CN103412505B - 远程开关控制和监测电路 - Google Patents

远程开关控制和监测电路 Download PDF

Info

Publication number
CN103412505B
CN103412505B CN201310354028.0A CN201310354028A CN103412505B CN 103412505 B CN103412505 B CN 103412505B CN 201310354028 A CN201310354028 A CN 201310354028A CN 103412505 B CN103412505 B CN 103412505B
Authority
CN
China
Prior art keywords
resistance
electric capacity
voltage comparator
circuit
transient suppression
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310354028.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103412505A (zh
Inventor
常欢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Changcheng Institute of Metrology and Measurement AVIC
Original Assignee
Beijing Changcheng Institute of Metrology and Measurement AVIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Changcheng Institute of Metrology and Measurement AVIC filed Critical Beijing Changcheng Institute of Metrology and Measurement AVIC
Priority to CN201310354028.0A priority Critical patent/CN103412505B/zh
Publication of CN103412505A publication Critical patent/CN103412505A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103412505B publication Critical patent/CN103412505B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明涉及远程开关控制和监测电路，属于电子技术领域。包括电流放大电路、光耦隔离电路、防浪涌电路和开关监测电路。本发明可实现远程开关控制和监测；本发明可用常用元件实现，易于获取，成本低廉。

Description

远程开关控制和监测电路
技术领域
本发明涉及远程开关控制和监测电路，属于电子技术领域。
背景技术
在生产和测试现场有许多需要开关控制的设备。当控制开关的信号给出后，希望对被控开关的实际工作状态进行监控。一般微控制芯片的工作电压为5V或3.3V，若经较长传输线传输后，由于传输线干扰和传输线压降的影响，可能造成被控开关的误动作，导致控制不可靠。其中，申请号为201010195929.6,公布公开号为CN101873346A,授权公开号为CN101873346B,名称为远程开关机控制系统的发明专利公开了一种远程开关机控制系统。该远程开关机控制系统由用户计算机、远程计算机、USB线缆和信号处理装置组成，虽然实现了对信号处理装置这类非计算机系统设备的远程开关机控制，但由于该系统采用USB线缆，其工作电压为5V，在环境比较恶劣的环境下，经较长传输线传输后，易受到传输线干扰以及传输线压降的影响导致被控开关的误动作，使得控制系统可靠性严重削弱。该远程开关机控制系统无法实现对远程设备开关状态的监测，达不到实时监测的预期效果。
另，申请号为200610088023.8公布公告号为CN101089756A,名称为远程开关控制系统及方法的发明专利公开了一种根据便携式电子设备的无线信号发送模块输出信号控制远程电子设备开关机动作的方法。由于此发明基于无线信号传输，其信号不稳定，衰减严重，不适合在比较恶劣的环境下进行操作，同样，该远程开关控制系统及方法也无法实现对远程设备开关状态的监测。
而本发明采用控制信号隔离升压，传输线防浪涌设计以及将模拟电压信号转换为数字信号等方法，减小了传输线压降和干扰对开关信号的影响，提高了监测电路的噪声容限，保证了电路的可靠性。
发明内容
本发明的目的是为了提出远程开关控制和监测电路。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的远程开关控制和监测电路，包括电流放大电路1、光耦隔离电路2、防浪涌电路3和开关监测电路4；
所述的电流放大电路1包括NPN型三极管Q1、限流电阻R1和电阻R2；开关信号经限流电阻R1接NPN型三极管Q1的基极，NPN型三极管Q1的集电极通过电阻R2与正5V电源相连；
所述的光耦隔离电路2包括电阻R3、电阻R4和光耦U1；光耦U1发光管的阳极经电阻R3接正5V电源，光耦U1发光管的阴极接NPN型三极管Q1的集电极；光耦U1三极管集电极直接接+12V电源，光耦U1三极管发射极经电阻R4接地；
防浪涌电路3包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、瞬态抑制二极管TVS1、瞬态抑制二极管TVS2、瞬态抑制二极管TVS3和瞬态抑制二极管TVS4；电容C1并联在电阻R4两端，瞬态抑制二极管TVS1并联在电容C1两端；电容C2并联在被控继电器通电线圈一侧，瞬态抑制二极管TVS2并联在电容C2两端；电容C3一端接12V地，另一端接电阻R5，瞬态抑制二极管TVS3并联在电容C3两端；电容C4一端接12V地，另一端接被控对象与被控继电器开关连接处，瞬态抑制二极管TVS4并联在电容C4两端；
