本申请适用于电路防护技术领域，提供了一种小型化的状态量输入电路及其浪涌冲击防护电路，该浪涌冲击防护电路包括：信号钳位电路、电源钳位电路、第一泄放电路、第二泄放电路、滤波电路、隔离电源和信号隔离电路，隔离电源用于为第二泄放电路提供电压；输入信号从防护电路输入端输入防护电路，信号钳位电路和电源钳位电路对输入信号的电压进行钳位，第一泄放电路将信号钳位电路进行钳位后多余的电压耗散，第二泄放电路将电源钳位电路进行钳位后多余的电压耗散，第一泄放电路完成耗散后，输入信号依次经过滤波电路和信号隔离电路，得到第一信号，第一信号输入被防护的设备或者电路。本申请可以得到小型化的浪涌冲击防护电路。
1.一种浪涌冲击防护电路，其特征在于，包括：信号钳位电路、电源钳位电路、第一泄放电路、第二泄放电路、滤波电路、隔离电源和信号隔离电路，所述隔离电源用于为所述第二泄放电路提供电压；
所述信号钳位电路的第一端为防护电路输入端，所述信号钳位电路的第二端与所述电源钳位电路的第一端连接，所述电源钳位电路的第二端与24V电压连接，所述信号钳位电路的第二端还与所述隔离电源的输出负极连接；所述隔离电源的输出正极与所述电源钳位电路的第二端连接；
所述第一泄放电路的第一端与所述信号钳位电路的第一端连接，所述第一泄放电路的第二端与所述信号钳位电路的第二端连接；所述第二泄放电路的第一端与所述电源钳位电路的第一端连接，所述第二泄放电路的第二端与所述电源钳位电路的第二端连接；
所述浪涌冲击防护电路的工作原理为：输入信号从防护电路输入端输入防护电路，所述信号钳位电路和所述电源钳位电路对输入信号的电压进行钳位，所述第一泄放电路将所述信号钳位电路进行钳位后多余的电压耗散，所述第二泄放电路将所述电源钳位电路进行钳位后多余的电压耗散，所述第一泄放电路完成耗散后，输入信号依次经过滤波电路和信号隔离电路，得到第一信号，第一信号输入被防护的设备或者电路。
2.如权利要求1所述的浪涌冲击防护电路，其特征在于，所述信号钳位电路包括：第一压敏电阻；
所述第一压敏电阻的第一端为所述信号钳位电路的第一端，所述第一压敏电阻的第二端为所述信号钳位电路的第二端。
3.如权利要求1所述的浪涌冲击防护电路，其特征在于，所述电源钳位电路包括：第二压敏电阻；
所述第二压敏电阻的第一端为所述电源钳位电路的第一端，所述第二压敏电阻的第二端为所述电源钳位电路的第二端。
4.如权利要求1所述的浪涌冲击防护电路，其特征在于，所述第一泄放电路包括：第一电阻；
所述第一电阻的第一端与所述信号钳位电路的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述信号钳位电路的第二端连接。
5.如权利要求1所述的浪涌冲击防护电路，其特征在于，所述第二泄放电路包括：第一电感、第二电阻、第三电阻和第一二极管；
所述第一电感的第一端为所述第二泄放电路的第二端，所述第一电感的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述隔离电源的输出正极连接，所述第二电阻的第二端还与所述第三电阻和第一二极管并联的第一端连接，所述第三电阻和第一二极管并联的第二端与所述隔离电源的输出负极连接，所述第三电阻和第一二极管并联的第二端为所述第二泄放电路的第一端。
6.如权利要求5所述的浪涌冲击防护电路，其特征在于，所述第一二极管为双向瞬变抑制二极管。
7.如权利要求1所述的浪涌冲击防护电路，其特征在于，所述滤波电路包括：第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容和第二电容；
所述第四电阻的第一端与所述信号钳位电路的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端与所述信号钳位电路的第二端连接，所述第一电容的第一端与所述第四电阻的第二端连接，所述第一电容的第二端与所述第七电阻的第一端连接。
8.如权利要求7所述的浪涌冲击防护电路，其特征在于，所述信号隔离电路包括第二二极管和光电芯片；
所述第二二极管的阴极与所述第二电容的第一端连接，所述第二二极管的阳极与所述光电芯片的第一输入端连接，所述光电芯片的第二输入端与所述第二电容的第二端连接，所述光电芯片的输出端输出所述第一信号。
9.如权利要求5所述的浪涌冲击防护电路，其特征在于，所述隔离电源包括第三电容、第四电容、第五电容、第三二极管和电源隔离芯片；
所述第三电容的第一端与所述第二泄放电路的第一端连接，所述第三电容的第二端与所述第二电阻的第二端连接，所述第三电容的第一端还与所述电源隔离芯片的输出负极连接，所述第三电容的第二端还与所述电源隔离芯片的输出正极连接；
