CN217213037U - 一种开关检测电路及控制板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种开关检测电路及控制板，包括输入选择电路、光耦隔离电路和控制器；输入选择电路的输入端与待测开关连接，输出端与光耦隔离电路连接，输入端和输出端之间设置有多条连接线路，根据待测开关的接入方式选择不同线路导通并接入光耦隔离电路；光耦隔离电路包括光耦合器和第一电源；控制器，与光耦隔离电路的输出端连接，根据光耦隔离电路的输出端的电平高低及变化趋势检测待测开关的工作状态。本实用新型提供的开关检测电路及控制板，将对不同接入方式开关的检测电路综合到一个检测电路的回路中，无需分开设计，整体结构简单，节省了控制板的使用空间，并且可以通过一个控制器的接口和光耦隔离电路的输出端连接，节约了控制器的接口，降低了生产成本。

Description

一种开关检测电路及控制板

技术领域

本实用新型涉及电路技术领域，尤其是涉及一种开关检测电路及控制板。

背景技术

随着工业自动化的不断发展，越来越多的企业选择选择使用自动化的设备及控制系统，在自动化控制过程中许多使用状态的改变需要用到开关来控制，例如，电源的启动和关闭就是通过电源开关控制，而开关接入电路存在两种方式，一种是通过电源正极接入，称为接正连接，一种是通过电源负极接入，称为接地连接，目前的开关检测控制器大多为单一检测方式，只可以检测一种接入方式的开关的工作状态，这种单一检测方式不能很好适应开关的实际应用场景；现有技术也有在控制板上设计两种相互独立的检测电路分别输出至控制器进行判断，这种设计方式表面上看一个控制板实现了对不同接入方式开关的工作状态的检测，但是依然存在缺点：在控制板上设计两个独立的检测电路会造成控制板尺寸变大且浪费控制器的接口，造成成本的增加。

因此，如何针对现有的上述不足和缺陷进行改进，以便更加适应使用需要，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种将对不同接入方式开关的检测电路综合到一个检测电路的回路中、电路结构简单、成本低的开关检测电路，本实用新型进一步提供了一种控制板。

为实现上述目的，本实用新型首先提供了一种开关检测电路，其技术方案是：

一种开关检测电路，包括输入选择电路、光耦隔离电路和控制器；所述输入选择电路的输入端与待测开关连接，输出端与所述光耦隔离电路连接，输入端和输出端之间设置有多条连接线路，根据待测开关的接入方式选择不同线路导通并接入所述光耦隔离电路；所述光耦隔离电路包括光耦合器和第一电源，所述光耦合器的第一端与所述第一电源连接，光耦合器的第二端接地，光耦合器的第四端与所述输入选择电路的输出端连接，光耦合器的第三端与所述输入选择电路的第二电源负极连接；控制器，与所述光耦隔离电路的输出端连接，根据所述光耦隔离电路的输出端的电平高低及变化趋势检测所述待测开关的工作状态。

进一步的，所述输入选择电路包括第一接线端子、第二接线端子和第三接线端子，所述第二接线端子的第一端连接第二电源的正极，所述第三接线端子的第一端连接第二电源的负极，接正连接的待测开关的两端分别与所述第一接线端子的第一端和第二接线端子的第一端连接，接地连接的待测开关的两端分别与所述第一接线端子的第一端和第三接线端子的第一端连接。

进一步的，所述输入选择电路包括第一连接装置、第二连接装置和第三连接装置；所述第一连接装置的第一端和所述第二连接装置的第一端分别与所述第一接线端子的第二端连接，所述第三连接装置的第一端与所述第二接线端子的第二端连接；所述第一连接装置的第二端与第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与第三接线端子的第二端连接，所述第二连接装置和第三连接装置的第二端均与所述光耦合器的第四端连接。

进一步的，所述第二连接装置的第二端和所述第三连接装置的第二端分别与第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述光耦合器的第四端连接。

进一步的，接正连接的待测开关通过所述第一接线端子的第一端和第二接线端子的第一端接入所述检测电路时，所述第一连接装置和所述第三连接装置断开，所述第二连接装置导通。

进一步的，接地连接的待测开关通过所述第一接线端子的第一端和第三接线端子的第一端接入所述检测电路时，所述第二连接装置断开，所述第一连接装置和所述第三连接装置导通。

进一步的，还包括用于提高所述光耦合器的抗干扰性、防止所述光耦合器的发光二极管反向击穿的保护电路，所述输入选择电路通过所述保护电路与所述光耦隔离电路连接。

进一步的，所述保护电路包括并联的电容和二极管，所述保护电路与所述光耦隔离电路并联连接。

进一步的，所述控制器还包括状态反馈模块。

本实用新型进一步提供了一种控制板，其技术方案是：

一种控制板，所述控制板上设置有所述开关检测电路。

综上所述，本实用新型提供的一种开关检测电路及控制板，与现有技术相比，具有如下技术优势：

(1)加入了输入选择电路，根据开关的接入方式，选择不同的连接装置的导通，并根据光耦隔离电路输出端电平的高低及变化趋势对开关的工作状态进行检测，提高了开关检测电路的通用性；

