CN107505486A - 一种高压程控矩阵开关 - Google Patents

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周勇军
彭虎
李珊珊
姚旭成
吴传贵
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/20—Modifications of basic electric elements for use in electric measuring instruments; Structural combinations of such elements with such instruments
    • G01R1/206—Switches for connection of measuring instruments or electric motors to measuring loads

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

本发明涉及一种高压程控矩阵开关，包括串口转换模块、通讯处理模块、驱动模块、继电器矩阵、显示模块，串口转换模块连接于通讯处理模块传递开关信息，显示模块连接于通讯处理模块显示开关状态，驱动模块连接于通讯处理模块接收与锁存开关状态信息后驱动继电器矩阵进行开关动作，上位机通过串口并行发送开关动作信息和接收开关状态信息。本发明采用了低压驱动的高压继电器，能够满足高压信号的切换和测试需求，采用了模块化的设计，具备良好的拓展性，通过对比反馈的信息可以实现模块通道故障的快速定位。

Description

一种高压程控矩阵开关
技术领域
本发明涉及一种多通道高压绝缘信号的快速切换模块，具体的说是一种高压程控矩阵开关。
背景技术
目前测试设备中用于信号切换的矩阵开关主要是针对低压和弱信号的，主要采用模拟电子开关或小型继电器，利用PCI、PXI等底板总线接口实现对开关模块的控制，可以在有限的空间上实现高速、多通道的信号切换。但是，对于高压信号的测试设备，尤其是对产品进行绝缘测试时，常用的矩阵开发模块就无法满足设备的测试需求，所以需要研究设计出一种满足高压切换的开关模块。
作为高压切换的矩阵开关，在具备常用矩阵开关可程控的特点之外，该模块必须满足高压要求，在控制方式上要具有高可靠性，同时还要实现开关状态的监控。因此要重点解决以下几个方面的问题：
1)开关需采用体积小、低压控制的高压继电器，满足500V高压绝缘测试需求；
2)控制方式上采用串口通讯，通过帧格式的奇偶校验确保通讯的可靠性；
3)开关状态的监控，通过硬件处理状态信号的发送、对比和再发送，确保开关状态的监控和正确；
4)解决高压矩阵开关的方便可扩展问题，可以满足不同数量高压通道的测试需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提出一种高压程控矩阵开关，实现对高压程控矩阵开关的控制和状态显示。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种高压程控矩阵开关，包括串口转换模块、通讯处理模块、驱动模块、继电器矩阵、显示模块，所述串口转换模块连接于所述通讯处理模块传递开关信息，所述显示模块连接于所述通讯处理模块显示开关状态，所述驱动模块连接于所述通讯处理模块接收与锁存开关状态信息后驱动所述继电器矩阵。
所述串口转换模块采用统一标准接口，与上位机采用RS232串口通信，模块之间采用并行数据传输。
所述通讯处理模块包括第一可编程逻辑器件和第二可编程逻辑芯片，所述第一可编程逻辑器件和第二可编程逻辑芯片型号为EPM7128，所述的第一可编程逻辑器件包括与上位机通讯的串口电路，所述的第二可编程逻辑器件包括继电器开关译码信号产生电路和状态输出信号对比监控电路。
所述继电器矩阵包括m个高压继电器，可采用Pickering119-1-A-12/1D型继电器进行高压测试验证，其中m为正整数。
本发明的有益效果是：本发明满足了高压信号的切换和测试需求，通过开关状态监控，可以实现模块通道故障的快速定位。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的模块连接图；
图2为本发明的信号流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
如图1所示的模块连接图：
一种高压程控矩阵开关，包括串口转换模块1、通讯处理模块2、驱动模块3、继电器矩阵4、显示模块5，所述串口转换模块1连接于所述通讯处理模块2传递开关信息，所述显示模块5连接于所述通讯处理模块2显示开关状态，所述驱动模块3连接于所述通讯处理模块2接收与锁存开关状态信息后驱动所述继电器矩阵4。
所述串口转换模块1用于转换232电平，将232电平转换为TTL电平以供通讯处理模块进行处理。
所述通讯处理模块2的信号处理电路包括两片可编程逻辑器件EPM7128器件，其中可编程逻辑器件21用于接收和处理上位机的通讯信息和发送状态信息，另一片可编程逻辑器件22用于译码和锁存接收到的开关状态信息，所述可编程逻辑器件22连接所述驱动模块3，传递译码后的开关状态信息，所述驱动模块3能够将驱动信号进行放大和隔离，安全可靠地驱动高压继电器进行开关动作，同时将动作后的开关状态信息反馈给可编程逻辑芯片22，译码后得到继电器的实际开关状态，通过所述显示模块5，能够实时地显示出每个继电器的状态。同时，实时的状态数据通过可编程逻辑器件22传送给可编程逻辑器件21后锁存，通过RS232串口发送反馈到上位机，上位机通过对比发送和接收的开关状态信息，就能快速准确地排除继电器故障，确保开关动作可靠。
如图2所示的信号流程图，来自上位机的开关动作信息通过RS232串口并行发送，将从串口接收到的并行数据锁存待用，随后将得到的开关动作信息进行状态译码输出，通过驱动模块驱动继电器矩阵和通过显示模块显示开关状态，反馈得到的开关状态信息先进行状态数据锁存，随后通过串口发送到上位机进行分析判断。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种高压程控矩阵开关，其特征在于：包括串口转换模块(1)、通讯处理模块(2)、驱动模块(3)、继电器矩阵(4)、显示模块(5)，所述串口转换模块(1)连接于所述通讯处理模块(2)传递开关信息，所述显示模块(5)连接于所述通讯处理模块(2)显示开关状态，所述驱动模块(3)连接于所述通讯处理模块(2)接收与锁存开关状态信息后驱动所述继电器矩阵(4)。
2.根据权利要求1所述的一种高压程控矩阵开关，其特征在于：所述通讯处理模块(2)包括第一可编程逻辑器件(21)和第二可编程逻辑芯片(22)，所述第一可编程逻辑器件(21)和第二可编程逻辑芯片(22)型号为EPM7128。
3.根据权利要求2所述的一种高压程控矩阵开关，其特征在于：所述第一可编程逻辑器件(21)包括与上位机通讯的串口电路，所述的第二可编程逻辑器件(22)包括继电器开关译码信号产生电路和状态输出信号对比监控电路。
4.根据权利要求1所述的一种高压程控矩阵开关，其特征在于：所述串口转换模块(1)包括进行232串口电平转换电路。
5.根据权利要求1所述的一种高压程控矩阵开关，其特征在于：所述继电器矩阵(4)包括m个低压驱动的高压继电器，其型号为Pickering119-1-A-12/1D型继电器，其中m为正整数。
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