CN104483579A - 一种开关量采集电路 - Google Patents

一种开关量采集电路 Download PDF

Info

Publication number
CN104483579A
CN104483579A CN201410828699.0A CN201410828699A CN104483579A CN 104483579 A CN104483579 A CN 104483579A CN 201410828699 A CN201410828699 A CN 201410828699A CN 104483579 A CN104483579 A CN 104483579A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
connects
acquisition circuit
pin
isolation
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.)
Pending
Application number
CN201410828699.0A
Other languages
English (en)
Inventor
张志宝
许文专
张怡
张凤雏
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.)
JIANGYIN SFERE ELECTRIC CO Ltd
Original Assignee
JIANGYIN SFERE ELECTRIC CO Ltd
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 JIANGYIN SFERE ELECTRIC CO Ltd filed Critical JIANGYIN SFERE ELECTRIC CO Ltd
Priority to CN201410828699.0A priority Critical patent/CN104483579A/zh
Publication of CN104483579A publication Critical patent/CN104483579A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

本发明公开了一种开关量采集电路，包括控制电源模块、整流阈值模块、隔离模块、滤波整形模块和单片机接口模块。控制电源模块给开关量采集电路提供外接电源；整流阈值模块对控制电源模块进行整流，并提供隔离模块导通的阈值；隔离模块实现开关量输入端与单片机采集端的信号的隔离；滤波整形模块对隔离模块输出的信号进行滤波去耦，并将信号整形为稳定的电平信号；单片机接口模块采集滤波整形模块输出的电平信号。本发明的开关量采集电路抗干扰能力强，软件处理简单，可靠性高，电路简单，成本低廉。

