信隔离单元40的另一个通信传输通道的供电电压值，将通信隔离单元40的两个通信传输通道设置为相同结构，可保证信号传输的稳定性。
31.示例性地，可设置输入电压vin与输出电压vou的电压值均为直流13v，第一预设电压v1与第二预设电压v1的电压值均为5v，实现供电电压为直流13v的电路的供电和通信全隔离。
32.需要说明的是，电源隔离单元10的输入电压和输出电压的具体数值可根据实际需要进行调整，对此不作限制，有利于实现多供电电压电路的供电和通信全隔离。
33.图2是本实用新型实施例一提供的一种隔离装置的电路原理图。
34.可选地，如图2所示，输入接口jp1设有第一电源端子vha、第一通信接收端子rxa、第一通信发送端子txb和第一接地端子vla，输出接口jp2设有第二电源端子vhb、第二通信接收端子rxb、第二通信发送端子txa和第二接地端子vlb；电源隔离单元10的电压输入端与第一电源端子vha电连接，电源隔离单元10的输入接地端gnda与第一接地端子vla电连接，电源隔离单元10的电压输出端与第二电源端子vhb电连接，电源隔离单元10的输出接地端gndb与第二接地端子vlb电连接；通信隔离单元40的第一通信端与第一通信接收端子rxa及第一通信发送端子txb电连接，通信隔离单元40的第二通信端与第二通信接收端子rxb及第
二通信发送端子txa电连接，通信隔离单元40的输入接地引脚gnd1与第一接地端子vla电连接，通信隔离单元40的输出接地引脚gnd2与第二接地端子vlb电连接。
35.可选地，如图2所示，通信隔离单元40包括：通信隔离芯片u4、第一电容c1和第二电容c2，第一电容c1的第一端与通信隔离单元40的第一供电引脚vdda电连接，第一电容c1的第二端接地；第二电容c2的第一端与通信隔离单元40的第二供电引脚vddb电连接，第二电容c2的第二端接地。
36.结合参考图2所示，通信隔离芯片u4的第一通信端设有第一输入引脚v0a、第一输出引脚vib和输入接地引脚gnd1，第一通信端的第一输入引脚v0a与第一通信接收端子rxa电连接，第一输出引脚vib与第一通信发送端子tx电连接；第一输入引脚v0a用于接收测试上位机发出的通信信号，第一输出引脚vib用于对测试上位机发送通信信号，输入接地引脚gnd1与供电输入侧的接地端gnda连接；通信隔离芯片u4的第二通信端设有第二输入引脚v0b、第二输出引脚via和输出接地引脚gnd2，第二输入引脚v0b与第二通信接收端子rxb电连接，第二输出引脚via与第二通信发送端子txa电连接，第二输入引脚v0b用于接收待测设备发出的通信信号，第二输出引脚via用于对待测设备发送通信信号，输出接地引脚gnd2与供电输出侧的接地端gndb连接。
37.在本实施例中，通信隔离芯片u4可为双通道隔离芯片，典型地，通信隔离芯片u4的通信速率可达到20mb/s，传输速率快。
38.示例性地，通信隔离芯片u4可采用型号为adum1201的双通道隔离芯片。
39.可选地，如图2所示，电源隔离单元10包括：隔离式dcdc芯片u1、第一二极管d1、第一滤波单元101、第二二极管d2和第二滤波单元102；第一二极管d1的正极与输入接口jp1电连接，第一二极管d1的负极与隔离式dcdc芯片u1的正极输入端vi+电连接；第一滤波单元101的第一端与第一二极管d1的负极电连接，第一滤波单元101的第二端与隔离式dcdc芯片u1的负极输入端vi
‑
电连接；第二二极管d2的正极与隔离式dcdc芯片u1的正极输出端vo+电连接，第二二极管d2的负极与输出接口jp2电连接；第二滤波单元102的第一端与第二二极管d2的负极电连接，第二滤波单元102的第二端与隔离式dcdc芯片u1的负极输出端vo
‑
电连接；隔离式dcdc芯片u1的正极输入端vi+还与输入侧调压单元20的输入端电连接，隔离式dcdc芯片u1的负极输入端vi
‑
还与供电输入侧的接地端(即输入接地端gnda)电连接，隔离式dcdc芯片u1的负极输出端vo
‑
还与供电输出侧的接地端(即输出接地端gndb)电连接。
40.可选地，第一滤波单元101包括至少一个第一滤波电容和电解电容，第一滤波电容和电解电容并联连接；第二滤波单元102包括至少一个第二滤波电容，至少一个第二滤波电容并联连接。
41.示例性地，第一滤波单元101可包括并联连接的容量为60uf耐压值为50v的电解电容及容量为10uf的电容(即标称106的瓷片电容)，第二滤波单元102可包括并联连接的容量为10uf的电容(即标称106的瓷片电容)和容量为1uf的电容(即标称105的瓷片电容)。
