CN216351092U - 一种电子开关信号的采集电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种能源加注设备电子开关信号的采集电路，所述采集电路连接到主控上，包括第一信号线和第二信号线分别通过各自接入端与电子开关连接；隔离电源与第一信号线连接；三极管的基极连接第一信号线的接出端，集电极连接第二信号线的接出端，发射极连接隔离电源；在三极管的发射极和隔离电源之间，连接光电耦合器的输入端；光电耦合器的输出端分别连接第三信号线和第四信号线，第三信号线的另一端与主控的信号采集引脚连接，第三信号线通过上拉电阻与主控电源连接，第四信号线的另一端接地。本实用新型实现对不同型号能源加注设备电子开关信号的统一采集，增强兼容性，与被采集信号进行了电气隔离，不影响原有电路的性能。

Description

一种电子开关信号的采集电路

技术领域

本实用新型属于能源加注设备领域，对电子开关信号采集的一种电路。

背景技术

随着信息化的发展，能源加注运营业务要求能够对能源加注设备进行数字化管理，对其相关业务进行数据统计分析。为了获取能源加注设备的实时数据，在对设备进行操作时，需要对加注设备的电子开关信号进行监控采集，来准确获取电子开关的状态。

但由于能源加注设备制造厂商众多，所设计的电子开关电路也不尽不同，输出回路有3.3V、5V、12V、24V等多种电压，也有NPN型和PNP型的区分，存在信号类型多样化，信号强弱不一的现状，现有的电子开关信号采集电路很难做到兼容和统一进行采集。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种电子开关信号的采集电路，其特征在于，所述采集电路连接在主控上，包括第一信号线1、第二信号线2、隔离电源3、三极管4、光电耦合器5，所述第一信号线1和第二信号线2分别通过各自接入端与电子开关连接，使当电子开关闭合时使第一信号线1和第二信号线2的接入端连通，当电子开关断开时，使第一信号线1和第二信号线2的接入端断开；所述隔离电源3与第一信号线1连接，连接位置设置在第一信号线1的接入端和接出端之间；所述三极管4的基极连接第一信号线1的接出端，集电极连接第二信号线2的接出端，发射极连接隔离电源3；在三极管4的发射极和隔离电源3之间，连接光电耦合器5的输入端；光电耦合器5的输出端分别连接第三信号线和第四信号线，第三信号线的另一端与主控的信号采集引脚连接，第三信号线通过上拉电阻与主控电源连接，第四信号线的另一端接地。

根据本实用新型的一个实施方式，所述隔离电源3通过第一上拉电阻连接在第一信号线1上，第一上拉电阻由串联连接的至少两个电阻组成。

根据本实用新型的一个实施方式，第一信号线1上设置有第一二极管6和限流电阻，第一二极管6的正极朝向三极管4的基极方向，限流电阻位于第一二极管6和三极管4的基极之间；隔离电源3与第一信号线1的连接位置位于第一二极管6与限流电阻之间。

根据本实用新型的一个实施方式，第二信号线2的接出端与集电极连接后，通过第二二极管7接电子开关的地线，第二二极管7的正极朝向第二信号线2的接入端方向。

根据本实用新型的一个实施方式，第三信号线上设置保险丝，并通过TVS管接地。

根据本实用新型的一个实施方式，所述隔离电源3包括，依次串行设置的直流5V的电源、保险丝、两个TVS管、隔离电源3模组，所述隔离电源3模组的输出端设置有一个TVS管。

本实用新型采用三极管4以及隔离电源3的采集电路采集闭合和断开信号，实现了与原电子开关系统的信号的隔离，降低对原有电子开关信号的影响，增强适用性及不同型号能源加注设备的兼容性。采用光耦合器实现了信号隔离；采用主控电源提供上拉电源，使得输入至主控中的信号的电平的性质与主控内部元件中电平的性质由于同源性，便于信号处理。

附图说明

图1是一种电子开关信号的采集电路的示意图；

图2是包括限流二极管的采集电路示意图；

图3是隔离电源的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，参考标号是指本实用新型中的组件、技术，以便本实用新型的优点和特征在适合的环境下实现能更易于被理解。下面的描述是对本实用新型权利要求的具体化，并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。