Description

一种开关量采集电路
技术领域
本发明涉及电力设备保护以及工业自动化控制领域，特别是涉及一种开关量采集电路。
背景技术
目前，随着工业水平不断发展，在电力设备保护装置以及工业自动化控制领域，工业现场电磁干扰越来越严重，会在开关量采集信号端子上产生几十伏干扰电压，导致开关量采集不准确。传统开关量采集电路抗电磁干扰能力差，现场大多采用中间继电器解决电磁干扰，外部控制电源控制中间继电器线圈，中间继电器的触点再串入开关量信号输入电路，中间继电器线圈的动作电压大于现场干扰电压，防止干扰电压导致开关量采集不准确。但增加中间继电器后，现场布线复杂，且中间继电器体积较大，成本较高。此外，进入单片机的信号为脉冲信号时，会导致软件处理复杂，可靠性低。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种抗干扰能力强、软件处理简单、可靠性高的开关量采集电路。
发明内容：本发明所述的开关量采集电路，包括控制电源模块、整流阈值模块、隔离模块、滤波整形模块和单片机接口模块。
控制电源模块连接整流阈值模块，整流阈值模块连接隔离模块，隔离模块连接滤波整形模块，滤波整形模块连接单片机接口模块。
进一步，所述控制电源模块包括串联连接的控制电源S1和开关SB1。
进一步，所述整流阈值模块包括整流二极管U1、二极管D1和电阻R1。整流二极管U1的第一引脚连接所述控制电源模块的一端，整流二极管U1的第二引脚连接所述控制电源模块的另一端，整流二极管U1的第三引脚连接二极管D1的阴极，整流二极管U1的第四引脚连接电阻R1的一端。
进一步，所述整流二极管U1包括全波桥式整流电路。
进一步，所述二极管D1包括单向TVS二极管。
进一步，所述隔离模块包括线性光耦U2。线性光耦U2输入端的第一引脚连接所述整流阈值模块的一端，线性光耦U2输入端的第二引脚连接所述整流阈值模块的另一端，线性光耦U2输出端的第一引脚、第二引脚连接所述滤波整形模块。
进一步，所述滤波整形模块包括电阻R2、电容C1、电容C2、整形电路U3和电源VCC。电阻R2、电容C1和电容C2三者并联，并联后的电路一端接地，并联后的电路另一端分别连接所述隔离模块的一端和整形电路U3的一端，电源VCC连接所述隔离模块的另一端，整形电路U3的另一端连接所述单片机接口模块。
进一步，所述整形电路U3包括CMOS三态缓冲器。
进一步，所述单片机接口模块包括单片机I/O口。
控制电源模块给开关量采集电路提供外接电源；整流阈值模块对控制电源模块进行整流，并提供隔离模块导通的阈值；隔离模块实现开关量输入端与单片机采集端的信号的隔离；滤波整形模块对隔离模块输出的信号进行滤波去耦，并将信号整形为稳定的电平信号；单片机接口模块采集滤波整形模块输出的电平信号。
有益效果：本发明提供的开关量采集电路，通过合理选择整流阈值模块的阈值，可以提高工业现场的抗干扰能力；并且，无论控制电源的电压是交流电压还是直流电压，经过滤波整形模块后都能输出稳定的电平信号给单片机接口模块，使得软件处理简单，可靠性高；此外，本发明的电路简单、成本低廉。
附图说明
图1是本发明的组成框图；
图2是本发明的一种具体电路示意图；
图3是本发明的控制电源电压为直流电压时整形电路的输入端波形和输出端波形；
图4是本发明的控制电源电压为交流电压时整形电路的输入端波形和输出端波形。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的说明。
本发明的开关量采集电路的组成框图如图1所示，包括控制电源模块1、整流阈值模块2、隔离模块3、滤波整形模块4和单片机接口模块5。控制电源模块1连接整流阈值模块2，整流阈值模块2连接隔离模块3，隔离模块3连接滤波整形模块4，滤波整形模块4连接单片机接口模块5。
本发明的一种具体电路形式如图2所示。控制电源模块1包括控制电源S1和开关SB1，控制电源S1的一端连接开关SB1的一端。整流阈值模块2包括整流二极管U1、二极管D1和电阻R1。整流二极管U1的第一引脚连接开关SB1的另一端，整流二极管U1的第二引脚连接控制电源S1的另一端，整流二极管U1的第三引脚连接二极管D1的阴极，整流二极管U1的第四引脚连接电阻R1的一端。整流二极管U1采用全波桥式整流电路，二极管D1采用单向TVS二极管。隔离模块3包括线性光耦U2。线性光耦的输入端包括一只二极管，线性光耦的输出端包括一只三极管，为方便叙述，这里将线性光耦输入端的二极管的阳极称为线性光耦输入端的第一引脚，将线性光耦输入端的二极管的阴极称为线性光耦输入端的第二引脚，将线性光耦输出端的三极管的发射极称为线性光耦输出端的第一引脚，将线性光耦输出端的三极管的集电极称为线性光耦输出端的第二引脚。线性光耦U2输入端的第一引脚连接二极管D1的阳极，线性光耦U2输入端的第二引脚连接电阻R1的另一端，线性光耦U2输出端的第一引脚、第二引脚连接滤波整形模块4。滤波整形模块4包括电阻R2、电容C1、电容C2、整形电路U3和电源VCC。其中，将电阻R2、电容C1和电容C2称为滤波去耦电路。电阻R2、电容C1和电容C2三者并联，并联后的电路一端接地，并联后的电路另一端分别连接线性光耦U2输出端的第一引脚和整形电路U3的一端，电源VCC连接线性光耦U2输出端的第二引脚，整形电路U3的另一端连接单片机接口模块5。整形电路U3采用CMOS三态缓冲器。单片机接口模块5包括单片机I/O口。
控制电源模块1给开关量采集电路提供外接电源；整流阈值模块2对控制电源模块1进行整流，并提供隔离模块3导通的阈值；隔离模块3实现开关量输入端与单片机采集端的信号的隔离；滤波整形模块4对隔离模块3输出的信号进行滤波去耦，并将信号整形为稳定的电平信号；单片机接口模块5采集滤波整形模块4输出的电平信号。
控制电源模块1接通时，当控制电源S1的电压超过整流阈值模块2的阈值(即二极管D1的击穿电压)时，二极管D1反向击穿导通，隔离模块3的输入端有信号通过，隔离模块3的输出端导通。因此，通过合理选择整流阈值模块2的阈值，可以提高工业现场的抗干扰能力。
当控制电源S1的电压为直流电压时，整流二极管U1能够防止控制电源S1正负极反接而导致的隔离模块3的损坏，经过整流阈值模块2和隔离模块3后输出电平信号，然后经过滤波整形模块4中的滤波去耦电路后输出电平信号，并将此电平信号送至整形电路U3的输入端。如图3所示，经过整形电路U3后的输出信号为稳定的电平信号。
当控制电源S1的电压为交流电压时，整流二极管U1将控制电源S1整流成脉动的直流信号，经过隔离模块3后输出方波信号，然后经过滤波整形模块4中的滤波去耦电路后输出脉动的电平信号，并将此脉动的电平信号送至整形电路U3的输入端。如图4所示，经过整形电路U3后的输出信号为稳定的电平信号。
因此，控制电源S1为交流或直流电压时，整形电路U3均输出稳定的电平信号。
本发明提供的开关量采集电路，通过合理选择整流阈值模块2的阈值，可以提高工业现场的抗干扰能力；并且，无论控制电源的电压是交流电压还是直流电压，经过滤波整形模块4后都能输出稳定的电平信号给单片机接口模块5，使得软件处理简单，可靠性高；此外，本发明的电路简单、成本低廉。

