CN201408979Y - 用于控制器的保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于控制器的保护电路，用于对控制器进行过电保护，包括：限流分压器，用于对输入信号进行限流分压，输出第一信号；滤波限压器，用于对所述第一信号进行滤波限流处理，输出第二信号；滤波整形器，用于对所述第二信号进行滤波整形处理，输出第三信号；开关装置，响应于所述第三信号进行开关动作。通过根据本实用新型的电路，能实现模拟量电压输入，4－20mA电流信号输入，开关量输入以及高速计数输入共用一个输入端口。输入信号稳定可靠，成本低，并且可以进行错误电压输入自我保护。
Description
技术领域
本实用新型涉及保护电路，更具体地涉及用于控制器的保护电路。
背景技术
在工程车辆控制器中，模拟量电压输入，4-20mA电流信号输入，开关量输入以及高速计数输入是输入端口分离的，模拟量电压输入以及4-20mA电流信号不带电压保护。通常采用光电隔离的技术来实现开关量输入以及高速技术输入，成本较好。因此，为了解决输入点资源利用率低的技术问题，为了降低硬件成本，实现输入点稳定可靠的技术效果。存在着对用于控制器的保护电路的需求。
实用新型内容
为了解决上述技术问题至少之一，本实用新型提供了一种用于控制器的保护电路，用于对控制器进行过电保护，包括：限流分压器，用于对输入信号进行限流分压，输出第一信号；滤波限压器，用于对所述第一信号进行滤波限流处理，输出第二信号；滤波整形器，用于对所述第二信号进行滤波整形处理，输出第三信号；开关装置，响应于所述第三信号进行开关动作。
在一个实施例中，所述限流分压器包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1和第二电容C2，其中，所述第一电阻R1的第一端为所述控制器电路的输入端，所述第一电阻R1的第二端连接至所述第一电容C1的第一端以及所述第二电阻R2的第一端，第二电容C2的第一端连接至所述第二电阻R2的第二端，所述第三电阻R3的第一端连接至所述第二电阻的第二端，所述第一电容C1的第二端、所述第二电容C2的第二端和所述第三电阻R3的第二端均接地。
在另一个实施例中，所述第一电阻R1的阻值、所述第二电阻R2的阻值和所述第三电阻R3的阻值均大于等于10kΩ且小于等于40kΩ，所述第一电容C1的电容值和所述第二电容C2的电容值均大于等于1000PF，工作电压均大于等于50V。所述滤波限压器为跟随器U1。
所述滤波整形器包括比较器和第四电阻R4，所述第三信号为标准方波信号，所述第四电阻R4连接在所述比较器的输出端和参考电压之间。所述第四电阻R4的阻值大于等于5kΩ且小于等于100kΩ。
所述开关装置包括晶体管Q1、第六电阻R6和第七电阻R7，其中，所述滤波整形器通过所述第六电阻R6连接至所述晶体管Q1的栅极，所述晶体管Q1的漏极通过所述第七电阻R7连接至所述控制器电路的输入端，所述晶体管Q1的源极接地。所述第六电阻R6的阻值大于等于1Ω且小于等于100Ω，所述第七电阻R7的阻值大于等于230Ω且小于等于250Ω，所述晶体管Q1为MOS管，其内阻小于10Ω。所述跟随器U1为通用运算放大器，其内阻小于10Ω。在所述第三信号大于阈值时，所述开关电路断开，实现对控制器的保护。
从而，解决了输入点资源利用率低的技术问题，降低了硬件成本，实现了输入点稳定可靠的技术效果。
附图说明
通过下面结合附图的具体描述可以更清楚地理解本实用新型的上述和其他方面、特征以及其他优点。
图1示出了根据本实用新型的一个实施例的保护电路的框图；以及
图2示出了图1示出的保护电路的电路图。
具体实施方式
下面将参考附图具体描述本实用新型的示例性实施例。
图1示出了根据本实用新型的一个实施例的保护电路的框图。
用于控制器的保护电路100用于对控制器进行过电保护，包括：限流分压器102，用于对输入信号进行限流分压，输出第一信号；滤波限压器104，用于对所述第一信号进行滤波限流处理，输出第二信号；滤波整形器106，用于对所述第二信号进行滤波整形处理，输出第三信号；开关装置108，响应于所述第三信号进行开关动作。