所述电源隔离芯片的输入正极与5V电压连接，所述电源隔离芯片的输入负极接地，所述第四电容的第一端与所述电源隔离芯片的输入正极连接，所述第四电容的第二端与所述电源隔离芯片的输入负极连接，所述第五电容的第一端与所述电源隔离芯片的输入正极连接，所述第五电容的第二端与所述电源隔离芯片的输入负极连接，所述第三二极管的第一端与所述电源隔离芯片的输入正极连接，所述第三二极管的第二端与所述电源隔离芯片的输入负极连接，所述第三二极管为双向瞬变抑制二极管。
10.一种小型化的状态量输入电路，其特征在于，所述小型化的状态量输入电路包括如权利要求1至9任一项所述的浪涌冲击防护电路。
一种小型化的状态量输入电路及其浪涌冲击防护电路
技术领域
[0001] 本申请属于电路防护技术领域，尤其涉及一种小型化的状态量输入电路及其浪涌冲击防护电路。
背景技术
[0002] 浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲。引起浪涌的原因有：重型设备、短路、电源切换或大型发动机。浪涌冲击防护电路可以有效地吸收突发的巨大能量，以保护连接设备免于受损。但是，目前的浪涌冲击防护电路（装置）整体体积较大、制作成本较高。
发明内容
[0003] 本申请实施例提供了一种小型化的状态量输入电路及其浪涌冲击防护电路，以减小浪涌冲击防护电路体积。
[0004] 本申请是通过如下技术方案实现的：
[0005] 第一方面，本申请实施例提供了一种浪涌冲击防护电路，包括：信号钳位电路、电源钳位电路、第一泄放电路、第二泄放电路、滤波电路、隔离电源和信号隔离电路，隔离电源用于为第二泄放电路提供电压；
[0006] 信号钳位电路的第一端为防护电路输入端，信号钳位电路的第二端与电源钳位电路的第一端连接，电源钳位电路的第二端与24V电压连接，信号钳位电路的第二端还与隔离电源的输出负极连接；隔离电源的输出正极与电源钳位电路的第二端连接；
[0007] 第一泄放电路的第一端与信号钳位电路的第一端连接，第一泄放电路的第二端与信号钳位电路的第二端连接；第二泄放电路的第一端与电源钳位电路的第一端连接，第二泄放电路的第二端与电源钳位电路的第二端连接；
[0008] 浪涌冲击防护电路的工作原理为：输入信号从防护电路输入端输入防护电路，信号钳位电路和电源钳位电路对输入信号的电压进行钳位，第一泄放电路将信号钳位电路进行钳位后多余的电压耗散，第二泄放电路将电源钳位电路进行钳位后多余的电压耗散，第一泄放电路完成耗散后，输入信号依次经过滤波电路和信号隔离电路，得到第一信号，第一信号输入被防护的设备或者电路。
[0009] 结合第一方面，在一些可能的实现方式中，信号钳位电路包括：第一压敏电阻；第一压敏电阻的第一端为信号钳位电路的第一端，第一压敏电阻的第二端为信号钳位电路的第二端。
[0010] 结合第一方面，在一些可能的实现方式中，电源钳位电路包括：第二压敏电阻；第二压敏电阻的第一端为电源钳位电路的第一端，第二压敏电阻的第二端为电源钳位电路的第二端。
[0011] 结合第一方面，在一些可能的实现方式中，第一泄放电路包括：第一电阻；第一电阻的第一端与信号钳位电路的第一端连接，第一电阻的第二端与信号钳位电路的第二端连接。
[0012] 结合第一方面，在一些可能的实现方式中，第二泄放电路包括：第一电感、第二电阻、第三电阻和第一二极管；第一电感的第一端为第二泄放电路的第二端，第一电感的第二端与第二电阻的第一端连接，第二电阻的第二端与隔离电源的输出正极连接，第二电阻的第二端还与第三电阻和第一二极管并联的第一端连接，第三电阻和第一二极管并联的第二端与隔离电源的输出负极连接，第三电阻和第一二极管并联的第二端为第二泄放电路的第一端。
[0013] 结合第一方面，在一些可能的实现方式中，第一二极管为双向瞬变抑制二极管。
[0014] 结合第一方面，在一些可能的实现方式中，滤波电路包括：第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容和第二电容；第四电阻的第一端与信号钳位电路的第一端连接，第四电阻的第二端与第五电阻的第一端连接，第五电阻的第二端与第二电容的第一端连接，第二电容的第二端与第六电阻的第一端连接，第六电阻的第二端与第七电阻的第一端连接，第七电阻的第二端与信号钳位电路的第二端连接，第一电容的第一端与第四电阻的第二端连接，第一电容的第二端与第七电阻的第一端连接。
[0015] 结合第一方面，在一些可能的实现方式中，信号隔离电路包括第二二极管和光电芯片；第二二极管的阴极与第二电容的第一端连接，第二二极管的阳极与光电芯片的第一输入端连接，光电芯片的第二输入端与第二电容的第二端连接，光电芯片的输出端输出第一信号。