开关监测电路4包括电压比较器U2、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9和电容C5；电阻R5一端接电容C3，另一端接电压比较器U2的反相输入端，电阻R6一端接电压比较器的反向输入端，另一端接12V地，电压比较器U2的同相输入端经电阻R9接地，电压比较器U2同相输入端经电阻R8接正5V，电压比较器U2输出端经上拉电阻R7接正5V，滤波电容C5接在电压比较器输入正5V与5V地之间；监测信号接电压比较器U2输出端；
开关信号与监测信号分别接微控制芯片的普通I/O口，开关信号I/O口设置为输出，监测信号I/O口设置为输入；开关信号使用正逻辑，即开关信号为高时，控制后端开关接通；监测信号使用反逻辑，即监测信号为低时，代表开关控制设备为接通状态。
电路工作过程：由三极管Q1和电阻R1、R2组成的电流放大电路用来提高控制信号的驱动能力；由电阻R3、R4和光耦U1组成光耦隔离电路将5V和12V电源隔离开来，使传输线采用12V的电压工作，有效的解决了信号远距离输送的馈线电阻压降问题，提高了传输线抗干扰的能力；由电容C1、C2、C3、C4、瞬态抑制二极管TVS1、TVS2、TVS3、TVS4组成的防浪涌电路，吸收传输线上的浪涌电压，并对传输线上的信号进行滤波，从而有效地保护前端电路，避免外部信号的干扰和浪涌引起内部电路损坏；开关监测电路将模拟信号转换为数字信号，从而可靠监测开关的工作状态。
有益效果
本发明可实现远程开关控制和监测；
本发明可用常用元件实现，易于获取，成本低廉。
附图说明
图1是本发明的电路的组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
实施例
如图1所示，远程开关控制和监测电路，包括电流放大电路1、光耦隔离电路2、防浪涌电路3和开关监测电路4；
所述的电流放大电路1包括NPN型三极管Q1、限流电阻R1和电阻R2；开关信号经限流电阻R1接NPN型三极管Q1的基极，NPN型三极管Q1的集电极通过电阻R2与正5V电源相连；
所述的光耦隔离电路2包括电阻R3、电阻R4和光耦U1；光耦U1发光管的阳极经电阻R3接正5V电源，光耦U1发光管的阴极接NPN型三极管Q1的集电极；光耦U1三极管集电极直接接+12V电源，光耦U1三极管发射极经电阻R4接地；
防浪涌电路3包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、瞬态抑制二极管TVS1、瞬态抑制二极管TVS2、瞬态抑制二极管TVS3和瞬态抑制二极管TVS4；电容C1并联在电阻R4两端，瞬态抑制二极管TVS1并联在电容C1两端；电容C2并联在被控继电器通电线圈一侧，瞬态抑制二极管TVS2并联在电容C2两端；电容C3一端接12V地，另一端接电阻R5，瞬态抑制二极管TVS3并联在电容C3两端；电容C4一端接12V地，另一端接被控对象与被控继电器开关连接处，瞬态抑制二极管TVS4并联在电容C4两端；
开关监测电路4包括电压比较器U2、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9和电容C5；电阻R5一端接电容C3，另一端接电压比较器U2的反相输入端，电阻R6一端接电压比较器的反向输入端，另一端接12V地，电压比较器U2的同相输入端经电阻R9接地，电压比较器U2同相输入端经电阻R8接正5V，电压比较器U2输出端经上拉电阻R7接正5V，滤波电容C5接在电压比较器输入正5V与5V地之间；监测信号接电压比较器U2输出端。
电路工作过程：由三极管Q1和电阻R1、R2组成的电流放大电路用来提高控制信号的驱动能力；由电阻R3、R4和光耦U1组成光耦隔离电路将5V和12V电源隔离开来，使传输线采用12V的电压工作，有效的解决了信号远距离输送的馈线电阻压降问题，提高了传输线抗干扰的能力；由电容C1、C2、C3、C4、瞬态抑制二极管TVS1、TVS2、TVS3、TVS4组成的防浪涌电路，吸收传输线上的浪涌电压，并对传输线上的信号进行滤波，从而有效地保护前端电路，避免外部信号的干扰和浪涌引起内部电路损坏；开关监测电路将模拟信号转换为数字信号，从而可靠监测开关的工作状态。
元器件的选择及技术参数：
用微控制芯片来给出开关信号，并接收监测信号；微控制芯片为AT89C51，NPN型三极管Q1为MMBT2222LT1，光耦U1为PS2701，电压比较器U2为TL331IDBVR，被控继电器用12V供电，被控对象也用12V电源供电为例：
C1、C2、C3、C4选用耐压50V，容量10uF的瓷介电容；C5选用耐压16V，容量0.1uF的瓷介电容。
TVS1、TVS2、TVS3、TVS4选用SMAJ18A。
R1、R2、R4、R9选用阻值为1kΩ，R3选用阻值为510Ω，R5选用阻值为180kΩ，R6选用阻值为68kΩ，R7选用阻值为4.7kΩ，R8选用阻值为9.1kΩ。
微控制芯片AT89C51给出开关信号为高电平时，NPN型三极管Q1集电极输出为低电平，光耦U1的二极管导通，光耦U1的三极管发射极输出为高电平，经防浪涌电路传输后，被控继电器接通，从而实现了运程开关控制。
被控继电器接通后，被控继电器与被控对象连接的A点电压为高电平，经防浪涌电路传输后，电压比较器U2的反相输入端为高电平，高于电压比较器U2的同相输入端经分压得到的微小电压，因此电压比较器U2输出为低电平，即微控制芯片AT89C51监测信号引脚输入为低电平，由于监测信号为反逻辑，即低电平代表被控对象为接通状态，从而实现了远程开关的监测。
电路调试方法：
被控对象若不是12V供电，则根据K1接通后A点的电压值，调节分压电阻R5和R6的阻值，使电压比较器反向输入端输入电压小于电压比较器供电电压，以免造成电压比较器U2的损坏。晶体管和电压比较器若不选用本发明所用器件，应按相应的技术手册选择周边器件的参数。同样，若不选用本发明所用微控制器，应按相应的拉电流、灌电流能力选择R1、R7的阻值。