Claims (9)

1.一种开关量采集电路，其特征在于：包括控制电源模块(1)、整流阈值模块(2)、隔离模块(3)、滤波整形模块(4)和单片机接口模块(5)；
控制电源模块(1)连接整流阈值模块(2)，整流阈值模块(2)连接隔离模块(3)，隔离模块(3)连接滤波整形模块(4)，滤波整形模块(4)连接单片机接口模块(5)。
2.根据权利要求1所述的开关量采集电路，其特征在于：所述控制电源模块(1)包括串联连接的控制电源S1和开关SB1。
3.根据权利要求1所述的开关量采集电路，其特征在于：所述整流阈值模块(2)包括整流二极管U1、二极管D1和电阻R1；整流二极管U1的第一引脚连接所述控制电源模块(1)的一端，整流二极管U1的第二引脚连接所述控制电源模块(1)的另一端，整流二极管U1的第三引脚连接二极管D1的阴极，整流二极管U1的第四引脚连接电阻R1的一端。
4.根据权利要求3所述的开关量采集电路，其特征在于：所述整流二极管U1包括全波桥式整流电路。
5.根据权利要求3所述的开关量采集电路，其特征在于：所述二极管D1包括单向TVS二极管。
6.根据权利要求1所述的开关量采集电路，其特征在于：所述隔离模块(3)包括线性光耦U2；线性光耦U2输入端的第一引脚连接所述整流阈值模块(2)的一端，线性光耦U2输入端的第二引脚连接所述整流阈值模块(2)的另一端，线性光耦U2输出端的第一引脚、第二引脚连接所述滤波整形模块(4)。
7.根据权利要求1所述的开关量采集电路，其特征在于：所述滤波整形模块(4)包括电阻R2、电容C1、电容C2、整形电路U3和电源VCC；电阻R2、电容C1和电容C2三者并联，并联后的电路一端接地，并联后的电路另一端分别连接所述隔离模块(3)的一端和整形电路U3的一端，电源VCC连接所述隔离模块(3)的另一端，整形电路U3的另一端连接所述单片机接口模块(5)。
8.根据权利要求7所述的开关量采集电路，其特征在于：所述整形电路U3包括CMOS三态缓冲器。
9.根据权利要求1所述的开关量采集电路，其特征在于：所述单片机接口模块(5)包括单片机I/O口。
CN201410828699.0A 2014-12-26 2014-12-26 一种开关量采集电路 Pending CN104483579A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410828699.0A CN104483579A (zh) 2014-12-26 2014-12-26 一种开关量采集电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410828699.0A CN104483579A (zh) 2014-12-26 2014-12-26 一种开关量采集电路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104483579A true CN104483579A (zh) 2015-04-01

Family

ID=52758144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410828699.0A Pending CN104483579A (zh) 2014-12-26 2014-12-26 一种开关量采集电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104483579A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104734331A (zh) * 2015-04-04 2015-06-24 佛山蓝途科技有限公司 一种用于双电源转换开关电器的电压取样电路
CN106291078A (zh) * 2015-06-10 2017-01-04 上海华建电力设备股份有限公司 一种开入量采集电路
CN107525527A (zh) * 2017-09-13 2017-12-29 深圳市海弘装备技术有限公司 一种带隔离抗干扰的比较输出电路
CN112799322A (zh) * 2020-12-28 2021-05-14 卡斯柯信号有限公司 一种多路开关量采集与处理装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60228974A (ja) * 1984-04-27 1985-11-14 Mitsubishi Electric Corp 開閉特性測定装置
WO2005104155A1 (de) * 2004-04-21 2005-11-03 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum ermitteln eines eine abnutzung von schaltkontakten eines leistungsschalters angebenden restschaltspiel-wertes
CN102169163A (zh) * 2010-12-30 2011-08-31 上海申瑞电力科技股份有限公司 交直流自适应的开关量采集电路及其采集方法
CN102508453A (zh) * 2011-11-08 2012-06-20 江苏斯菲尔电气股份有限公司 一种交直流数字量输入电路
CN103941132A (zh) * 2014-05-16 2014-07-23 浙江知祺电力自动化有限公司 微机保护装置抗干扰开关量检测电路
CN203849585U (zh) * 2014-05-20 2014-09-24 浙江知祺电力自动化有限公司 微机保护装置开关量检测电路
CN204302420U (zh) * 2014-12-26 2015-04-29 江苏斯菲尔电气股份有限公司 一种开关量采集电路

