CN111630780B - 转换电路、转接板以及控制系统 - Google Patents

转换电路、转接板以及控制系统 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种转换电路、转接板及控制系统，该转换电路包括正向电路，正向电路的输入端用于接收第一信号；反向电路，反向电路的输入端用于接收第二信号；隔离电路，与正向电路和反向电路耦接，用于将第一信号或者第二信号转换为第三信号，隔离电路的输出端与控制系统耦接，控制系统从隔离电路接收第三信号。通过上述方式，本申请无需额外焊接电子元件，易于现场维护和调试。

Description

转换电路、转接板以及控制系统
技术领域
本申请涉及工业控制的技术领域，涉及一种转换电路、转接板及控制系统。
背景技术
目前控制系统需要从负载接收到多路反馈信号，而反馈信号的电平均为24V，控制系统所允许的电平小于24V，因此控制系统需要通过转接板接收反馈信号，反馈信号可以包括NPN型信号和PNP型信号。
本申请的发明人在长期的研发过程中发现，现有技术的转接板采用单端光耦，例如该转接板支持输入NPN型信号；在更换输入PNP型信号时，需要焊接电子元件，不便于现场维护和调试。
发明内容
为了解决现有技术的转接板存在的上述问题，本申请提供一种转换电路、转接板及控制系统。
为解决上述问题，本申请实施例提供了一种转换电路，其应用于控制系统，所述转换电路至少包括：
正向电路，所述正向电路的输入端用于接收第一信号；
反向电路，所述反向电路的输入端用于接收第二信号；
隔离电路，与所述正向电路和所述反向电路耦接，用于将所述第一信号或者所述第二信号转换为第三信号，所述隔离电路的输出端与所述控制系统耦接，所述控制系统从所述隔离电路接收所述第三信号。
为解决上述技术问题，本发还提供一种控制系统，其包括转换电路，所述控制系统通过所述转换电路从负载获取第一信号或者第二信号，所述转换电路至少包括：
正向电路，所述正向电路的输入端用于接收所述第一信号；
反向电路，所述反向电路的输入端用于接收所述第二信号；
隔离电路，与所述正向电路和所述反向电路耦接，用于将所述第一信号或者所述第二信号转换为第三信号，所述隔离电路的输出端与所述控制系统耦接，所述控制系统从所述隔离电路接收所述第三信号。
为解决上述技术问题，本发还提供一种转接板，其设置有上述转换电路。
与现有技术相比，本申请的转换电路包括正向电路，正向电路的输入端用于接收第一信号；反向电路，反向电路的输入端用于接收第二信号；隔离电路，与正向电路和反向电路耦接，用于将第一信号或者第二信号转换为第三信号，隔离电路的输出端与控制系统耦接，控制系统从隔离电路接收第三信号；该转换电路通过反向电路和正向电路能够接收到第一信号和第二信号，并将第一信号或者第二信号转换为第三信号，无需额外焊接电子元件，易于现场维护和调试。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请第一实施例的转换电路的原理示意图；
图2是图1中转换电路应用于控制系统的框架示意图；
图3是图1中转换电路的电路示意图；
图4是本申请第二实施例的转换电路的电路示意图；
图5是本申请第三实施例的转换电路的电路示意图；
图6是本申请第一实施例的转换板的示意图；
图7是本申请第一实施例的控制系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系，仅是为了方便描述本申请合简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
请参见图1-2所示，图1是本申请第一实施例的转换电路的原理示意图；图2是图1中转换电路应用于控制系统的框架示意图。本实施例所揭示的转换电路10应用于工业控制的控制系统20，控制系统20通过转换电路10从负载21接收到反馈信号。