(2)开关检测电路设计在控制板上，将对不同接入方式开关的检测电路综合到一个检测电路的回路中，无需分开设计，整体结构简单，节省了控制板的使用空间，并且可以通过一个控制器的接口和光耦隔离电路的输出端连接，节约了控制器的接口；

(3)输入选择电路通过保护电路与光耦隔离电路连接，提高了光耦合器的抗干扰性，防止光耦合器的发光二极管被反向击穿，保证了开关检测电路检测结果的有效性。

(4)当待测开关为接地连接方式的开关且待测开关断开时，光耦合器PQ1是导通的，不存在悬空状态，进一步的提高了光耦合器的抗干扰性。

附图说明：

图1：本实用新型的一种开关检测电路的电路图；

其中，第一接线端子1，第一接线端子的第一端101，第一接线端子的第二端102，第二接线端子2，第二接线端子的第一端201，第二接线端子的第二端202，第三接线端子3，第三接线端子的第一端301，第三接线端子的第二端302，第一引线开关J1，第一引线开关的第一端J101，第一引线开关的第二端J102，第二引线开关J2，第二引线开关的第一端J201，第二引线开关的第二端J202，第三引线开关J3，第三引线开关的第一端J301，第三引线开关的第二端J302，开关K1，开关K2，第一电阻R1，第一电阻的第一端R101，第一电阻的第二端R102，第二电阻R2，第二电阻的第一端R201，第二电阻的第二端R202，第三电阻R3，电容C1，二极管D1，发光二极管D2，光耦合器PQ1，光耦合器的第一端401，光耦合器的第二端402，光耦合器的第三端403，光耦合器的第四端404，光耦隔离电路的输出端5，控制器6，第一电源VDD，第二电源正极DC+，第二电源负极DC-。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型提供了一种开关检测电路，包括输入选择电路、光耦隔离电路和控制器6；输入选择电路的输入端与待测开关连接，输出端与光耦隔离电路连接，输入端和输出端之间设置有多条连接线路，根据待测开关的接入方式选择不同线路导通并接入光耦隔离电路；光耦隔离电路包括光耦合器PQ1和第一电源VDD，光耦合器PQ1的第一端401与第一电源VDD连接，光耦合器PQ1的第二端402接地，光耦合器PQ1的第四端404与输入选择电路的输出端连接，光耦合器PQ1的第三端403与输入选择电路的第二电源负极DC-连接；控制器6，与光耦隔离电路的输出端连接，根据光耦隔离电路的输出端5的电平高低及变化趋势检测待测开关的工作状态。

如图1所示，本实施例提供了一种开关检测电路，包括输入选择电路，输入选择电路包括第一接线端子1、第二接线端子2和第三接线端子3，其中第二接线端子2的第一端201与第二电源正极DC+连接，第三接线端子3的第一端301与第二电源负极DC-连接，在实际应用中，开关接入电路存在两种方式，一种是通过电源正极接入，称为接正连接，一种是通过电源负极接入，称为接地连接，如图1所示，当对接正连接方式的开关进行检测时，开关通过第一接线端子1的第一端101和第二接线端子2的第一端201接入检测电路，即开关K1作为待测开关接入检测电路；当对接地连接方式的开关进行检测时，开关通过第一接线端子1的第一端101和第三接线端子3的第一端301接入检测电路，即开关K2作为待测开关接入检测电路。在对待测开关的工作状态(闭合或者断开)进行检测时，根据待测开关的接入方式通过引线将待测开关与对应的接线端子连接，接入检测电路，并对待测开关的工作状态进行检测。

本实施例提供的开关检测电路通过输入选择电路将不同接入方式开关的检测电路综合到一个检测电路的回路中，如图1所示，输入选择电路还包括第一引线开关J1、第二引线开关J2和第三引线开关J3，第一引线开关J1的第一端J101与第一接线端子1的第二端102连接，第一引线开关J1的第二端J102与第二电阻R2的第一端R201连接，第二电阻R2的第二端R202与第三接线端子3的第二端302连接；第二引线开关J2的第一端J201与第一接线端子1的第二端102连接，第二引线开关J2的第二端J202与第一电阻R1的第一端R101连接，第一电阻R1的第二端R102与第二电阻R2的第一端R201连接；第三引线开关J3的第一端J301与第二接线端子2的第二端202连接，第三引线开关J3的第二端J302与第一电阻R1的第一端R101连接。

