CN103576575B

CN103576575B - 一种通用控制器

Info

Publication number: CN103576575B
Application number: CN201310472480.7A
Authority: CN
Inventors: 薄理夫; 郭家骏; 刘俊峰
Original assignee: BEIJING ZHIYU PRECISION CONTROL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-10-11
Filing date: 2013-10-11
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2033-10-11
Also published as: CN103576575A

Abstract

本发明涉及一种通用控制器，包括通用通道控制电路和外部接口，所述通用通道控制电路包括用于外部输入信号处理的输入电路、用于EMC保护和继电器能量卸放的保护电路、用于完成参考电阻投入和切出的电阻测量电路和输出电路，所述外部接口包括与输入电路连接的ADC接口、与输出电路连接的DAC接口和与保护电路连接的OUT接口。本发明的有益效果为：1）、同时支持模拟电压输入、模拟电流输入、NTC10K、PT100、电阻输出、电压输出、电流输出和继电器输出等多种信号。2）、可以通过软件配置，即嵌入式软件通过对GPIO信号控制通道实现功能切换，不需要将DDC外壳拆开进行跳线。3）、使用跳线模拟GPIO给出的信号，就可以支持跳线配置模式。

Description

一种通用控制器

技术领域

本发明涉及一种通用控制器。

背景技术

市场上现有的控制器，包括楼宇控制器（DDC），动环监控控制器，工业ＰＬＣ等，普遍存在的一个问题是通道的通用性不强，功能单一，导致选型困难、点表配置繁琐。

因此，本领域需要提供一种通用控制器，支持模拟电压输入、模拟电流输入、NTC10K、PT100、电阻、电压输出、电流输出、继电器输出、PWM输出等多种信号。

发明内容

本发明的目的是提供一种通用控制器，以达到支持多种控制信号的目的。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种通用控制器，包括通用通道控制电路和外部接口，所述通用通道控制电路包括用于外部输入信号处理的输入电路、用于EMC保护和继电器能量卸放的保护电路、用于完成参考电阻投入和切出的电阻测量电路和输出电路，所述外部接口包括ADC接口、DAC接口和OUT接口，所述ADC接口与输入电路连接，所述DAC接口与输出电路连接，所述OUT接口与保护电路连接。

进一步的，所述输入电路包括设计跟随器，所述设计跟随器与保护电路之间的电路并联有电流转电压电阻，所述电流转电压电阻连接有电阻模式控制元件；所述保护电路包括与继电器开关连接的继电器控制元件；所述电阻测量电路包括串联的电阻测量控制元件和NTC10K测量电路，所述NTC10K测量电路包括串联的电阻测量标准电压和基准电压开关管；所述输出电路包括并联的误差比较和输出电路、电压反馈电路和电流反馈电路。

进一步的，所述误差比较和输出电路包括运放功能三极管或分立元件三极管。

进一步的，所述电压反馈电路包括电流电压反馈开关和电流模式控制元件。

本发明的有益效果为：1）、同时支持模拟电压输入、模拟电流输入、NTC10K、PT100（100欧铂电阻）、电阻输出、电压输出、电流输出和继电器输出等多种信号。2）、可以通过软件配置，即嵌入式软件通过对GPIO（通用出入输出）信号控制通道实现功能切换，不需要将DDC（直接数字控制器）外壳拆开进行跳线。3）、使用跳线模拟GPIO给出的信号，就可以支持跳线配置模式。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例所述通用控制器的结构框图；

图2是本发明实施例所述输入电路的电路原理图；

图3是本发明实施例所述保护电路的电路原理图；

图4是本发明实施例所述输出电路的电路原理图

图5是本发明实施例所述电阻测量电路的电路原理图；

图6是本发明实施例所述通用控制器的电路原理图；

图7是本发明实施例所述通用控制器各种工作模式的状态表。

图中：

1、通用通道控制电路；2、输入电路；3、保护电路；4、电阻测量电路；5、输出电路；6、ADC接口；7、DAC接口；8、OUT接口；9、设计跟随器；10、电流转电压电阻；11、电阻模式控制元件；12、继电器开关；13、继电器控制元件；14、电阻测量控制元件；15、NTC10K测量电路；16、误差比较和输出电路；17、电压反馈电路；18、电流反馈电路；19、电流模式控制元件；20、基准电压开关管。

