[发明专利]一种模拟量采集雷电防护电路

说明书

本发明提供一种模拟量采集雷电防护电路，包括前端雷电防护电路、光耦隔离电路和滤波稳压电路，前端雷电防护电路通过TVS管抑制瞬时高压，防止破坏后端电路，提高了分压的准确性和稳定性，光耦隔离电路实现电气隔离；光耦隔离电路输出信号经分压、滤波后，经跟随电路后由稳压电路稳压滤波，而后模拟量采集输出信号输出。本发明的模拟量采集雷电防护电路，解决了雷电防护电路对TVS管的高功率要求，节约成本。

技术领域

本发明涉及集成电路设计技术领域，具体涉及一种模拟量采集雷电保护电路。

背景技术

目前的模拟量采集保护电路，一般通过增加光耦等隔离器件来对采样电路进行保护，这种方式的电路将采集电路与处理器采集管脚隔离开来，能够保护采集芯片。但是仅加光耦无法起到雷电防护的作用，当瞬时高压信号注入电路会引起芯片损坏，采集电路失效。

目前的模拟量采集雷电防护电路，一般通过将高功率的TVS管加在采集电路最前端，当瞬时高压注入时可首先经过TVS管泄放到地，起到保护电路的作用。但是这种情况下对于TVS管的功率要求较高，成本也较高。

发明内容

本发明的目的在于，本发明提供一种新型模拟量采集雷电保护电路，其目的在于，提供一种使用低功率等级TVS管实现模拟量采集雷电防护的电路。通过该保护电路，解决了雷电防护电路对TVS管的高功率要求，节约成本。

本发明技术方案:一种模拟量采集雷电防护电路，包括前端雷电防护电路、光耦隔离电路和滤波稳压电路；其中，

前端雷电防护电路，包括电阻R1、电阻R2、TVS管D1、运放U1，模拟量输入与所述电阻R1的一端相连，所述电阻R1的另一端与所述TVS管D1的负极、电阻R2的一端以及运放U1的同相输入端相连，所述TVS管D1的正极及电阻R2的另一端与地PGND相连，所述运放U1的反相输入端与运放U1的输出端相连；R1为限流电阻，R2为分压电阻，模拟量信号IN，首先经限流电阻R1，而后经分压电阻R2分压，TVS管D1与R2并联，抑制瞬时高压，防止破坏后端电路，运放U1的反相输入端与输出端相连，起到了电压跟随的作用，提高了分压的准确性和稳定性；

光耦隔离电路，包括电阻R3、运放U2、电容C1、电阻R4、光耦U3、运放U4、电阻R5、电容C2，所述电阻R3的一端与运放U1的输出端相连，R3的另一端与运放U2的反向输出端、电容C1的一端及光耦U3的3脚相连，所述运放U2的同相输入端与地相连，所述运放U2的输出端与电容C1的另一端以及电阻R4的一端相连，所述电阻R4的另一端与光耦的1脚相连，所述光耦的2脚接供电电源，4脚接地PGND，5脚接模拟地AGND，6脚与运放U4的反相输入端、电阻R5的一端以及电容C2的一端相连，7脚8脚悬空，所述运放U4的同相输入端接地AGND，所述运放U4的输出端与所述电阻R5的另一端及所述电容C2的另一端相连；

滤波稳压电路，包括电阻R6、电阻R7、电容C3、运放U5、电阻R8、稳压二极管D2、电容C4，所述电阻R6的一端与所述运放U4的输出端相连，所述电阻R6的另一端与所述电阻R7的一端、电容C3的一端以及运放U5的同相输入端相连，所述电阻R7的另一端以及所述电容C3的另一端与地AGND相连，所述运放U5的反相输入端与U5的输出端相连，所述运放U5的输出端与电阻R8的一端相连，所述电阻R8的另一端与所述稳压二极管D2的负端、所述电容C4的一端及采集电路输出端相连，所述稳压二极管D2的正端与电容C4的另一端与地AGND相连。

其特征在于，模拟量信号IN为28VDC信号。

其特征在于，电阻R1为8.2kΩ，耐压等级选择700V，电阻R2为2kΩ。

其特征在于，TVS管D1的反向截止电压为7V，击穿电压7.8-8.6V，钳位电压12V，功率300W。

其特征在于，运放U1供电电压12V。

其特征在于，电阻R3、R5为100kΩ，电阻R4为200Ω。