一种AIAO隔离电路的制作方法

一种aiao隔离电路
技术领域
1.本实用新型涉及信号传输领域，特别涉及一种aiao隔离电路。


背景技术：

2.一般控制电路的电压都是低电压，但外接设备往往是比较复杂的，电压较高，且带有较大干扰，所以通常不管是在输入端还是输出端，都需要加一些隔离电路，防止外界的尖峰脉冲信号毁坏控制电路。常见的ai隔离电路是采用光耦隔离，光耦隔离电路就是利用发光二极管和光电三极管结合，通过电
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光
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电的转换，使输入和输出之间没有电信号的直接连接，从而起到电路隔离，屏蔽干扰的作用。
3.模拟信号隔离是工业控制、plc、电机驱动等领域的常用技术，常规的解决方案是采用线性光耦，该方案的缺点是精度不高，输出值与输入值的线性不佳，同时只对信号部分进行了隔离，可靠性不佳。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种aiao 隔离电路，采用的方案是apc芯片和pac芯片组合，用光耦作为隔离媒介实现ai信号或ao信号的隔离，该方案精度高，可靠性高。
5.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
6.一种aiao隔离电路，应用于主控芯片与ai接口、ao接口之间，包括ai隔离电路和ao隔离电路，所述ai隔离电路依照模拟信号传输方向依次设置有电阻r323、第一模拟信号转换器芯片、第一光电耦合器、第一pwm信号转换器芯片，所述第一pwm信号转换器芯片输出的模拟信号传输至主控芯片；所述ao隔离电路依照模拟信号传输方向依次设置有电阻r345、运算放大器、第二模拟信号转换器芯片、第二光电耦合器、第二pwm信号转换器芯片，所述第二pwm信号转换器芯片输出的模拟信号传输至ao接口，所述第一模拟信号转换器芯片、第二pwm信号转换器芯片的供电电压均由输入电源经过dc/dc隔离模块隔离后输出提供，所述第一pwm信号转换器芯片、第二模拟信号转换器芯片的供电电压由输入电压提供。
7.进一步优选为，所述电阻r323与第一模拟信号转换器芯片的vin 管脚串联，第一模拟信号转换器芯片的v5v管脚串联电容c313并接地，所述电阻r323与所述vin管脚之间的导线与电容c313接地导线之间并联有电容314和稳压二极管d42，所述稳压二极管d42的正极位于第一模拟信号转换器芯片的v5v管脚一侧；第一模拟信号转换器芯片的pwm管脚通过电阻r418与第一光电耦合器内的发光二极管正极串联，所述第一光电耦合器内的光敏三极管输出端通过电阻r419 与第一pwm信号转换器芯片的pwm管脚串联，所述第一pwm信号转换器芯片的vout管脚上串联有电阻r324，电阻r324另一端通过导线与主控芯片输入端相连，电阻r324与主控芯片输入端之间的导线上并联有电阻r325和电容c317并最终接地。
8.进一步优选为，所述电阻r345与运算放大器的in 管脚串联，所述运算放大器的vo管脚与第二模拟信号转换器芯片的vin管脚相连，所述运算放大器的v 管脚通过导线与输
管脚串联电容c313并接地，电阻r323与第一模拟信号转换器芯片 u104的vin管脚之间的导线上并联有电容314和稳压二极管d42，电容314和稳压二极管d42另一端均与电容c313接地导线相连，稳压二极管d42的正极位于第一模拟信号转换器芯片u104的v5v管脚一侧。
20.第一模拟信号转换器芯片u104的pwm管脚通过电阻r418与第一光电耦合器u128内的发光二极管正极串联，第一光电耦合器u128内的光敏三极管输出端通过电阻r419与第一pwm信号转换器芯片u105 的pwm管脚串联，关于第一光电耦合器u128的其他管脚的连接，具体见图2，此处不具体进行描述。
21.第一pwm信号转换器芯片u105的供电由vcc_sys_12v_e的12v输入电源提供，并且输入电源的正负极两侧并联有电容c319，第一pwm 信号转换器芯片u105的vout管脚上串联有电阻r324，电阻r324另一端通过导线与主控芯片输入端相连，电阻r324与主控芯片输入端之间的导线上并联有电阻r325和电容c317并最终接地，关于第一 pwm信号转换器芯片u105其他管脚的连接具体参考图2的第一pwm 信号转换器芯片u105位置。
22.参照图3和图4所示，ao隔离电路依照模拟信号传输方向依次设置有电阻r345、运算放大器u117、第二模拟信号转换器芯片u115、第二光电耦合器u132、第二pwm信号转换器芯片u116，第二pwm信号转换器芯片u116输出的模拟信号传输至ao接口，在此实施例中，运算放大器u117采用tlv07idr，第二模拟信号转换器芯片u115采用apc芯片gp9301，第二光电耦合器u132采用光耦tlp1788，第二 pwm信号转换器芯片u116采用pac芯片gp8101；ao隔离电路中各器件的参数不具体进行描述，具体的参数配合设置可见图3和图4，现对ao隔离电路的具体架构进行描述。
23.参照图3和图4所示，模拟信号dac_outa串联一个1k的电阻r345 输入到运算放大器u117中，电阻r345与运算放大器u117的in 管脚串联，运算放大器u117的vo管脚与第二模拟信号转换器芯片u115 的vin管脚相连，运算放大器u117的in
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管脚串联电阻r344后接地，运算放大器u117的in
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管脚与电阻r344之间通过导线连接有电阻 r342，电阻r342另一端连接在运算放大器u117的vo管脚的引出导线上。
24.运算放大器u117的v 管脚通过导线与vcc_sys_12v_e的12v输入电源相连、以及连接的导线上连接有电容c344，电容c344另一端接地设置，电容c344与接地之间的导线上并联有电阻r343和电容 c345，电阻r343和电容c345另一端连接在运算放大器的vo管脚与 vin管脚相连的导线上。
25.第二模拟信号转换器芯片u115的pwm管脚通过电阻r426与第二光电耦合器u132内的发光二极管正极串联，第二光电耦合器u132内的光敏三极管输出端通过电阻r437与第二pwm信号转换器芯片u116 的pwm管脚串联，第二pwm信号转换器芯片u116的vout管脚上与 ao接口相连，关于第二光电耦合器u132和第二pwm信号转换器芯片 u116其他管脚的连接形式具体参考图3和图4可知。
26.以上所述仅是本实用新型的示范性实施方式，而非用于限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。