具体实施方式

如图1-6所示，本发明实施例所述的通用控制器，包括通用通道控制电路1和外部接口，所述通用通道控制电路1包括用于外部输入信号处理的输入电路2、用于EMC保护和继电器能量卸放的保护电路3、用于完成参考电阻投入和切出的电阻测量电路4和输出电路5，所述外部接口包括ADC接口6、DAC接口7和OUT接口8，所述ADC接口6与输入电路2连接，所述DAC接口7与输出电路5连接，所述OUT接口8与保护电路3连接。

输入电路1包括高阻输入的设计跟随器9，用以处理出入信号，所述设计跟随器9与保护电路3之间的电路并联有电流转电压电阻10，用以实现电流信号到电压信号的转换。所述电流转电压电阻10连接有电阻模式控制元件11。保护电路3包括通过继电器开关12连接的继电器控制元件13，实际应用时保护电路3与大电流电源一起构成继电器驱动电路。

电阻测量电路4包括串联的电阻测量控制元件14和NTC10K测量电路15，所述NTC10K测量电路15包括串联的电阻测量标准电压和基准电压开关管20，基准电压开关管20为可开关的上拉电阻设计。

输出电路5包括并联的误差比较和输出电路16、电压反馈电路17和电流反馈电路18。所述误差比较和输出电路16优选使用运放功能三极管或分立元件三极管。电压反馈电路17包括电流电压反馈开关和电流模式控制元件19，所述电流电压反馈开关实现电压反馈和电流反馈的合成。电流反馈电路18和电压反馈电路17一同构成通用输出电路。

本发明提供的通用控制器及其控制电路各电路的主要功能，输出电路5完成输出的相关功能，包括：电压输出，电流输出，PWM（脉冲宽度调制）输出等。电阻测量电路7完成参考电阻的投入和切出。实现NTC10K，PT100测量。输入电路2完成外部输入信号的处理，包括：模拟电压输入，模拟电流输入。保护电路3完成EMC保护和继电器能量的卸放。

如图7所示，本发明提供的通用控制器各电路在各种工作模式下的状态表。其中，ADC接口：连接模数转换器，将处理完成的输入信号传输到ADC变成数字信号；DAC接口：连接数模转换器，通用通道接收DAC来的给定信号转换为输出量；电阻测量控制：该控制信号为真，将控制标准电阻投入，使电路变为分压结构，用以测量外部电阻；电流输出模式控制：该控制信号为真，电压反馈将被关闭，电流反馈优先，通道工作于电流模式；电流输入模式控制：该控制信号为真，将投入标准电阻，将外部输入的电流信号变成电压信号；继电器控制：该控制信号为真，将打开继电器控制管，外部继电器将吸合。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims

1. 一种通用控制器，包括通用通道控制电路（1）和外部接口，其特征在于：所述通用通道控制电路（1）包括用于对外部输入信号进行处理的输入电路（2）、用于EMC保护和继电器能量卸放的保护电路（3）、用于完成参考电阻投入和切出的电阻测量电路（4）和输出电路（5）；所述外部接口包括ADC接口（6）、DAC接口（7）和OUT接口（8），所述ADC接口（6）与输入电路（2）连接，所述DAC接口（7）与输出电路（5）连接，所述OUT接口（8）与保护电路（3）连接，所述输入电路（2）包括设计跟随器（9），所述设计跟随器（9）与保护电路（3）之间并联有电流转电压电阻（10），所述电流转电压电阻（10）连接有电阻模式控制元件（11）。

2. 根据权利要求1所述的通用控制器，其特征在于：所述保护电路（3）包括与继电器开关（12）连接的继电器控制元件（13）。

3. 根据权利要求2所述的通用控制器，其特征在于：所述电阻测量电路（4）包括串联的电阻测量控制元件（14）和NTC10K测量电路（15），所述NTC10K测量电路（15）包括串联的用来测量标准电压的电阻和基准电压开关管（20）。

4. 根据权利要求3所述的通用控制器，其特征在于：所述输出电路（5）包括并联的误差比较和输出电路（16）、电压反馈电路（17）和电流反馈电路（18）。

5. 根据权利要求4所述的通用控制器，其特征在于：所述误差比较和输出电路（16）包括运放功能三极管。

6. 根据权利要求5所述的通用控制器，其特征在于：所述电压反馈电路（17）包括电流电压反馈开关和电流模式控制元件（19）；所述电流电压反馈开关实现电压反馈和电流反馈的合成。