图1示出了一种电子开关信号的采集电路的示意图。

如图1所示，一种电子开关信号的采集电路，所述采集电路连接在主控上，包括第一信号线1、第二信号线2、隔离电源3、三极管4和光电耦合器5，所述第一信号线1和第二信号线2分别通过各自接入端与电子开关连接，使当电子开关闭合时使第一信号线1和第二信号线2的接入端连通，当电子开关断开时，使第一信号线1和第二信号线2的接入端断开；所述隔离电源3与第一信号线1连接，连接位置设置在第一信号线1的接入端和接出端之间；所述三极管4的基极连接第一信号线1的接出端，集电极连接第二信号线2的接出端，发射极连接隔离电源3；在三极管4的发射极和隔离电源3之间，连接光电耦合器5的输入端；光电耦合器5的输出端分别连接第三信号线和第四信号线，第三信号线的另一端与主控的信号采集引脚连接，第三信号线通过上拉电阻与主控电源连接，第四信号线的另一端接地。

所述主控为电子开关信号采集电路的主处理器，采集电路连接电子开关和主控，将采集的开关信号输送至主控进行处理和利用。

所述第一信号线1和第二信号线2的接入端为电子开关信号的接入口，连接到电子开关上，当电子开关闭合时，第一信号线1和第二信号线2的接入端连通，使第一信号线1和第二信号线2成为电学上的通路。

所述隔离电源3用于为采集电路供电，通常选用5V直流供电。隔离电源3与第一信号线1连接，将第一信号线1的电平拉高。

所述三极管4的基极连接第一信号线1的接出端，集电极连接第二信号线2的接出端，发射极连接隔离电源3。在初始状态下，电子开关未闭合，第一信号线1和第二信号线2之间处于断开状态，即，所述三极管4的基极与发射极之间没有电流，三极管4不导通。在电子开关闭合后，第一信号线1和第二信号线2之间处于闭合状态，第一信号线1的电平被第二信号线2拉低，导致所述三极管4的基极与发射极之间产生小电流，三极管4发射极和集电极之间导通，产生放大的电流。

由于光电耦合器5的输入端连接在三极管4的发射极和隔离电源3之间，当三极管4导通时，使正向电流流过光电耦合器5，其中左侧发光二极管产生光辐射，右侧输出端因被光辐射而导通。

在光电耦合器5的右侧处于断开状态时，第三信号线被主控电源拉为高电平，当光电耦合器5的右侧导通时，第三信号线和第四信号线导通。由于第四信号线接地，从而将第三信号线的电平拉低，这个电平拉低的信号即为断开状态切换为闭合状态时的信号，由主控的信号采集引脚引入到主控中处理。

在光电耦合器5的右侧被截止时，第三信号线和第四信号线断开，第三信号线的电平被拉高，这个电平拉高的信号，即为电子开关断开工作引起的信号，也由主控的信号采集引脚引入到主控中处理。

在本实用新型中，预先拉高第一信号线1的电平，第二信号线2接地，将电子开关闭合和断开的动作转变为第一信号线1和第二信号线2的连通和断开，使电子开关闭合和断开都会引起第一信号线1电平的变化。第一信号线1电平的变化被三极管4放大后，加载在光耦合器的输入端，影响光耦合器右侧的导通和断开。在光耦合器的输出端，由主控电源提供上拉电平，受光耦合器右侧的导通和断开的影响，向主控输送电子开关信号。

首先，第一信号线1采集信号的方式，使得采集信号时，对开关信号进行了放大，降低对原有电子开关信号的影响，增强适用性及不同型号能源加注设备的兼容性。其次，在光耦合器左右两端实现了隔离。再次，在光耦合器右侧采用主控电源提供上拉电源，使得输入至主控中的信号的电平的性质与主控内部元件中电平的性质由于同源性，便于信号处理。

