燃气表DC报警器输入接口保护电路的制作方法

燃气表dc报警器输入接口保护电路
技术领域
1.本实用新型属于燃气仪表领域，涉及一种电路，特别涉及dc接口保护电路，适用于燃气仪表的燃气报警器的输入接口保护，提高燃气仪表的可靠性。


背景技术：

2.可燃气体报警器的报警信号输出方式有很多，家用燃气报警器的报警信号输出一般为声光报警和脉冲信号输出。而脉动输出多用于直接控制电磁阀，关闭燃气，由于可燃气体报警的厂家较多，配套的电磁阀的脉冲信号的电压值往往都存在差异，从而导致报警器的输出脉冲信号不同。智能燃气表要想获取燃气报警器的脉冲信号，也就要兼容不同电压值的脉冲信号，并且不对智能燃气表造成损害。燃气表dc报警器输入接口保护电路，即可保证信号的正确输入也不会对仪表造成影响。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是针对兼容不同燃气报警器的脉冲接口以及误接入高压信号比如交流电220v等而不对智能燃气仪表造成损害。针对以上两点的需求以及智能燃气表的低功耗的要求设计本保护电路。
4.燃气表dc报警器输入接口保护电路包括浪涌吸收电路、过压保护电路和隔离及低功耗处理电路。
5.浪涌吸收电路包括ptc热敏电阻pt1，高压整流二极管d1，高压整流二极管d1的阳极连接外部报警器输入接口电源j1正极；高压整流二极管d1的阴极连接ptc热敏电阻pt1的一端。
6.过压保护电路包括第二限流电阻r4、第二三极管q2、第三电阻r7、第一稳压二极管d4、第二稳压二极管d3、第三限流电阻r8、第四电阻r5、第五电阻r6、第一三极管q1、第三稳压二极管d2、第一电阻r2和第二电容c2；
7.第三电阻r7的一端连接第二限流电阻r4的一端和第一稳压二极管d4的负极，第三电阻r7的另一端连接第二三极管q2的基极和第二稳压二极管d3的正极，第一稳压二极管d4的正极连接外部报警器输入接口电源j1的负极；第三限流电阻r8的一端连接第二三极管q2的集电极和第四电阻r5的一端，第三限流电阻r8的另一端连接外部报警器输入接口电源j1的负极；第二稳压二极管d3的负极、第二限流电阻r4的另一端、第四电阻r5另一端、第二三极管q2的发射极、第三稳压二极管d2的负极和第一三极管q1的发射极连接ptc热敏电阻pt1的另一端；第三稳压二极管d2的正极连接第一三极管q1的基极和第五电阻r6的一端，第五电阻r6的另一端连接电源j1外部报警器输入接口的负极；第一三极管q1的集电极连接第一电阻r2的一端和第二电容c2一端；
8.隔离以及低功耗处理电路包括隔离光耦u1，第一限流电阻r1，第二电阻r3和第一电容c1。
9.隔离光耦u1的输入1脚连接第一电阻r2的另一端，输入2脚接外部报警器输入接口
的负极，隔离光耦u1的输出3脚接内部系统电源的负极，隔离光耦u1的输出4脚连接第一限流电阻r1的一端、第二电阻r3的一端和第一电容c1的一端，第一电容c1的另一端接内部系统电源的负极，第一限流电阻r1的另一端接内部保护对象mcu的控制脚bt_pow，第二r3的另一端连接内部保护对象mcu的信号输入脚bt_in；
10.本实用新型的有益效果如下：
11.本实用新型利用高压整流二极管消弱高压电比如220v交流电，当电压超过24v时过压保护电路就会启动关断三极管从而阻止高压电进入隔离电路，若前段过压保护电路失效，高压进入隔离电路，隔离电路将高压进行物理隔离，实现了电路的安全性、可靠性。
附图说明
12.图1为本实用新型实施例电路图。
具体实施方式
13.下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
14.如图1所示，燃气表dc报警器输入接口保护电路包括浪涌吸收电路、过压保护电路和隔离及低功耗处理电路。
15.浪涌吸收电路包括ptc热敏电阻pt1，高压整流二极管d1，高压整流二极管d1的阳极连接外部报警器输入接口电源j1正极；高压整流二极管d1的阴极连接ptc热敏电阻pt1的一端。高压整流二极管d1用于剔除负值电压，消减浪涌，ptc用于抑制浪涌冲击。