42.可选地，输入侧调压单元20包括第一调压芯片u2、第一电阻r1、第三滤波单元201和第四滤波单元202，第一电阻r1的第一端通过第一二极管d1与输入接口jp1电连接，第一电阻r1的第二端与第一调压芯片u2的输入端i电连接；第三滤波单元201的第一端与第一电阻r1的第二端电连接，第三滤波单元201的第二端与供电输入侧的接地端(即输入接地端gnda)电连接；第四滤波单元202的第一端与第一调压芯片u2的输出端o电连接，第四滤波单
元102的第二端与供电输入侧的接地端(即输入接地端gnda)电连接；输出侧调压单元30包括第二调压芯片u3、第二电阻r2、第五滤波单元301和第六滤波单元302，第二电阻r2的第一端与输出接口jp2电连接，第二电阻r2的第二端与第二调压芯片u3的输入端i＇电连接；第五滤波单元301的第一端与第二电阻r2的第二端电连接，第五滤波单元301的第二端与供电输出侧的接地端电连接；第六滤波单元302的第一端与第二调压芯片u3的输出端o＇电连接，第六滤波单元302的第二端与供电输出侧的接地端电连接。
43.可选地，第三滤波单元201可包括并联连接的容量为10uf的电容(即标称106的瓷片电容)和容量为1uf的电容(即标称105的瓷片电容)；第四滤波单元202可包括容量为0.1uf的电容(即标称104的瓷片电容)。
44.可选地，第五滤波单元301可包括并联连接的容量为10uf的电容(即标称106的瓷片电容)和容量为1uf的电容(即标称105的瓷片电容)；第六滤波单元302可包括容量为0.1uf的电容(即标称104的瓷片电容)。
45.在本实施例中，输入侧调压单元20和输出侧调压单元30采用相同的电路结构，电路中元件的型号和规格设置相同，以使通信隔离芯片u4的第一供电引脚vdda和第二供电引脚vddb得到相同的供电电压，有利于实现输入和输出侧的一致性，避免电压差异产生杂波干扰。
46.可选地，第一调压芯片u2和第二调压芯片u3可为三端稳压器，第一调压芯片u2的接地端g与供电输入侧的接地端(即输入接地端gnda)电连接，第二调压芯片u3的接地端g＇与供电输出侧的接地端(即输出接地端gndb)电连接。
47.示例性地，第一调压芯片u2和第二调压芯片u3可均采用型号为78m05的三端稳压器。
48.图3是本实用新型实施例一提供的另一种隔离装置的结构示意图。
49.可选地，如图3所示，隔离装置100还包括：印制电路板50，印制电路板50设有预设电路和导电通孔，预设电路与电源隔离单元10、输入侧调压单元20、输出侧调压单元30、通信隔离单元40、输入接口jp1及输出接口jp2电连接。
50.在本实施例中，印制电路板50表面设有焊盘或者焊点，电源隔离单元10、输入侧调压单元20、输出侧调压单元30、通信隔离单元40、输入接口jp1及输出接口jp2通过焊盘或者焊点设置于印制电路板50表面，并通过导电通孔与预设电路电连接，电源隔离单元10、输入侧调压单元20、输出侧调压单元30、通信隔离单元40、输入接口jp1及输出接口jp2通过预设电路连接构成通信和供电传输电路结构，该电路结构还可对输入电压进行电压变换处理，实现通信和供电全隔离。
51.可选地，隔离装置100还可设置封装结构，该封装结构对上述隔离装置进行封装，使用便捷。
52.实施例二
53.基于上述实施例，本实用新型实施例二提供了一种测试系统，图4是本实用新型实施例二提供的一种测试系统的结构示意图。
54.如图4所示，该测试系统200包括上述隔离装置100。
55.在本实施例中，该测试系统200可用于对显示器的主控电路板进行测试。
56.本实用新型实施例提供的测试系统，设置隔离装置，该隔离装置设置电源隔离单
元、输入侧调压单元、输出侧调压单元、通信隔离单元、输入接口和输出接口，通过电源隔离单元将输入电压转换为输出电压，并将输出电压传输至待测设备，输入电压与输出电压的接地端相互独立；通过输入侧调压单元将输入电压转换为稳定的第一预设电压，并通过输出侧调压单元将输入电压转换为稳定的第二预设电压，第一预设电压和第二预设电压分别对通信隔离单元的两个信号处理通道供电；通过通信隔离单元对输入接口与输出接口之间的通信信号进行双向传输及隔离，实现供电和通信同时隔离，解决了测试系统隔离设置不全面引起的安全性低、生产成本高的问题，使用便捷，有利于降低产品故障率，降低生产成本。
57.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。