[0016] 结合第一方面，在一些可能的实现方式中，隔离电源包括第三电容、第四电容、第五电容、第三二极管和电源隔离芯片；第三电容的第一端与第二泄放电路的第一端连接，第三电容的第二端与第二电阻的第二端连接，第三电容的第一端还与电源隔离芯片的输出负极连接，第三电容的第二端还与电源隔离芯片的输出正极连接；电源隔离芯片的输入正极与5V电压连接，电源隔离芯片的输入负极接地，第四电容的第一端与电源隔离芯片的输入正极连接，第四电容的第二端与电源隔离芯片的输入负极连接，第五电容的第一端与电源隔离芯片的输入正极连接，第五电容的第二端与电源隔离芯片的输入负极连接，第三二极管的第一端与电源隔离芯片的输入正极连接，第三二极管的第二端与电源隔离芯片的输入负极连接，第三二极管为双向瞬变抑制二极管。
[0017] 第二方面，本申请实施例提供了一种小型化的状态量输入电路，包括如第一方面任一项的浪涌冲击防护电路。
[0018] 可以理解的是，上述第二方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
[0019] 本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
[0020] 本申请信号钳位电路和电源钳位电路起到电压钳位功能，第一泄放电路和第二泄放电路对多余的电压进行稳定的耗散，滤波电路对输入信号进行滤波，信号隔离电路使输入信号和被输入设备隔离，避免输入信号直接送入被输入设备保护输入设备，隔离电源为第二泄放电路提供电压，使第二泄放电路能够将多余的电压稳定的耗散，本申请的电路与大型浪涌冲击防护设备相比体积更小，制作成本也更低。
[0021] 应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。
附图说明
[0022] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023] 图1是本申请一实施例提供的浪涌冲击防护电路的电路示意图。
具体实施方式
[0024] 以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
[0025] 应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0026] 还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0027] 如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0028] 另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0029] 在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
[0030] 浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲。引起浪涌的原因有：重型设备、短路、电源切换或大型发动机。浪涌冲击防护电路可以有效地吸收突发的巨大能量，以保护连接设备免于受损。但是，目前的浪涌冲击防护电路（装置）整体体积较大、制作成本较高。
[0031] 基于上述问题，本申请实施例提供了一种浪涌冲击防护电路，如图1所示，该电路包括：信号钳位电路10、电源钳位电路11、第一泄放电路12、第二泄放电路13、滤波电路14、隔离电源15和信号隔离电路16，隔离电源15用于为第二泄放电路13提供电压。
[0032] 信号钳位电路10的第一端为防护电路输入端IN，信号钳位电路10的第二端与电源钳位电路11的第一端连接，电源钳位电路11的第二端与24V电压连接，信号钳位电路10的第二端还与隔离电源15的输出负极连接；隔离电源15的输出正极与电源钳位电路11的第二端连接。
[0033] 第一泄放电路12的第一端与信号钳位电路10的第一端连接，第一泄放电路12的第二端与信号钳位电路10的第二端连接；第二泄放电路13的第一端与电源钳位电路11的第一端连接，第二泄放电路13的第二端与电源钳位电路11的第二端连接。
[0034] 浪涌冲击防护电路的工作原理为：输入信号从防护电路输入端IN输入防护电路，信号钳位电路10和电源钳位电路11对输入信号的电压进行钳位，第一泄放电路12将信号钳位电路10进行钳位后多余的电压耗散，第二泄放电路13将电源钳位电路11进行钳位后多余的电压耗散，第一泄放电路12完成耗散后，输入信号依次经过滤波电路14和信号隔离电路16，得到第一信号，第一信号通过浪涌冲击防护电路输出端OUT输入被防护的设备或者电路。