Claims (1)

1.远程开关控制和监测电路，其特征在于：包括电流放大电路、光耦隔离电路、防浪涌电路和开关监测电路；
所述的电流放大电路包括NPN型三极管Q1、限流电阻R1和电阻R2；开关信号经限流电阻R1接NPN型三极管Q1的基极，NPN型三极管Q1的集电极通过电阻R2与正5V电源相连；
所述的光耦隔离电路包括电阻R3、电阻R4和光耦U1；光耦U1发光管的阳极经电阻R3接正5V电源，光耦U1发光管的阴极接NPN型三极管Q1的集电极；光耦U1三极管集电极直接接+12V电源，光耦U1三极管发射极经电阻R4接地；
所述的防浪涌电路包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、瞬态抑制二极管TVS1、瞬态抑制二极管TVS2、瞬态抑制二极管TVS3和瞬态抑制二极管TVS4；电容C1并联在电阻R4两端，瞬态抑制二极管TVS1并联在电容C1两端；电容C2并联在被控继电器通电线圈一侧，瞬态抑制二极管TVS2并联在电容C2两端；电容C3一端接12V地，另一端接电阻R5，瞬态抑制二极管TVS3并联在电容C3两端；电容C4一端接12V地，另一端接被控对象与被控继电器开关连接处，瞬态抑制二极管TVS4并联在电容C4两端；
所述的开关监测电路包括电压比较器U2、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9和电容C5；电阻R5一端接电容C3，另一端接电压比较器U2的反相输入端，电阻R6一端接电压比较器的反向输入端，另一端接12V地，电压比较器U2的同相输入端经电阻R9接地，电压比较器U2同相输入端经电阻R8接正5V，电压比较器U2输出端经上拉电阻R7接正5V，滤波电容C5接在电压比较器输入正5V与5V地之间；监测信号接电压比较器U2输出端。
CN201310354028.0A 2013-08-14 2013-08-14 远程开关控制和监测电路 Active CN103412505B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310354028.0A CN103412505B (zh) 2013-08-14 2013-08-14 远程开关控制和监测电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310354028.0A CN103412505B (zh) 2013-08-14 2013-08-14 远程开关控制和监测电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103412505A CN103412505A (zh) 2013-11-27
CN103412505B true CN103412505B (zh) 2015-08-05