在本实用新型中，连接装置包括但不限于引线开关、拨码开关、0欧电阻中的一种或多种组合，本实施例以三个引线开关的使用场景详细描述本实用新型，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。

本实施例提供的开关检测电路还包括光耦隔离电路，光耦隔离电路包括光耦合器PQ1和第一电源VDD，第一电源VDD通过第三电阻R3与光耦合器PQ1的第一端401连接，光耦合器PQ1的第二端402接地，光耦合器PQ1的第三端403与第三接线端子3的第二端302连接，光耦合器PQ1的第四端404与第一电阻R1的第二端R102连接，光耦隔离电路的输出端5与控制器6的输入端连接，控制器6中预设开关接入方式、电平与开关工作状态的对应关系表，控制器6可以检测其输入端的电平高低及变化趋势，并判断待测开关的工作状态。

进一步的，本实施例提供的开关检测电路还包括保护电路，保护电路包括并联的电容C1和二极管D1，保护电路并联在光耦合器PQ1和第二电阻R2之间，电容C1可以滤除高频干扰，提高光耦隔离电路的抗干扰性，二极管D1和光耦合器PQ1的发光二极管D2反向并联，避免光耦合器PQ1的发光二极管D2被反向击穿。

进一步的，控制器6还包括状态反馈模块，当待测开关工作状态发生改变时，控制器6对其输入端的电平高低进行判断，并将结果与预设的开关接入方式、电平与开关工作状态的对应关系表进行比较，若电平高低和开关的工作状态不能对应和/或当开关工作状态改变电平状态未发生变化时，则进行状态反馈，提醒工作人员对开关的工作状态进行检查。

本实用新型进一步提供了一种控制板，所述控制板上设置有上述开关检测电路。

在对开关的工作状态进行检测时，首先需要确定待测开关的接入方式，根据待测开关的接入方式通过对应的接线端子将待测开关接入检测电路。当待测开关为接正连接方式的开关时，待测开关通过第一接线端子1的第一端101和第二接线端子2的第一端201接入检测电路，即通过如图1所示的开关K1的连接方式接入检测电路，此时需要断开第一引线开关J1和第三引线开关J3，并导通第二引线开关J2。当开关K1闭合时，第二电源作为输入，第二电源的电流从第二电源正极DC+依次流经开关K1、第二引线开关J2、第一电阻R1、光耦合器PQ1的发光二极管D2流至第二电源负极DC-，此时光耦合器PQ1导通，发光二极管D2发光，三极管导通，第一电源VDD电流经第三电阻R3、光耦合器的第一端401进入光耦合器，通过光耦合器PQ1的第二端402接地，此时光耦隔离电路的输出端5无电流输出，控制器6接收到低电平；当开关K1断开时，电路中无电流输入，光耦合器PQ1截止，第二电源VDD的电流经第三电阻R3输出至光耦隔离电路的输出端5，控制器6接收到高电平。进一步的，在开关K1闭合时，由于第二电阻R2与光耦合器PQ1并联，第二电阻R2可以抬高光耦合器PQ1的导通电流阈值，防止电路中存在暗电流，对光耦合器PQ1中的发光二极管D2误导通，影响检测结果。

当待测开关为接地连接方式的开关时，待测开关通过第一接线端子1的第一端101和第三接线端子3的第一端301接入检测电路，即通过如图1所示的开关K2的连接方式接入检测电路，此时需要导通第一引线开关J1和第三引线开关J3，并断开第二引线开关J2。当开关K2闭合时，第二电源的电流从第二电源正极DC+依次流经第三引线开关J3、第一电阻R1后分为两路，一路流经第一引线开关J1、开关K2流至第二电源负极DC-，另外一路流向光耦合器PQ1，此时光耦合器PQ1的发光二极管D2两侧同电位，光耦合器PQ1不导通，第二电源VDD的电流经第三电阻R3输出至光耦隔离电路的输出端5，控制器6接收到高电平；当开关K2断开时，第二电源的电流从第二电源正极DC+依次流经第三引线开关J3、第一电阻R1、光耦合器PQ1的发光二极管D2流至第二电源负极DC-，此时光耦合器PQ1导通，发光二极管D2发光，三极管导通，第一电源VDD电流经第三电阻R3，通过光耦合器PQ1的第二端402接地，此时光耦隔离电路的输出端5无电流输出，控制器6接收到低电平，并且此时光耦合器PQ1是导通的，不存在悬空状态，进一步的提高了光耦合器PQ1的抗干扰性。

