CN214751501U - Plc模块电源及扩展电路板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种PLC模块电源及扩展电路板，包括底板和设置在底板上的电源模块、第一插槽、第二插槽、第三插槽、第四插槽和信号增强电路；所述电源模块为所述第一插槽、第二插槽、第三插槽、第四插槽和信号增强电路供电；所述第一插槽与所述第二插槽电连接；所述第二插槽与所述第三插槽以及信号增强电路电连接；所述信号增强电路与所述第四插槽电连接；其中，所述第一插槽、第二插槽、第三插槽、第四插槽为PCIE插槽。本实用新型的PLC模块电源及扩展电路板模块集成化高、空间节约。

Description

PLC模块电源及扩展电路板

技术领域

本实用新型涉及一种PLC模块电源及扩展电路板。

背景技术

随着工业化的推进，越来越的设备需要用到PLC控制技术。现有的PLC模块电源与扩展板是分开的，在性能上无法发挥到最大化。也有将PLC模块电源和扩展电路板设计在一起的，但是随着电气性能，雷击、浪涌、干扰抗干扰、安规等性能的提出，这个电路板的尺寸做得越来越大，不能满足很多场合的安装要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种模块集成化高、空间节约的PLC模块电源及扩展电路板。

实现本实用新型目的的技术方案是一种PLC模块电源及扩展电路板，包括底板和设置在底板上的电源模块、第一插槽、第二插槽、第三插槽、第四插槽和信号增强电路；所述电源模块为所述第一插槽、第二插槽、第三插槽、第四插槽和信号增强电路供电；所述第一插槽与所述第二插槽电连接；所述第二插槽与所述第三插槽以及信号增强电路电连接；所述信号增强电路与所述第四插槽电连接；其中，所述第一插槽、第二插槽、第三插槽、第四插槽为PCIE插槽。

进一步的，所述信号增强电路包括第一信号增强电路和第二信号增强电路。

优选的，PLC模块电源及扩展电路板还包括掉电检测电路；所述电源模块的输出端经过所述掉电检测电路后与第二插槽电连接。

优选的，PLC模块电源及扩展电路板还包括数字信号抗干扰电路；所述数字信号抗干扰电路与所述第二插槽电连接。

优选的，PLC模块电源及扩展电路板还包括USB信号保护电路；所述USB信号保护电路与所述第二插槽电连接。

优选的，PLC模块电源及扩展电路板还包括扩展板；所述扩展板与所述数字信号抗干扰电路以及所述USB信号保护电路电连接。

优选的，所述第一插槽和第二插槽连接有滤波电容。

采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：本实用新型便于安装，集成化高，同时满足高的电气性能，雷击、浪涌、干扰抗干扰、安规等性能。通过使用PCIE插槽，为扩展模块提供适用电源，并建立各扩展模块之间的物理连接。还提供外部掉电检测功能，配合电源部分的掉电电压保持功能，为扩展模块提供掉电信号，方便模块做相应处理；同时提供外部电池接口，保证模块信息存储。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型的电路原理框图。

图2为本实用新型的电源模块的电路图。

图3为本实用新型的第一插槽的电路图。

图4为本实用新型的第二插槽的电路图。

图5为本实用新型的第三插槽的电路图。

图6为本实用新型的第四插槽的电路图。

图7为信号增强电路的电路图。

图8为USB信号保护电路的电路图。

图9为数字信号抗干扰电路的电路图。

图10为扩展板的电路图。

图11为掉电检测电路的电路图。

具体实施方式

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

(实施例1)

见图1，本实施例的一种PLC模块电源及扩展电路板，包括底板和设置在底板上的电源模块、第一插槽、第二插槽、第三插槽、第四插槽、信号增强电路、掉电检测电路、数字信号抗干扰电路、USB信号保护电路和扩展板；所述电源模块为所述第一插槽、第二插槽、第三插槽、第四插槽和信号增强电路供电；所述第一插槽与所述第二插槽电连接；所述第二插槽与所述第三插槽以及信号增强电路电连接；所述信号增强电路与所述第四插槽电连接；其中，所述第一插槽、第二插槽、第三插槽、第四插槽为PCIE插槽。所述信号增强电路包括第一信号增强电路和第二信号增强电路。所述电源模块的输出端经过所述掉电检测电路后与第二插槽电连接。所述数字信号抗干扰电路与所述第二插槽电连接。所述USB信号保护电路与所述第二插槽电连接。所述扩展板与所述数字信号抗干扰电路以及所述USB信号保护电路电连接。所述第一插槽和第二插槽连接有滤波电容。