其中，控制系统20可以包括PLC(可编程逻辑控制器，Programmable LogicController)或者CNC(计算机数控技术，omputerized Numerical Control)。PLC为应用于工业生产的一种数字运算操作的电子装置，通过数字或者模拟式的输入或输出控制机械。CNC根据用户预先设置好的加工程序，对被加工零件进行自动加工。
该转换电路10包括正向电路11、反向电路12和隔离电路13；正向电路11的输入端用于接收第一信号，反向电路12的输入端用于接收第二信号，反馈信号可以包括第一信号和第二信号。隔离电路13分别与正向电路11和反向电路12耦接，从正向电路11获取第一信号或者从反向电路12获取第二信号，用于将第一信号或者第二信号转换为第三信号，以使得控制系统20接收到的第三信号的电平满足控制系统20的要求。其中，第一信号的电平和第二信号的电平均为24V，第三信号的电平小于24V。
本实施例的转换电路10通过正向电路11接收第一信号或者通过反向电路12接收到第二信号，并将第一信号或者第二信号转换为第三信号，以使控制系统20接收到的第三信号的电平满足控制系统20的要求，无需额外焊接电子元件，易于现场维护和调试。
请参见图3所示，图3是图1中转换电路的电路示意图。其中，正向电路11的输入端可以为NPN型输入端，反向电路12的输入端可以为PNP型输入端。在NPN型输入端输入有效时，第一信号为低电平；在NPN型输入端输入无效时，第一信号为高电平。在PNP型输入端输入有效时，第二信号为高电平；在PNP型输入端输入无效时，第二信号为低电平。
其中，正向电路11至少包括第一电阻R1，第一电阻R1的一端用于接收第一信号，即第一电阻R1的一端为正向电路11的输入端；第一电阻R1的另一端与隔离电路13连接。
其中，反向电路12至少包括第二电阻R2、第三电阻R3和开关管Q，第二电阻R2的一端用于接收第二信号，即第二电阻R2的一端为反向电路12的输入端。第二电阻R2的另一端连接开关管Q的第一端，第三电阻R3的一端连接开关管Q的第一端，第三电阻R3的另一端接地。开关管Q的第二端与第一电阻R1的一端连接，即开关管Q的第二端与正向电路11的输入端连接；开关管Q的第三端与第三电阻R3的另一端连接。
隔离电路13包括光耦隔离器131和第四电阻R4，光耦隔离器131的第一输入端输入第一参考电压V1，光耦隔离器131的第二端与第一电阻R1的另一端连接，光耦隔离器131的第三端与第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一端输入第二参考电压V2，光耦隔离器131的第四端接地，光耦隔离器131的第三端为隔离电路13的输出端。
其中，光耦隔离器131包括发光器D1和受光器D2，发光器D1的正极输入第一参考电压V1，发光器D1的负极连接第一电阻R1，受光器D2的一端连接第四电阻R4，受光器D2的另一端接地。
其中，第一参考电压V1可为24V，第二参考电压V2可以为3.3V。
以下具体描述该转换电路的具体工作原理。
在正向电路11的输入端接收到第一信号为低电平，即NPN型输入端输入有效时，发光器D1的电流大于发光器D1发光的额定电流，发光器D1发光，受光器D2导通；此时光耦隔离器131导通，隔离电路13的输出端输出低电平，第三信号为低电平。
在正向电路11的输入端接收到第一信号为高电平，即NPN型输入端输入无效时，发光器D1的电流小于发光器D1发光的额定电流，发光器D1不发光，受光器D2截止；此时光耦隔离器131截止，隔离电路13的输出端的电平与第二参考电压V2电平相同，即隔离电路13的输出端输出高电平，第三信号为高电平。
在反向电路12的输入端接收到第二信号为高电平，即PNP型输入端输入有效时，开关管Q导通，发光器D1的电流大于发光器D1发光的额定电流，发光器D1发光，受光器D2导通；此时光耦隔离器131导通，隔离电路13的输出端输出低电平，第三信号为低电平。