[0035] 上述浪涌冲击防护电路，信号钳位电路10和电源钳位电路11起到电压钳位功能，第一泄放电路12和第二泄放电路13对多余的电压进行稳定的耗散，滤波电路14对输入信号进行滤波，信号隔离电路16使输入信号和被输入设备隔离，避免输入信号直接送入被输入设备保护输入设备，隔离电源15为第二泄放电路13提供电压，使第二泄放电路13能够将多余的电压稳定的耗散，本申请的电路与大型浪涌冲击防护设备相比体积更小，制作成本也更低。
[0036] 示例性的，信号钳位电路10包括：第一压敏电阻RY1；第一压敏电阻RY1的第一端为信号钳位电路10的第一端，第一压敏电阻RY1的第二端为信号钳位电路10的第二端。
[0037] 示例性的，电源钳位电路11包括：第二压敏电阻RY2；第二压敏电阻RY2的第一端为电源钳位电路11的第一端，第二压敏电阻RY2的第二端为电源钳位电路11的第二端。
[0038] 示例性的，第一泄放12电路包括：第一电阻R1；第一电阻R1的第一端与信号钳位电路10的第一端连接，第一电阻R1的第二端与信号钳位电路10的第二端连接。
[0039] 示例性的，第二泄放电路13包括：第一电感L1、第二电阻R2、第三电阻R3和第一二极管D1；第一电感L1的第一端为第二泄放电路13的第二端，第一电感L1的第二端与第二电阻R2的第一端连接，第二电阻R2的第二端与隔离电源15的输出正极连接，第二电阻R2的第二端还与第三电阻R3和第一二极管D1并联的第一端连接，第三电阻R3和第一二极管D1并联的第二端与隔离电源15的输出负极连接，第三电阻R3和第一二极管D1并联的第二端为第二泄放电路13的第一端。
[0040] 具体的，在某些具体实施例中，第一二极管D1滤除8V以下的电压信号。
[0041] 示例性的，第一二极管为双向瞬变抑制二极管。
[0042] 示例性的，滤波电路14包括：第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容C1和第二电容C1；第四电阻R4的第一端与信号钳位电路10的第一端连接，第四电阻R4的第二端与第五电阻R5的第一端连接，第五电阻R5的第二端与第二电容C2的第一端连接，第二电容C2的第二端与第六电阻R6的第一端连接，第六电阻R6的第二端与第七电阻R7的第一端连接，第七电阻R7的第二端与信号钳位电路10的第二端连接，第一电容C1的第一端与第四电阻R4的第二端连接，第一电容C1的第二端与第七电阻R7的第一端连接。
[0043] 示例性的，信号隔离电路16包括第二二极管D2和光电芯片U1；第二二极管D2的阴极与第二电容C2的第一端连接，第二二极管D2的阳极与光电芯片U1的第一输入端连接，光电芯片U1的第二输入端与第二电容C2的第二端连接，光电芯片U1的输出端输出第一信号。
[0044] 具体的，信号隔离电路16通过光点芯片U1光信号和电信号之间的互相转化避免了接入信号直接与被防护电路（装置）连接，光电芯片U1首先先将电信号通过光电二极管转化为光信号，之后光信号再转换为电信号（第一信号），再通过浪涌冲击防护电路输出端OUT输入被防护的设备或者电路。
[0045] 示例性的，隔离电源15包括第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第三二极管D3和电源隔离芯片U2；第三电容C3的第一端与第二泄放电路13的第一端连接，第三电容C3的第二端与第二电阻R2的第二端连接，第三电容C3的第一端还与电源隔离芯片U2的输出负极连接，第三电容C3的第二端还与电源隔离芯片U2的输出正极连接；电源隔离芯片U2的输入正极与5V电压连接，电源隔离芯片U2的输入负极接地，第四电容C4的第一端与电源隔离芯片U2的输入正极连接，第四电容C4的第二端与电源隔离芯片U2的输入负极连接，第五电容C5的第一端与电源隔离芯片U2的输入正极连接，第五电容C5的第二端与电源隔离芯片U2的输入负极连接，第三二极管D3的第一端与电源隔离芯片U2的输入正极连接，第三二极管D3的第二端与电源隔离芯片U2的输入负极连接，第三二极管D3为双向瞬变抑制二极管。
[0046] 具体的，电源隔离芯片U2的输出正极的输出电压为24V。
[0047] 具体的，第三电容C3起滤波作用，使隔离电源15的输出正极和输出负极之间的输出电压更加稳定。
[0048] 本申请实施例还提供了一种小型化的状态量输入电路，该小型化的状态量输入电路包括上述的浪涌冲击防护电路。
[0049] 应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
[0050] 以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