Family

ID=49605530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310354028.0A Active CN103412505B (zh) 2013-08-14 2013-08-14 远程开关控制和监测电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103412505B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105720631B (zh) * 2016-01-22 2019-02-05 珠海市魅族科技有限公司 一种电子终端及充电设备
CN109059095A (zh) * 2018-08-13 2018-12-21 深圳市智杰电子有限公司 一种基于微信应用的取暖器远程控制的开关节能电源
CN109084407A (zh) * 2018-08-13 2018-12-25 深圳市德雨高新科技有限公司 一种基于微信应用的冷气扇远程开关控制板
CN112698192A (zh) * 2020-12-01 2021-04-23 汉威科技集团股份有限公司 一种开关在线监测电路和方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2663998Y (zh) * 2003-11-06 2004-12-15 南通工学院 远程开关智能检测仪
CN202471828U (zh) * 2012-03-13 2012-10-03 上海诺雅克电气有限公司 适用于双电源自动转换开关的电压采样电路及控制器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2663998Y (zh) * 2003-11-06 2004-12-15 南通工学院 远程开关智能检测仪
CN202471828U (zh) * 2012-03-13 2012-10-03 上海诺雅克电气有限公司 适用于双电源自动转换开关的电压采样电路及控制器

Also Published As

Publication number Publication date
CN103412505A (zh) 2013-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103412505B (zh) 远程开关控制和监测电路
CN203481783U (zh) 一种短路过流保护电路及量产测试设备
CN102315632A (zh) 抑制igbt过电流的驱动电路
CN105633905A (zh) 过压欠压保护电路
CN103346538A (zh) 一种用于apf大功率igbt的短路保护电路
CN103166444B (zh) 一种远程关断控制信号接收电路
CN103346552B (zh) 一种防反接电路
CN205070404U (zh) 短路保护电路及开关电源电路
CN202333786U (zh) 抑制igbt过电流的驱动电路
CN201682411U (zh) 具有短路保护的开关控制电路
CN101179185A (zh) Usb接口短路保护电路及具有usb接口短路保护功能的电源
CN112242825A (zh) 一种基于串行接口芯片的滤波防护电路
CN203607820U (zh) 一种用于4-20mA电流输入电路的过电流过电压保护电路
CN201699405U (zh) 一种计算机显示接口瞬变强电磁脉冲防护电路
CN204103467U (zh) 一种汽车仪表电路的保护电路
CN204046405U (zh) 门极吸收抑制电路模块
CN202474804U (zh) Lnb供电短路保护电路
CN203312785U (zh) 遥测终端机防雷击电路
CN203761362U (zh) 双向接口电路
CN205005035U (zh) 一种可实现高电平到低电平转换的输出接口电路
CN203840195U (zh) 防止过冲电流装置
CN103441656A (zh) 带欠饱和保护的igbt驱动电路
CN104795975A (zh) 高压igbt保护功能采集装置
CN204334536U (zh) 一种电平变换电路
CN201829921U (zh) 一种无尖峰超低残压信号浪涌保护器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant