CN111014903B - 抗干扰的开关信号处理电路和焊割设备 - Google Patents
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Abstract
一种在高频高压放电环境下的高可靠、高抗干扰的开关信号处理电路，采用了易于采购的钨丝灯泡和光敏电阻组成枪开关信号采样电路，且舍弃了在高频高压环境下易损坏的半导体器件，使得开关信号处理电路瞬时耐压高，防高频高压干扰强，避免了开关信号误判断，具有电路元器件不易损坏，生产简单，元器件少及成本低的效果。
Description
技术领域
本申请属于电子电路技术领域，尤其涉及一种抗干扰的开关信号处理电路和焊割设备。
背景技术
在TIG(Tungsten Inert Gas Welding，非熔化极惰性气体保护电弧焊)/CUT(切割机)等焊割设备中，经常采用高频高压非接触式引弧方式，引弧电压高达8000V。一般情况下，焊割设备的枪开关距离高压引弧点很近，高频、高压干扰信号会通过枪开关线路引入到焊割设备主控板导致设备工作异常或损坏。
为了消除干扰，传统的焊枪开关电路采用了高压电容、电感、电阻及光耦、二极管等器件组成的电路来抑制与消除干扰，虽然使得干扰得到了有效的抑制，但抑制电路中的光耦、二极管等半导体器件以及电容、电阻等器件很难承受高频高压的经常冲击，容易造成设备损坏或异常；而且采用了多个电容、电感、电阻以及光耦、二级管等半导体器件，元件数量多，导致成本也高。
发明内容
本申请的目的在于提供一种抗干扰的开关信号处理电路，旨在解决传统的应用在高频高压干的开关信号电路存在的可靠性差，成本低的问题。
本申请实施例的第一方面提了一种抗干扰的开关信号处理电路，与开关连接，所述开关信号处理电路包括：
钨丝灯泡，与所述开关串联连接在交流电源两端；
光敏电阻，与所述钨丝灯泡相对设置；
分压器，与所述光敏电阻串联并接入工作电压，在共接点输出分压信号；
滤波模块，与所述共接点连接，对所述分压信号滤波后输出；以及
采样模块，与所述滤波模块的输出端连接，根据滤波后的所述分压信号确定所述开关的开关状态。
在其中一个实施例中，还包括一避光盒所述钨丝灯泡和所述光敏电阻设置在避光盒内。
在其中一个实施例中，所述钨丝灯泡为小电珠。
在其中一个实施例中，所述滤波模块包括一滤波电容，所述滤波电容的一端作为所述滤波模块的输出端与所述共接点连接，另一端接地。
在其中一个实施例中，所述滤波模块还包括一滤波电阻，所述滤波电阻连接在所述共接点和所述滤波电容的一端之间。
在其中一个实施例中，还包括第一钳位二极管和第二钳位二极管，所述第一钳位二极管的阳极和所述第二钳位二极管的阴极与所述滤波模块的输出端连接，所述第一钳位二极管的阴极接工作电源，所述第二钳位二极管的阳极接地。
在其中一个实施例中，还包括一变压器，所述变压器的初级绕组连接交流电源，所述钨丝灯泡与所述开关串联连接在所述变压器的次级绕组的两端。
在其中一个实施例中，所述光敏电阻的第一端连接工作电源，第二端连接所述分压器的第一端，所述分压器的第二端接地。
在其中一个实施例中，所述分压器的第一端连接工作电源，所述分压器的第二端连接所述光敏电阻的第一端，所述光敏电阻的第二端接地。
在其中一个实施例中，所述分压器为电阻。
本申请实施例的第二方面提了一种焊割设备，包括焊枪开关，以及如上所述的抗干扰的开关信号处理电路。
上述的抗干扰的开关信号处理电路和焊割设备采用了易于采购的钨丝灯泡和光敏电阻组成的枪开关信号采样电路，且舍弃了半导体器件，使得开关信号处理电路瞬时耐压高，防高频高压干扰强，避免了开关信号误判断，具有电路元器件不易损坏，生产简单，元器件少及成本低的效果。
附图说明
图1为本申请实施例提供的抗干扰的开关信号处理电路的示例电路图。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
请参阅图1，本申请实施例提供的一种抗干扰的开关信号处理电路可应用于焊割设备，与焊割设备的焊枪开关S1连接，用于确定开关S1的开闭状态。开关信号处理电路包括：钨丝灯泡L1、光敏电阻R1、分压器R2、滤波模块10及采样模块20。
钨丝灯泡L1与开关S1串联连接在交流电源AC两端；光敏电阻R1与钨丝灯泡L1相对设置；分压器R2与光敏电阻R1串联并接入工作电压，在分压器R2与光敏电阻R1的共接点输出分压信号；滤波模块10与共接点连接，对分压信号滤波后输出；采样模块20与滤波模块10的输出端连接，根据滤波后的分压信号Val确定开关S1的开关S1状态。
钨丝灯泡L1能稳定地工作在交流电源AC下，且成本低，可靠性高，即使出现损坏也容易更换，光敏电阻R1感应钨丝灯泡L1的发给的光线而改变自身阻值，从而能改变与分压器R2的共接点的输出的电压信号的大小，采样模块20根据电压信号的变化确定开关S1的开关S1状态。