本实施例提供的检测电路不但能够检测待测开关的工作状态，控制器6还可以根据电平变化趋势判断待测开关的工作状态变化，通过本实施例提供的检测电路对待测开关的工作状态进行检测时，控制器6将检测到的电平和预设的开关接入方式、电平与开关工作状态的对应关系表进行比较，判断待测开关的工作状态。对接正连接方式的开关进行检测，当控制器6检测到高电平时，则待测开关的工作状态为断开；当控制器6检测到低电平时，则待测开关的工作状态为闭合；当控制器6检测到电平从高电平切换为低电平时，则待测开关的工作状态由断开切换为闭合；当控制器6检测到电平从低电平切换为高电平时，则待测开关的工作状态由闭合切换为断开。对接地连接方式的开关进行检测，当控制器6检测到高电平时，则待测开关的工作状态为闭合；当控制器6检测到低电平时，则待测开关的工作状态为断开；当控制器6检测到电平从高电平切换为低电平时，则待测开关的工作状态由闭合切换为断开；当控制器6检测到电平从低电平切换为高电平时，则待测开关的工作状态由断开切换为闭合。

综上所述，本实用新型提供的一种开关检测电路及控制板，与现有技术相比，具有如下技术优势：

(1)加入了输入选择电路，根据开关的接入方式，选择不同的连接装置的导通，并根据光耦隔离电路输出端电平的高低及变化趋势对开关的工作状态进行检测，提高了开关检测电路的通用性；

(2)开关检测电路设计在控制板上，将对不同接入方式开关的检测电路综合到一个检测电路的回路中，无需分开设计，整体结构简单，节省了控制板的使用空间，并且可以通过一个控制器的接口和光耦隔离电路的输出端连接，节约了控制器的接口；

(3)输入选择电路通过保护电路与光耦隔离电路连接，提高了光耦合器的抗干扰性，防止光耦合器的发光二极管被反向击穿，保证了开关检测电路检测结果的有效性。

(4)当待测开关为接地连接方式的开关且待测开关断开时，光耦合器PQ1是导通的，不存在悬空状态，进一步的提高了光耦合器的抗干扰性。

如上所述，结合所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种开关检测电路，其特征在于：包括输入选择电路、光耦隔离电路和控制器；

所述输入选择电路的输入端与待测开关连接，输出端与所述光耦隔离电路连接，输入端和输出端之间设置有多条连接线路，根据待测开关的接入方式选择不同线路导通并接入所述光耦隔离电路；

所述光耦隔离电路包括光耦合器和第一电源，所述光耦合器的第一端与所述第一电源连接，光耦合器的第二端接地，光耦合器的第四端与所述输入选择电路的输出端连接，光耦合器的第三端与所述输入选择电路的第二电源负极连接；

控制器，与所述光耦隔离电路的输出端连接，根据所述光耦隔离电路的输出端的电平高低及变化趋势检测所述待测开关的工作状态。

2.如权利要求1所述的一种开关检测电路，其特征在于：所述输入选择电路包括第一接线端子、第二接线端子和第三接线端子，所述第二接线端子的第一端连接第二电源的正极，所述第三接线端子的第一端连接第二电源的负极，接正连接的待测开关的两端分别与所述第一接线端子的第一端和第二接线端子的第一端连接，接地连接的待测开关的两端分别与所述第一接线端子的第一端和第三接线端子的第一端连接。

3.如权利要求2所述的一种开关检测电路，其特征在于：所述输入选择电路包括第一连接装置、第二连接装置和第三连接装置；

所述第一连接装置的第一端和所述第二连接装置的第一端分别与所述第一接线端子的第二端连接，所述第三连接装置的第一端与所述第二接线端子的第二端连接；

所述第一连接装置的第二端与第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与第三接线端子的第二端连接，所述第二连接装置和第三连接装置的第二端均与所述光耦合器的第四端连接。

4.如权利要求3所述的一种开关检测电路，其特征在于：所述第二连接装置的第二端和所述第三连接装置的第二端分别与第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述光耦合器的第四端连接。

5.如权利要求3所述的一种开关检测电路，其特征在于：接正连接的待测开关通过所述第一接线端子的第一端和第二接线端子的第一端接入所述检测电路时，所述第一连接装置和所述第三连接装置断开，所述第二连接装置导通。

6.如权利要求3所述的一种开关检测电路，其特征在于：接地连接的待测开关通过所述第一接线端子的第一端和第三接线端子的第一端接入所述检测电路时，所述第二连接装置断开，所述第一连接装置和所述第三连接装置导通。

7.如权利要求1所述的一种开关检测电路，其特征在于：还包括用于提高所述光耦合器的抗干扰性、防止所述光耦合器的发光二极管反向击穿的保护电路，所述输入选择电路通过所述保护电路与所述光耦隔离电路连接。

8.如权利要求7所述的一种开关检测电路，其特征在于：所述保护电路包括并联的电容和二极管，所述保护电路与所述光耦隔离电路并联连接。

9.如权利要求1至8任一项所述的一种开关检测电路，其特征在于：所述控制器还包括状态反馈模块。

10.一种控制板，其特征在于：设置有如权利要求1至9任一项所述的一种开关检测电路。

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