见图2，电源模块的原理为：输入端为零线火线和地线，F1为保险丝，与S1，S2，S3，S4，S5构成两级雷击保护电路，将外部高压嵌位吸收，保护电源模块。安规Y电容C1、C2，X电容C3，共模电感L1组成干扰抗干扰保护电路，其中C3与L1组成差模干扰抑制电路，C1，C2，L1组成共模干扰抑制电路。TH1为热敏电阻，与R20并联抑制上电瞬间浪涌电流。BD为整流桥，将交流电转换为直流电。C5为初级储能电容，为其后电压变换电路提供较为稳定的母线电压。在实际制作为为节约空间，将前级保护及滤波电路单独制作成模块，通过连接器垂直安装在主板侧边，方便安装。母线电压通过电阻R1、R2连接至电源控制芯片线路感应引脚，用于输入电压检测，实现输入电压欠压保护，过压保护功能，并通过检测输入电压限值最大占空比实现输入电压变化，过载保护保持基本不变功能。通过电阻R3、R4连接至电源控制芯片外部电流限制调整输入引脚并通过R5接初级地，实现初级最大电流限制，与外部线路感应引脚配合，实现过载保护功能。电源控制芯片包含内置MOS管，变压器初级直接接至内置MOS漏极引脚。D2、R6、R8、C6、C7组成初级尖峰吸收回路。R9、C18、C19、C22组成反馈补偿网络，由光耦初级测反馈信号经该网络反馈至电源控制芯片反馈控制引脚，实现电压控制。D3、C10连接至变压器辅助绕组端，为光耦初级提供电压。当内置MOS导通时，母线电流从储能电容C5经变压器初级至MOS管到初级地，返回电容C5；当MOS管关断时，初级电流经变压器转换至次级回路及辅助电源回路，未能转换部分经D2向C6、C7电容充电，一部分返回至母线，一部分由电阻R6、R8消耗；辅助绕组回路中，电流经D3向电容C10充电，为反馈回路初级测提供电压。上电后，母线电压上升，母线电压，经内置MOS漏极由内部恒流源向控制脚电容，即辅助绕组电容充电，当控制脚电压升高至内部启动电压时，如果电压大于最高启动电压，或小于最小启动电压时，电源控制芯片内置MOS不工作，当母线电压在范围内时，控制电路被激活，软起动开始，内部软起电路将MOS管占空比由0升至最大占空比，并保持一段时间，如果在该时间内，输出电压未能建立，即控制脚电压未能从辅助绕组处得到充电，内置恒流源将被关闭，控制脚电容开始放电，如果没有故障，使控制引脚电压在下降至内部电源电压低压锁定阈值之前经辅助绕组充电，反馈闭环建立。二极管D1用于隔断主储能电容与输入电压，断电时，D1前端电压立即下降，后端储能电容C2电压仍为后级电路提供电压，为断电检测电路提供信号。R10、R11、VR1、PC2组成输入掉电检测电路初级输入部分，R10、R11、VR1串联，将输入母线电压经分压后输入至光耦，作为掉电检测输入信号，通过连接器接至掉电检测模块。主变压器包含初级绕组、辅助绕组和5V、24V两组次级绕组。5V回路中，D5为次级整流二极管，C12、C20为二极管关断尖峰吸收。C13为次级储能元件，并与L2、C14组成次级滤波。R14、R15、R16、R17、R18、C15、C16、C17、U2、PC1组成电压反馈次级部分。U2为基准电压元件，R14、R15为U2提供基本工作电流，R16，R17，R18将输出电压分压后提供至U2基准电压脚，C15、C16组成反馈网络，调节低频纹波和负载调整率。当输出增加使得输出电压降低时，R18分压所得反馈电压减小，流入U2的电流减小，经过光耦电流减小，光耦初级压降增大，电源控制芯片控制脚电压减小，PWM占空比增大，输出上升；相反，当输出电流减小导致输出电压增加时，R18分压所得反馈电压增大，流入U2的电流增大，经过光耦电流增大，光耦初级压降减小，电源控制芯片控制脚电压增大，PWM占空比减小，输出下降。R12为5V回路假负载，与24V回路假负载配合调节输出回路负载调整率。当输出负载超出范围时，即当初级母线电流达到最大值时，输出电压仍然不能满足要求，R18分压所得反馈电压小于基准电压，U2断开，经过光耦电流缩减至0，光耦初级电流同样缩减至0，电源控制芯片控制脚未能从辅助绕组处得到充电，控制脚电压下降至内部电源低压锁存阈值以下，内置恒流源将被关闭，芯片进入重启状态。24V回路中，D6为次级整流二极管，C25为二极管关断尖峰吸收回路。C9为储能电容，并与L3、C4组成次级滤波。R7、R19为假负载，与5V回路假负载配合调节输出回路负载调整率。过流保护原理与5V贿赂相同，当输出负载超出范围时，即当初级母线电流达到最大值时，输出电压仍然不能满足要求，R18分压所得反馈电压小于基准电压，U2断开，经过光耦电流缩减至0，光耦初级电流同样缩减至0，电源控制芯片控制脚未能从辅助绕组处得到充电，控制脚电压下降至内部电源低压锁存阈值以下，内置恒流源将被关闭，芯片进入重启状态。BC1-17为磁珠，C11、C24、C27为Y电容，C21、C23为陶瓷电容，均为干扰抗干扰保护电路，其中C27将24V回路地跨接至输入系统地，C24、BC9、BC6将5V回路跨接至输入系统地，C11、BC8将5V回路地跨接至初级地。BC1-BC5、BC7、BC10-BC17各主回路中，用于回路干扰与抗干扰防护。PE1、PE2为两位排针，用于将系统外接模块与输入系统地的连接，用与扩展模块干扰抗干扰保护。