具体电路图如图2所示。所述限流分压器102包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1和第二电容C2，其中，所述第一电阻R1的第一端为所述控制器电路的输入端，所述第一电阻R1的第二端连接至所述第一电容C1的第一端以及所述第二电阻R2的第一端，第二电容C2的第一端连接至所述第二电阻R2的第二端，所述第三电阻R3的第一端连接至所述第二电阻的第二端，所述第一电容C1的第二端、所述第二电容C2的第二端和所述第三电阻R3的第二端均接地。
所述第一电阻R1的阻值、所述第二电阻R2的阻值和所述第三电阻R3的阻值均大于等于10kΩ且小于等于40kΩ，所述第一电容C1的电容值和所述第二电容C2的电容值均大于等于1000PF，工作电压均大于等于50V。所述滤波限压器为跟随器U1。
所述滤波整形器包括比较器和第四电阻R4，所述第三信号为标准方波信号，所述第四电阻R4连接在所述比较器的输出端和参考电压之间。所述第四电阻R4的阻值大于等于5kΩ且小于等于100kΩ。
所述开关装置包括晶体管Q1、第六电阻R6和第七电阻R7，其中，所述滤波整形器通过所述第六电阻R6连接至所述晶体管Q1的栅极，所述晶体管Q1的漏极通过所述第七电阻R7连接至所述控制器电路的输入端，所述晶体管Q1的源极接地。所述第六电阻R6的阻值大于等于1Ω且小于等于100Ω，所述第七电阻R7的阻值大于等于230Ω且小于等于250Ω，所述晶体管Q1为MOS管，其内阻小于10Ω。所述跟随器U1为通用运算放大器，其内阻小于10Ω。在所述第三信号大于阈值时，所述开关电路断开，实现对控制器的保护。
控制器采用的CPU是英飞凌的TC1796，内核电压为+1.5V，外围电压为+3.3V，模拟量参考电压为+3.3V。工程车辆正常工作电压为+24V系统。INPUT开关量输入以及高速计数输入有高电平有效电压为大于+5V，低电平有效电压小于+5V。模拟量输入电压范围0-10V，4-20mA电流信号对应模拟量电压为1-5V。模拟量电压输入，4-20mA电流信号输入，开关量输入以及高速计数输入共用一个输入端口。
开关量高速计数模拟量输入经过R1＝33kΩ，R2＝33kΩ，R3＝33kΩ，C1＝1000PF，C2＝1000PF进行∏型滤波限流分压，进入U2(LM2902)跟随器进行隔离滤波限压，使输入电压不超过TC1796的外围接口最高电压+3.78V。
经过U2(LM2902)运放器组成的跟随器后，一路AN1进入TC1796的AD输入模块进行模拟量采集。一路进入U2(LM2901)比较器进行滤波整形处理，使高速计数以及开关量变成标准的方波信号。一路信号进入TC1796的GTPA时间阵列模块，进行开关量，高数计数采集。
一路信号通过R6进入Q1(MOS管BS170)的栅极，对电流信号采集电阻R6进行接地控制。利用U2(LM2901)比较器的作用，对4-20mA电流信号采集进行硬件保护处理。在通用控制器上电瞬间，利用U2(LM2901)比较器的输出是开漏输出，通过上拉电阻R4使U2(LM2901)的输出管退1脚在通用控制器上电瞬间为高电平，通过R6打开Q1(MOS管BS170)，使R7(2010封装)的250欧姆电阻接地。这样就完成了4-20mA电流信号采集，如果输入不是4-20mA电流信号，只要电压大于5V，通过U2(LM2901)比较器就会关闭Q1(MOS管BS170)，从而使采集电流电阻R7与地断开，达到了保护分离的作用。
器件适用参数范围：
10k＜＝R1＜＝40k，10k＜＝R2＜＝40k，10k＜＝R3＜＝40k，5k＜＝R4＜＝100k
1欧姆＜＝R6＜＝100欧姆；
R7：230欧姆＜＝R7＜＝250欧姆
Q1为MOS管，内阻小于10欧姆
U1为通用运放
U2为通用比较器
C1：C1＞＝1000PF，工作电压＞＝50V
C2：C2＞＝1000PF，工作电压＞＝50V
该设计电路适用于输入电压范围为：0-80V范围。
通过根据本实用新型的电路，能实现模拟量电压输入，4-20mA电流信号输入，开关量输入以及高速计数输入共用一个输入端口。输入信号稳定可靠，成本低，并且可以进行错误电压输入自我保护。