16.过压保护电路包括第二限流电阻r4、第二三极管q2、第三电阻r7、第一稳压二极管d4、第二稳压二极管d3、第三限流电阻r8、第四电阻r5、第五电阻r6、第一三极管q1、第三稳压二极管d2、第一电阻r2和第二电容c2；
17.第三电阻r7的一端连接第二限流电阻r4的一端和第一稳压二极管d4的负极，第三电阻r7的另一端连接第二三极管q2的基极和第二稳压二极管d3的正极，第一稳压二极管d4的正极连接外部报警器输入接口电源j1的负极；第三限流电阻r8的一端连接第二三极管q2的集电极和第四电阻r5的一端，第三限流电阻r8的另一端连接外部报警器输入接口电源j1的负极；第二稳压二极管d3的负极、第二限流电阻r4的另一端、第四电阻r5另一端、第二三极管q2的发射极、第三稳压二极管d2的负极和第一三极管q1的发射极连接ptc热敏电阻pt1的另一端；第三稳压二极管d2的正极连接第一三极管q1的基极和第五电阻r8的一端，第五电阻r8的另一端连接电源j1外部报警器输入接口的负极；第一三极管q1的集电极连接第一电阻r2的一端和第二电容c2一端；
18.隔离以及低功耗处理电路包括隔离光耦u1，第一限流电阻r1，第二电阻r3和第一电容c1。
19.隔离光耦u1的输入1脚连接第一电阻r2的另一端，输入2脚接外部报警器输入接口的负极，隔离光耦u1的输出3脚接内部系统电源的负极，隔离光耦u1的输出4脚连接第一限流电阻r1的一端、第二电阻r3的一端和第一电容c1的一端，第一电容c1的另一端接内部系统电源的负极，第一限流电阻r1的另一端接内部保护对象mcu的控制脚bt_pow，第二r3的另一端连接内部保护对象mcu的信号输入脚bt_in；
20.本实用新型所使用的包括整流二极管d1、过压控制三极管q1，q2、24v稳压二极管
以及5v稳压二极管，ptc，隔离光耦等在内的主要器件均采用现有的成熟产品，可以通过市场取得。
21.本实用新型中的主要电路参数配合关系如下：
22.设：隔离光耦u1的发光侧额定电流为if、发光管压降为vf输入信号电压为u。则：
23.if＝(u-vf)/r112
24.本实用新型工作过程如下：
25.1.当输入的脉冲信号v1不高于24v时，信号v1通过高压整流二极管d1整流滤掉负电压，然后进入ptc热敏电阻pt1，然后进入过压保护电路，由于信号v1不高于24v，24v稳压管截止，信号v1通过第二限流电阻电阻r4和第三电阻r7进入第二三极管q2的基极和发射极，由于第二三极管q2的发射极和基极电位相同，第二三极管q2进入截止状态，第四电阻r5和第三限流电阻r8形成分压电路,由于第四电阻r5和第三限流电阻r8的阻值相同所以信号v1变为1/2v1，信号1/2v1通过第五电阻r6进入第一三极管q1的基极，信号v1进入第一三极管q1的发射极，由于第一三极管q1的发射极和基极正偏，第一三极管q1饱和导通，信号进入第一电阻r2，通过第一电阻r2进入隔离光耦u1，隔离光耦u1的发光二极管导通发光，使隔离光耦u1的光敏端3，4脚导通，拉低电阻r1的一端，此时电阻r3从高电平变为低电平，信号成功采集到。
26.2.当输入的脉冲信号v1高于24v时，信号通过第二限流电阻电阻r4进入稳压二极管d4的负极，稳压二极管的正端接外部报警器输入接口的负极，由于稳压二极管的负极高于正极24v，稳压二极管反向击穿，从而时信号保持为24v，24v信号进入第二三极管q2的基极，信号v1进入第二三极管q2的发射极，使第二三极管q2正偏导通，使第三限流电阻r8和第四电阻r5连接处的电压为v1并通过第五电阻r6进入第一三极管q1的基极，信号v1进入第一三极管q1的发射极，使第一三极管q1零偏截止，三极管发射极跟集电极截止不导通，信号被阻隔，从而防止高压信号进入隔离光耦u1。
27.3.由于隔离光耦u1的光敏输出端4脚通过电阻r1供电，而供电是通过单片机控制的，通过控制电源的周期性的开启和关闭，从而降低隔离光耦u1的漏电流的造成的功耗。