在反向电路12的输入端接收到第二信号为低电平，即PNP型输入端输入无效时，开关管Q截止，发光器D1不发光，受光器D2截止；此时光耦隔离器131截止，隔离电路13的输出端的电平与第二参考电压V2电平相同，即隔离电路13的输出端输出高电平，第三信号为高电平。
本实施例的转换电路10既可作为NPN型输入端输入，也可作为PNP型输入端输入，能够更换输入类型，无需额外焊接电子元件，易于现场维护和调试，降低电路的复杂度，提高效率。
本申请提供第二实施例的转换电路，如图4所示，该实施例所揭示的转换电路在第一实施例所揭示的转换电路10的基础上进行描述：该开关管Q为NPN三极管，其中开关管Q的第一端为NPN三极管的基极，开关管Q的第二端为NPN三极管的集电极，开关管Q的第三端为NPN三极管的发射极。
在反向电路12的输入端接收到第二信号为高电平时，NPN三极管的基极的电平为高电平，NPN三极管进入饱和区，NPN三极管的集电极和发射极导通。
在反向电路12的输入端接收到第二信号为低电平时，NPN三极管的基极的电平为低电平，NPN三极管进入截止区，NPN三极管的集电极和发射极截止。
本实施例所揭示的转换电路的开关管Q为NPN三极管，避免使用机械选择开关，提高转换电路的可靠性。
本申请提供第三实施例的转换电路，如图5所示，该实施例所揭示的转换电路在第一实施例所揭示的转换电路10的基础上进行描述：该开关管Q为N型MOS管，其中开关管Q的第一端为N型MOS管的栅极，开关管Q的第二端为N型MOS管的漏极，开关管Q的第三端为N型MOS管的源极。
在反向电路12的输入端接收到第二信号为高电平时，N型MOS管的栅极的电平为高电平，N型MOS管导通。
在反向电路12的输入端接收到第二信号为低电平时，N型MOS管的栅极的电平为低电平，N型MOS管截止。
本实施例所揭示的转换电路的开关管Q为N型MOS管，避免使用机械选择开关，提高转换电路的可靠性。
本申请进一步提供第一实施例的转接板，如图6所示，转接板60设置有转换电路61，该转换电路61上述实施例所揭示的转换电路，在此不再赘述。
本申请进一步提供第一实施例的控制系统，如图7所示，该控制系统70包括转换电路71，控制系统70通过转换电路71从负载72获取第一信号或者第二信号，该转换电路71上述实施例所揭示的转换电路，在此不再赘述。
综上所述，本申请的转换电路既可作为NPN型输入端输入，也可作为PNP型输入端输入，能够更换输入类型，无需额外焊接电子元件，易于现场维护和调试，降低电路的复杂度，提高效率；此外，开关管Q为NPN三极管或者N型MOS管，避免使用机械选择开关，提高转换电路的可靠性。
需要说明的是，以上各实施例均属于同一发明构思，各实施例的描述各有侧重，在个别实施例中描述未详尽之处，可参考其他实施例中的描述。可以理解，本申请各实施例可以单独使用，也可以结合其他实施例中的技术特征使用，本申请各实施例的组合仍属于本发明的保护范围之内。
以上对本申请实施例所提供的保护电路和控制系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (7)

1.一种转换电路，其特征在于，所述转换电路应用于控制系统，所述转换电路至少包括：
正向电路，所述正向电路的输入端用于接收第一信号；
反向电路，所述反向电路的输入端用于接收第二信号；
隔离电路，与所述正向电路和所述反向电路耦接，用于将所述第一信号或者所述第二信号转换为第三信号，所述隔离电路的输出端与所述控制系统耦接，所述控制系统从所述隔离电路接收所述第三信号；
其中，所述正向电路至少包括第一电阻，所述第一电阻的一端用于接收所述第一信号，所述第一电阻的另一端与所述隔离电路连接；
所述反向电路至少包括第二电阻、第三电阻和开关管，所述第二电阻的一端用于接收所述第二信号，所述第二电阻的另一端连接所述开关管的第一端，所述第三电阻的一端连接所述开关管的第一端，所述第三电阻的另一端接地，所述开关管的第二端与所述第一电阻的一端连接，所述开关管的第三端与所述第三电阻的另一端连接；