根据本实用新型的一个实施方式，所述隔离电源3通过第一上拉电阻连接在第一信号线1上，第一上拉电阻由串联连接的至少两个电阻组成。

图2示出了包括限流二极管的采集电路示意图。

限流二极管包括第一二极管6和第二二极管7。

如图2所示，第一信号线1上设置有第一二极管6和限流电阻，第一二极管6的正极朝向三极管4的基极方向，限流电阻位于第一二极管6和三极管4的基极之间；隔离电源3与第一信号线1的连接位置位于第一二极管6与限流电阻之间。

第一二极管6作为限流二极管，限制电流只能依次从三极管4的基极流向第一信号线1、电子开关的闭合回路、流向第二信号并流回GND。可以防止电子开关信号外部的过高的电压、电流逆向施加在本电路上，烧毁三极管4。

第二信号线2的接出端与集电极连接后，通过第二二极管7接电子开关的地线，第二二极管7的正极朝向第二信号线2的接入端方向。

第二二极管7同样起到限制电流方向的作用，在集电极接的电阻可以限制流过光耦的电流，保证光耦有效长期的正常工作。

根据本实用新型的一个实施方式，第三信号线上设置保险丝，并通过TVS管接地。

图3示出了隔离电源的示意图。

如图3所示，所述隔离电源3包括，依次串行设置的直流5V的电源、保险丝、两个TVS管、隔离电源3模组，所述隔离电源3模组的输出端设置有一个TVS管。

本实用新型采用三极管以及隔离电源的采集电路，对电子开关信号进行了放大，降低对原有电子开关信号的影响，增强适用性及不同型号能源加注设备的兼容性。采用光耦合器实现了信号隔离；采用主控电源提供上拉电源，使得输入至主控中的信号的电平的性质与主控内部元件中电平的性质由于同源性，便于信号处理。

应该注意的是，上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

Claims (6)

1.一种电子开关信号的采集电路，其特征在于，所述采集电路连接在主控上，包括第一信号线(1)、第二信号线(2)、隔离电源(3)、三极管(4)、光电耦合器(5)，

所述第一信号线(1)和第二信号线(2)分别通过各自接入端与电子开关连接，使当电子开关闭合时使第一信号线(1)和第二信号线(2)的接入端连通，当电子开关断开时，使第一信号线(1)和第二信号线(2)的接入端断开；

所述隔离电源(3)与第一信号线(1)连接，连接位置设置在第一信号线(1)的接入端和接出端之间；

所述三极管(4)的基极连接第一信号线(1)的接出端，集电极连接第二信号线(2)的接出端，发射极连接隔离电源(3)；

在三极管(4)的发射极和隔离电源(3)之间，连接光电耦合器(5)的输入端；

光电耦合器(5)的输出端分别连接第三信号线和第四信号线，第三信号线的另一端与主控的信号采集引脚连接，第三信号线通过上拉电阻与主控电源连接，第四信号线的另一端接地。

2.根据权利要求1所述的采集电路，其特征在于，所述隔离电源(3)通过第一上拉电阻连接在第一信号线(1)上，第一上拉电阻由串联连接的至少两个电阻组成。

3.根据权利要求1所述的采集电路，其特征在于，

第一信号线(1)上设置有第一二极管(6)和限流电阻，第一二极管(6)的正极朝向三极管(4)的基极方向，限流电阻位于第一二极管(6)和三极管(4)的基极之间；

隔离电源(3)与第一信号线(1)的连接位置位于第一二极管(6)与限流电阻之间。

4.根据权利要求1所述的采集电路，其特征在于，第二信号线(2)的接出端与集电极连接后，通过第二二极管(7)接电子开关的地线，第二二极管(7)的正极朝向第二信号线(2)的接入端方向。

5.根据权利要求1所述的采集电路，其特征在于，第三信号线上设置保险丝，并通过TVS管接地。

6.根据权利要求1所述的采集电路，其特征在于，所述隔离电源(3)包括，依次串行设置的直流5V的电源、保险丝、两个TVS管、隔离电源(3)模组，所述隔离电源(3)模组的输出端设置有一个TVS管。

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