可选地，钨丝灯泡L1和光敏电阻R1被设置在避光盒30内，钨丝灯泡L1和光敏电阻R1的两端用引线引出避光盒30外。避光盒30能对钨丝灯泡L1和光敏电阻R1进行保护，同时阻挡外界光线对光敏电阻R1进行干扰。在其中一个实施例中，钨丝灯泡L1为小电珠。
可选地，开关信号处理电路还包括一变压器T1，所述变压器T1的初级绕组连接交流电源AC，所述钨丝灯泡L1与所述开关S1串联连接在所述变压器T1的次级绕组的两端，通过变压器T1对交流电源AC的电压进行降压后给钨丝灯泡L1供电，以降低能耗，提供可靠性。
可选地，滤波模块10包括一滤波电容C1，滤波电容C1的一端作为滤波模块10的输出端与共接点连接，另一端接地，进一步还包括一滤波电阻R3，滤波电阻R3连接在共接点和滤波电容C1的一端之间。滤波模块10对分压信号进行滤波，而提高采样模块20对分压信号的判断准确率。
在其中一个实施例中，还包括第一钳位二极管D1和第二钳位二极管D2，第一钳位二极管D1的阳极和第二钳位二极管D2的阴极与滤波模块10的输出端连接，第一钳位二极管D1的阴极接工作电源，第二钳位二极管D2的阳极接地。第一钳位二极管D1和第二钳位二极管D2对滤波模块10的输出端的电位进行限制，而使采样模块20能准确识别。
在其中一个实施例中，光敏电阻R1的第一端连接工作电源，第二端连接分压器R2的第一端，分压器R2的第二端接地。在另一个实施例中，分压器R2的第一端连接工作电源，分压器R2的第二端连接光敏电阻R1的第一端，光敏电阻R1的第二端接地。分压器R2为电阻，或半导体器件等。采样模块20可以为单片机或FPGA等。
工作过程如下：开关S1按下，交流电源AC给避光盒30中的小电珠L1供电，小电珠L1在电流的作用下迅速点亮，避光盒30中的光敏电阻R1接收到光后电阻值发生急剧改变，工作电源VCC经过分压电阻R2与光敏电阻R1，在光敏电阻R1上产生的分压值也瞬时改变，分压值经过滤波电阻R3及滤波电容C1得到较好的分压信号Val，在钳位二极管D1、D2的钳位作用下，分压信号Val进入采样模块20的ADC_IN0采样口进行采样，采样模块20根据采样值进行判断开关S1的状态是开启状态。
开关S1没有按下，避光盒30中的小电珠L1不亮，避光盒30中的光敏电阻R1电阻值不变且保持很大的阻值，工作电源VCC经过分压电阻R2与光敏电阻R1，在光敏电阻R1上产生很大的分压值，分压值经过滤波电阻R3及滤波电容C1得到较好的分压信号Val，在钳位二极管D1、D2的钳位作用下，分压信号Val进入采样模块20的ADC_IN0采样口进行采样，采样模块20根据采样值进行计算判断焊机开关的状态是关闭状态。
上述的开关信号处理电路采用了易于采购的钨丝灯泡L1和光敏电阻R1组成的开关S1信号采样电路，且舍弃了半导体器件，使得开关信号处理电路瞬时耐压高，防高频高压干扰强，避免了开关S1信号误判断，具有电路元器件不易损坏，生产简单，元器件少及成本低的效果。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种抗干扰的开关信号处理电路，与开关连接，其特征在于，所述开关信号处理电路包括：
钨丝灯泡，与所述开关串联连接在交流电源两端；
光敏电阻，与所述钨丝灯泡相对设置；
分压器，与所述光敏电阻串联并接入工作电压，在共接点输出分压信号；
滤波模块，与所述共接点连接，对所述分压信号滤波后输出；
采样模块，与所述滤波模块的输出端连接，根据滤波后的所述分压信号确定所述开关的开关状态；以及
第一钳位二极管和第二钳位二极管，所述第一钳位二极管的阳极和所述第二钳位二极管的阴极与所述滤波模块的输出端连接，所述第一钳位二极管的阴极接工作电源，所述第二钳位二极管的阳极接地；
所述滤波模块包括一滤波电容和一滤波电阻，所述滤波电容的一端作为所述滤波模块的输出端与所述共接点连接，另一端接地；所述滤波电阻连接在所述共接点和所述滤波电容的一端之间；
还包括一避光盒，所述钨丝灯泡和所述光敏电阻设置在避光盒内。
2.如权利要求1所述的开关信号处理电路，其特征在于，所述钨丝灯泡为小电珠。
3.如权利要求1所述的开关信号处理电路，其特征在于，还包括一变压器，所述变压器的初级绕组连接交流电源，所述钨丝灯泡与所述开关串联连接在所述变压器的次级绕组的两端。
4.如权利要求1所述的开关信号处理电路，其特征在于，所述光敏电阻的第一端连接工作电源，第二端连接所述分压器的第一端，所述分压器的第二端接地；或
所述分压器的第一端连接工作电源，所述分压器的第二端连接所述光敏电阻的第一端，所述光敏电阻的第二端接地。
5.如权利要求4所述的开关信号处理电路，其特征在于，所述分压器为电阻。
6.一种焊割设备，包括焊枪开关，其特征在于，还包括权利要求1至5任一项所述的抗干扰的开关信号处理电路。
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