所述隔离电路包括光耦隔离器和第四电阻，所述光耦隔离器的第一端输入第一参考电压，所述光耦隔离器的第二端与所述第一电阻的另一端连接，所述光耦隔离器的第三端与所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端输入第二参考电压，所述光耦隔离器的第四端接地，所述光耦隔离器的第三端为所述隔离电路的输出端；
其中，在所述第一信号为高电平时，所述光耦隔离器截止，所述第三信号为高电平；在所述第一信号为低电平时，所述光耦隔离器导通，所述第三信号为低电平；
在所述第二信号为高电平时，所述光耦隔离器导通，所述第三信号为低电平；在所述第二信号为低电平时，所述光耦隔离器截止，所述第三信号为高电平。
2.根据权利要求1所述的转换电路，其特征在于，所述开关管为NPN三极管，所述开关管的第一端为所述NPN三极管的基极，所述开关管的第二端为所述NPN三极管的集电极，所述开关管的第三端为所述NPN三极管的发射极。
3.根据权利要求1所述的转换电路，其特征在于，所述开关管为N型MOS管，所述开关管的第一端为所述N型MOS管的栅极，所述开关管的第二端为所述N型MOS管的漏极，所述开关管的第三端为所述N型MOS管的源极。
4.一种控制系统，其特征在于，所述控制系统包括转换电路，所述控制系统通过所述转换电路从负载获取第一信号或者第二信号，所述转换电路至少包括：
正向电路，所述正向电路的输入端用于接收所述第一信号；
反向电路，所述反向电路的输入端用于接收所述第二信号；
隔离电路，与所述正向电路和所述反向电路耦接，用于将所述第一信号或者所述第二信号转换为第三信号，所述隔离电路的输出端与所述控制系统耦接，所述控制系统从所述隔离电路接收所述第三信号；
其中，所述正向电路至少包括第一电阻，所述第一电阻的一端用于接收所述第一信号，所述第一电阻的另一端与所述隔离电路连接；
所述反向电路至少包括第二电阻、第三电阻和开关管，所述第二电阻的一端用于接收所述第二信号，所述第二电阻的另一端连接所述开关管的第一端，所述第三电阻的一端连接所述开关管的第一端，所述第三电阻的另一端接地，所述开关管的第二端与所述第一电阻的一端连接，所述开关管的第三端与所述第三电阻的另一端连接；
所述隔离电路包括光耦隔离器和第四电阻，所述光耦隔离器的第一端输入第一参考电压，所述光耦隔离器的第二端与所述第一电阻的另一端连接，所述光耦隔离器的第三端与所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端输入第二参考电压，所述光耦隔离器的第四端接地，所述光耦隔离器的第三端为所述隔离电路的输出端；
其中，在所述第一信号为高电平时，所述光耦隔离器截止，所述第三信号为高电平；在所述第一信号为低电平时，所述光耦隔离器导通，所述第三信号为低电平；
在所述第二信号为高电平时，所述光耦隔离器导通，所述第三信号为低电平；在所述第二信号为低电平时，所述光耦隔离器截止，所述第三信号为高电平。
5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述开关管为NPN三极管，所述开关管的第一端为所述NPN三极管的基极，所述开关管的第二端为所述NPN三极管的集电极，所述开关管的第三端为所述NPN三极管的发射极。
6.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述开关管为N型MOS管，所述开关管的第一端为所述N型MOS管的栅极，所述开关管的第二端为所述N型MOS管的漏极，所述开关管的第三端为所述N型MOS管的源极。
7.一种转接板，其特征在于，所述转接板设置有如权利要求1-3任意一项所述的转换电路。
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