见图3-图6，是第一插槽CON8、第二插槽CON7、第三插槽CON2和第四插槽，均为PCIE连接器，用于主板与各功能模块连接和个功能模块之间连接。

见图7，数字增强电路包括第一增强电路U4和第二增强电路U5，U4、U5为逻辑芯片，用于模块之间数字信号控制传输。

见图8，D8、D9、C44、C45、U6为USB接口信号保护电路。

见图9和10，B1-B6为磁珠，用于数字信号干扰抗干扰保护。CN3、CN4为同一连接器，分别位于主板与扩展板，用于主板与扩展板连接，CN5为连接器，位于扩展板，用于外部扩展模块连接。

见图11，母线电压经R10、R11、VR1分压后作为光耦输入端，光耦输出信号经连接器接至检测模块(图2)。U01为双路电压比较器，C05、R04为比较器电源输入滤波电路。5V电源电压经R06、R07分压后经R08输入一路比较器B同相输入端，光耦信号经上拉后输入比较器B反相输入端，比较器B输出经电阻R09输入另一比较器A同相输入端，5V电压经电阻R02、R03分压后输入该比较器A反相输入端，该比较器A输出端接至连接器P01，经转接后连接至连接器CON7(第二插槽)为模块提供掉电信号。C01-C04为滤波电容。该模块的工作建立在5V电压建立的情况下，及当电源部分上电时，该模块未工作，当主储能电容电压升高，电源模块工作正常后，该模块开始工作。此时输入电压经分压后输入至光耦PC2电流较大，PC2输出电压较低，比较器B同相输入端电压大于反相输入端电压，比较器B输出高电压，输入至比较器A同相输入端，比较器A同相输入端大于反相输入端，比较器A输出高电平。当输入掉电时，PC2输入电压立即减小，输入电流降至0，此时因输出电压保持功能，5V负载输出正常，PC2输出电压升高至5V，比较器B同相输入端电压小于反相输入端电压，比较器B输出低电平，输入至比较器A同相输入端，比较器A同相输入端小于反相输入端，比较器A输出低电平。该信号将传输至主板上连接的功能模块，配合该模块软件功能，为该模块提供掉电信号，并作相应处理。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种PLC模块电源及扩展电路板，其特征在于：包括底板和设置在底板上的电源模块、第一插槽、第二插槽、第三插槽、第四插槽和信号增强电路；所述电源模块为所述第一插槽、第二插槽、第三插槽、第四插槽和信号增强电路供电；所述第一插槽与所述第二插槽电连接；所述第二插槽与所述第三插槽以及信号增强电路电连接；所述信号增强电路与所述第四插槽电连接；其中，所述第一插槽、第二插槽、第三插槽、第四插槽为PCIE插槽。

2.根据权利要求1所述的PLC模块电源及扩展电路板，其特征在于：所述信号增强电路包括第一信号增强电路和第二信号增强电路。

3.根据权利要求2所述的PLC模块电源及扩展电路板，其特征在于：还包括掉电检测电路；所述电源模块的输出端经过所述掉电检测电路后与第二插槽电连接。

4.根据权利要求3所述的PLC模块电源及扩展电路板，其特征在于：还包括数字信号抗干扰电路；所述数字信号抗干扰电路与所述第二插槽电连接。

5.根据权利要求4所述的PLC模块电源及扩展电路板，其特征在于：还包括USB信号保护电路；所述USB信号保护电路与所述第二插槽电连接。

6.根据权利要求5所述的PLC模块电源及扩展电路板，其特征在于：还包括扩展板；所述扩展板与所述数字信号抗干扰电路以及所述USB信号保护电路电连接。

7.根据权利要求1至5之一所述的PLC模块电源及扩展电路板，其特征在于：所述第一插槽和第二插槽连接有滤波电容。

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