技术特征：
1.燃气表dc报警器输入接口保护电路，其特征在于，包括浪涌吸收电路、过压保护电路和隔离及低功耗处理电路；浪涌吸收电路包括ptc热敏电阻pt1，高压整流二极管d1，高压整流二极管d1的阳极连接外部报警器输入接口电源j1正极；高压整流二极管d1的阴极连接ptc热敏电阻pt1的一端；过压保护电路包括第二限流电阻r4、第二三极管q2、第三电阻r7、第一稳压二极管d4、第二稳压二极管d3、第三限流电阻r8、第四电阻r5、第五电阻r6、第一三极管q1、第三稳压二极管d2、第一电阻r2和第二电容c2；第三电阻r7的一端连接第二限流电阻r4的一端和第一稳压二极管d4的负极，第三电阻r7的另一端连接第二三极管q2的基极和第二稳压二极管d3的正极，第一稳压二极管d4的正极连接外部报警器输入接口电源j1的负极；第三限流电阻r8的一端连接第二三极管q2的集电极和第四电阻r5的一端，第三限流电阻r8的另一端连接外部报警器输入接口电源j1的负极；第二稳压二极管d3的负极、第二限流电阻r4的另一端、第四电阻r5另一端、第二三极管q2的发射极、第三稳压二极管d2的负极和第一三极管q1的发射极连接ptc热敏电阻pt1的另一端；第三稳压二极管d2的正极连接第一三极管q1的基极和第五电阻r6的一端，第五电阻r6的另一端连接电源j1外部报警器输入接口的负极；第一三极管q1的集电极连接第一电阻r2的一端和第二电容c2一端；隔离以及低功耗处理电路包括隔离光耦u1，第一限流电阻r1，第二电阻r3和第一电容c1；隔离光耦u1的输入1脚连接第一电阻r2的另一端，输入2脚接外部报警器输入接口的负极，隔离光耦u1的输出3脚接内部系统电源的负极，隔离光耦u1的输出4脚连接第一限流电阻r1的一端、第二电阻r3的一端和第一电容c1的一端，第一电容c1的另一端接内部系统电源的负极，第一限流电阻r1的另一端接内部保护对象mcu的控制脚bt_pow，第二r3的另一端连接内部保护对象mcu的信号输入脚bt_in。

技术总结
本实用新型公开了燃气表DC报警器输入接口保护电路，包括浪涌吸收电路、过压保护电路和隔离及低功耗处理电路。本实用新型利用高压整流二极管消弱高压电，当电压超过24V时过压保护电路就会启动关断三极管从而阻止高压电进入隔离电路，若前段过压保护电路失效，高压进入隔离电路，隔离电路将高压进行物理隔离，实现了电路的安全性、可靠性。可靠性。可靠性。


技术研发人员：宋小灿 方炯 何威迪
受保护的技术使用者：浙江威星智能仪表股份有限公司
技术研发日：2021.11.29
技术公布日：2022/5/25