尽管已经描述了本实用新型的不同实施例，但是对于本领域技术人员来说，在本实用新型的范围内可能存在更多的实施例和实现方式。根据实用新型的任何变化和改变均落入权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于控制器的保护电路，用于对控制器进行过电保护，其特征在于，包括：
限流分压器，用于对输入信号进行限流分压，输出第一信号；
滤波限压器，用于对所述第一信号进行滤波限流处理，输出第二信号；
滤波整形器，用于对所述第二信号进行滤波整形处理，输出第三信号；
开关装置，响应于所述第三信号进行开关动作。
2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述限流分压器包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1和第二电容C2，其中，所述第一电阻R1的第一端为所述控制器电路的输入端，所述第一电阻R1的第二端连接至所述第一电容C1的第一端以及所述第二电阻R2的第一端，第二电容C2的第一端连接至所述第二电阻R2的第二端，所述第三电阻R3的第一端连接至所述第二电阻的第二端，所述第一电容C1的第二端、所述第二电容C2的第二端和所述第三电阻R3的第二端均接地。
3.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述第一电阻R1的阻值、所述第二电阻R2的阻值和所述第三电阻R3的阻值均大于等于10kΩ且小于等于40kΩ，所述第一电容C1的电容值和所述第二电容C2的电容值均大于等于1000PF，工作电压均大于等于50V。
4.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述滤波限压器为跟随器U1。
5.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述滤波整形器包括比较器和第四电阻R4，所述第三信号为标准方波信号，所述第四电阻R4连接在所述比较器的输出端和参考电压之间。
6.根据权利要求5所述的保护电路，其特征在于，所述第四电阻R4的阻值大于等于5kΩ且小于等于100kΩ。
7.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述开关装置包括晶体管Q1、第六电阻R6和第七电阻R7，其中，所述滤波整形器通过所述第六电阻R6连接至所述晶体管Q1的栅极，所述晶体管Q1的漏极通过所述第七电阻R7连接至所述控制器电路的输入端，所述晶体管Q1的源极接地。
8.根据权利要求7所述的保护电路，其特征在于，所述第六电阻R6的阻值大于等于1Ω且小于等于100Ω，所述第七电阻R7的阻值大于等于230Ω且小于等于250Ω，所述晶体管Q1为MOS管，其内阻小于10Ω。
9.根据权利要求4所述的保护电路，其特征在于，所述跟随器U1为通用运算放大器，其内阻小于10Ω。
10.根据权利要求1至9任一项所述的保护电路，其特征在于，在所述第三信号大于阈值时，所述开关电路断开，实现对控制器的保护。
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|---|---|---|---|---|
| CN101527446B (zh) * | 2009-03-31 | 2011-12-21 | 北京易斯路电子有限公司 | 用于控制器的保护电路 |
| CN108767817A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-11-06 | 北京建工博海建设有限公司 | 一种施工现场临时用电故障报警装置 |
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2009
- 2009-03-31 CN CN2009201066373U patent/CN201408979Y/zh not_active Expired - Lifetime
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