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60228974A (ja) * 1984-04-27 1985-11-14 Mitsubishi Electric Corp 開閉特性測定装置
WO2005104155A1 (de) * 2004-04-21 2005-11-03 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum ermitteln eines eine abnutzung von schaltkontakten eines leistungsschalters angebenden restschaltspiel-wertes
CN102169163A (zh) * 2010-12-30 2011-08-31 上海申瑞电力科技股份有限公司 交直流自适应的开关量采集电路及其采集方法
CN102508453A (zh) * 2011-11-08 2012-06-20 江苏斯菲尔电气股份有限公司 一种交直流数字量输入电路
CN103941132A (zh) * 2014-05-16 2014-07-23 浙江知祺电力自动化有限公司 微机保护装置抗干扰开关量检测电路
CN203849585U (zh) * 2014-05-20 2014-09-24 浙江知祺电力自动化有限公司 微机保护装置开关量检测电路
CN204302420U (zh) * 2014-12-26 2015-04-29 江苏斯菲尔电气股份有限公司 一种开关量采集电路

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张银鸿 等: "PROFIBUS-DP协议开关量管理器的开发", 《北京机械工业学院学报》 *
阳光: "一种使用锁存器和门电路实现开关量变位信号采集的方法", 《吉林电力》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104734331A (zh) * 2015-04-04 2015-06-24 佛山蓝途科技有限公司 一种用于双电源转换开关电器的电压取样电路
CN106291078A (zh) * 2015-06-10 2017-01-04 上海华建电力设备股份有限公司 一种开入量采集电路
CN107525527A (zh) * 2017-09-13 2017-12-29 深圳市海弘装备技术有限公司 一种带隔离抗干扰的比较输出电路
CN107525527B (zh) * 2017-09-13 2024-07-02 深圳市海弘装备技术有限公司 一种带隔离抗干扰的比较输出电路
CN112799322A (zh) * 2020-12-28 2021-05-14 卡斯柯信号有限公司 一种多路开关量采集与处理装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204465376U (zh) 逆变装置及其交流电压取样电路
CN103533721B (zh) 脉冲式电流led驱动电路
CN203688646U (zh) 过零检测电路
CN203705467U (zh) 一种机载频率信号的采集电路
CN104483579A (zh) 一种开关量采集电路
CN104698262A (zh) 一种过零检测电路及变频空调
CN204302420U (zh) 一种开关量采集电路
CN201955387U (zh) 载波通信用低功耗过零检测电路
CN107994636A (zh) 一种路边广告片蓄电池充放电状态检测装置
CN204556715U (zh) 一种过零检测电路及变频空调
CN203941243U (zh) 一种三相电缺相检测电路
CN203326865U (zh) 一种同步整流管驱动装置
CN204495864U (zh) 耐压保护电路
CN204903637U (zh) 高精度交流信号过零检测装置
CN204929306U (zh) 电磁加热控制系统的过压过零检测电路
CN106507521B (zh) 电磁加热控制系统的过压过零检测电路
CN203193595U (zh) 一种用于总线开关量输入模块的隔离装置
CN203225668U (zh) 一种变正弦交流电信号为锯齿波电信号的电路
CN103475074B (zh) 空载低损耗电池充电电路
CN105425022A (zh) 市电电压简易检测电路
CN206149162U (zh) 一种铀矿测井用中子管离子源驱动高压脉冲电源
CN204349794U (zh) 一种开关信号输入电路
CN203660985U (zh) 一种驱动信号检测反馈电路
CN202840996U (zh) 基于数字信号处理的逆变电源数字控制装置
CN209198534U (zh) 一种过零检测电路及装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150401