技术特征：
1.一种aiao隔离电路，应用于主控芯片与ai接口、ao接口之间，包括ai隔离电路和ao隔离电路，其特征在于，所述ai隔离电路依照模拟信号传输方向依次设置有电阻r323、第一模拟信号转换器芯片、第一光电耦合器、第一pwm信号转换器芯片，所述第一pwm信号转换器芯片输出的模拟信号传输至主控芯片；所述ao隔离电路依照模拟信号传输方向依次设置有电阻r345、运算放大器、第二模拟信号转换器芯片、第二光电耦合器、第二pwm信号转换器芯片，所述第二pwm信号转换器芯片输出的模拟信号传输至ao接口，所述第一模拟信号转换器芯片、第二pwm信号转换器芯片的供电电压均由输入电源经过dc/dc隔离模块隔离后输出提供，所述第一pwm信号转换器芯片、第二模拟信号转换器芯片的供电电压由输入电压提供。2.根据权利要求1所述的一种aiao隔离电路，其特征在于，所述电阻r323与第一模拟信号转换器芯片的vin管脚串联，第一模拟信号转换器芯片的v5v管脚串联电容c313并接地，所述电阻r323与所述vin管脚之间的导线与电容c313接地导线之间并联有电容314和稳压二极管d42，所述稳压二极管d42的正极位于第一模拟信号转换器芯片的v5v管脚一侧；第一模拟信号转换器芯片的pwm管脚通过电阻r418与第一光电耦合器内的发光二极管正极串联，所述第一光电耦合器内的光敏三极管输出端通过电阻r419与第一pwm信号转换器芯片的pwm管脚串联，所述第一pwm信号转换器芯片的vout管脚上串联有电阻r324，电阻r324另一端通过导线与主控芯片输入端相连，电阻r324与主控芯片输入端之间的导线上并联有电阻r325和电容c317并最终接地。3.根据权利要求1所述的一种aiao隔离电路，其特征在于，所述电阻r345与运算放大器的in 管脚串联，所述运算放大器的vo管脚与第二模拟信号转换器芯片的vin管脚相连，所述运算放大器的v 管脚通过导线与输入电源相连、以及连接的导线上连接有电容c344，电容c344另一端接地设置，电容c344与接地之间的导线上并联有电阻r343和电容c345，电阻r343和电容c345另一端连接在运算放大器的vo管脚与vin管脚相连的导线上，所述第二模拟信号转换器芯片的pwm管脚通过电阻r426与第二光电耦合器内的发光二极管正极串联，所述第二光电耦合器内的光敏三极管输出端通过电阻r437与第二pwm信号转换器芯片的pwm管脚串联，所述第二pwm信号转换器芯片的vout管脚上与ao接口相连。4.根据权利要求3所述的一种aiao隔离电路，其特征在于，所述运算放大器的in
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管脚串联电阻r344后接地，运算放大器的in
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管脚与电阻r344之间通过导线连接有电阻r342，电阻r342另一端连接在运算放大器vo管脚的引出导线上。

技术总结
本实用新型公开了一种AIAO隔离电路，应用于主控芯片与AI接口、AO接口之间，包括AI隔离电路和AO隔离电路，AI隔离电路依照模拟信号传输方向依次设置有电阻R323、第一模拟信号转换器芯片、第一光电耦合器、第一PWM信号转换器芯片，第一PWM信号转换器芯片输出的模拟信号传输至主控芯片；AO隔离电路依照模拟信号传输方向依次设置有电阻R345、运算放大器、第二模拟信号转换器芯片、第二光电耦合器、第二PWM信号转换器芯片，第一模拟信号转换器芯片、第二PWM信号转换器芯片的供电电压均由输入电源经过DC/DC隔离模块输出提供，第一PWM信号转换器芯片、第二模拟信号转换器芯片的供电电压由输入电压提供。电压提供。电压提供。


技术研发人员：谭代英 陈仲涛
受保护的技术使用者：杭州紫宏电子科技有限公司
技术研发日：2021.01.29
技术公布日：2021/10/15