CN220273660U - 一种信号切换电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种信号切换电路，包括主控制器、电流环隔离电路、异或门和电流环驱动电路；电流环驱动电路与主控器的PWM信号输出端连接，电流环驱动电路用于基于PWM信号产生隔离电压；电流环隔离电路的输入端接入外部电流信号，电流环隔离电路的输出端与异或门的第一输入端连接，电流环驱动电路的输出端与电流环隔离电路中的隔离器件连接；异或门的第二输入端连接主控制器的控制线(485_232)，异或门的输出端与数据接收线连接。本申请通过PWM信号来控制隔离电压的产生，并通过隔离电压来控制电流环隔离电路的工作，从而切换电流信号与串口信号的接入。此外，还利用232和485信号的电平特性来对232和485信号进行切换。实现多种信号的接入，从而有效降低了电路成本。

Description

一种信号切换电路

技术领域

本实用新型涉及电路技术领域，具体是一种信号切换电路。

背景技术

现有的信号传输技术领域中，常见的信号有RS232、RS485、电流环信号等。一般来说，如果信号接收端需要接收上述的多种信号，就需要分别设置对应的驱动器。从而造成电路的成本上升。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种信号切换电路，能够解决现有技术中为了接收多种信号需要设置多种驱动器导致的成本较高的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型的一种信号切换电路，包括主控制器、电流环隔离电路、异或门和电流环驱动电路；

所述电流环驱动电路与所述主控制器的PWM信号输出端连接，所述电流环驱动电路用于基于PWM信号产生隔离电压；

所述电流环隔离电路的输入端接入外部电流信号，所述电流环隔离电路的输出端与所述异或门的第一输入端连接，所述电流环驱动电路的输出端与所述电流环隔离电路中的隔离器件连接；

所述异或门的第二输入端连接主控制器的控制线(网络名485_232)，所述异或门的输出端与数据接收线连接。

进一步地，所述电流环隔离电路包括输入接口、光耦合器、第一电阻、第二电阻和第三电阻；

所述输入接口的负极串接第一电阻后接地，所述输入接口的正极依次串联所述第二电阻和所述第三电阻后与所述光耦合器的输入侧的阳极连接，所述光耦合器的输入侧的阳极还与所述电流环驱动电路的输出端连接；所述光耦合器的输入侧的阴极连接至所述第二电阻和所述第三电阻之间；所述光耦合器的输出侧的集电极与外部电源连接，所述光耦合器的输出侧的发射极与所述异或门的第一输入端连接。

进一步地，还包括瞬态抑制二极管和第一二极管；

所述瞬态抑制二极管的一端串接所述第一电阻后与所述输入接口的负极连接，所述瞬态抑制二极管的另一端串接所述第二电阻后与所述输入接口的正极连接；所述第一二极管的阳极与所述光耦合器的输入侧的阴极连接，所述第一二极管的阴极与所述光耦合器的输入侧的阳极连接。

进一步地，所述电流环驱动电路包括三极管、变压器、第四电阻和第二二极管；

所述三极管的基极串接所述第四电阻后与所述主控制器的PWM信号端连接，所述三极管的集电极与外部电源连接，所述三极管的发射极接地；所述三极管的集电极还与所述第二二极管的阴极、以及所述变压器初级绕组的一端连接，所述第二二极管的阳极与所述变压器的初级绕组的另一端连接，所述变压器的次级绕组的一端为输出端，所述变压器的次级绕组的另一端接地。

进一步地，还包括第三二极管、第四二极管、稳压二极管和电容；

所述第三二极管的阳极与所述变压器的次级绕组的一端连接，所述第三二极管的阴极与所述第四二极管的阳极连接，所述电容的一端连接至所述第三二极管的阳极与所述第四二极管的阴极之间，所述电容的另一端接地；所述稳压二极管的阴极与所述第四二极管的阴极连接，所述稳压二极管的阳极接地；所述隔离电压从所述稳压二极管的阴极与所述第四二极管的阴极的连接线输出。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种信号切换电路，包括主控制器、电流环隔离电路、异或门和电流环驱动电路；电流环驱动电路与主控制器的PWM信号输出端连接，电流环驱动电路用于基于PWM信号产生隔离电压；电流环隔离电路的输入端接入外部电流信号，电流环隔离电路的输出端与异或门的第一输入端连接，电流环驱动电路的输出端与电流环隔离电路中的隔离器件连接；异或门的第二输入端连接外部的232和485数据线，异或门的输出端与数据接收线连接。本申请通过PWM信号来控制隔离电压的产生，并通过隔离电压来控制电流环隔离电路的工作，从而切换电流信号与串口信号的接入。此外，还利用232和485信号的电平特性来对232和485信号进行切换。本申请中的电路，不需要多个驱动器便可以实现多种信号的接入适配，有效降低了电路成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的电流环隔离电路和异或门的结构示意图；

图2为本实用新型的电流环驱动电路的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1-图2所示：本实施例的一种信号切换电路，包括主控制器、电流环隔离电路、异或门U1和电流环驱动电路；

电流环驱动电路与主控制器的PWM信号输出端连接，电流环驱动电路用于基于PWM信号产生隔离电压；

电流环隔离电路的输入端接入外部电流信号，电流环隔离电路的输出端与异或门U1的第一输入端连接，电流环驱动电路的输出端与电流环隔离电路中的隔离器件连接；

异或门U1的第二输入端连接主控制器的控制线(网络名485_232)，异或门U1的输出端与数据接收线连接。

其中，电流环隔离电路包括输入接口P1、光耦合器U2、第一电阻R3、第二电阻R5和第三电阻R4；

输入接口P1的负极串接第一电阻R3后接地，输入接口P1的正极依次串联第二电阻R5和第三电阻R4后与光耦合器U2的输入侧的阳极连接，光耦合器U2的输入侧的阳极还与电流环驱动电路的输出端连接；光耦合器U2的输入侧的阴极连接至第二电阻R5和第三电阻R4之间；光耦合器U2的输出侧的集电极与外部电源连接，光耦合器U2的输出侧的发射极与异或门U1的第一输入端连接。

电流环隔离电路还包括瞬态抑制二极管D2和第一二极管D1；

瞬态抑制二极管D2的一端串接第一电阻R3后与输入接口P1的负极连接，瞬态抑制二极管D2的另一端串接第二电阻R5后与输入接口P1的正极连接；第一二极管D1的阳极与光耦合器U2的输入侧的阴极连接，第一二极管D1的阴极与光耦合器U2的输入侧的阳极连接。

电流环驱动电路包括三极管Q1、变压器B1、第四电阻和第二二极管D5，其中，第四电阻由电阻R8和电阻10并联得到；

三极管Q1的基极串接第四电阻后与主控制器的PWM信号端连接，三极管Q1的集电极与外部电源连接，三极管Q1的发射极接地；三极管Q1的集电极还与第二二极管D5的阴极、以及变压器B1初级绕组的一端连接，第二二极管D5的阳极与变压器B1的初级绕组的另一端连接，变压器B1的次级绕组的一端为输出端，变压器B1的次级绕组的另一端接地。

电流环驱动电路还包括第三二极管D3、第四二极管D4、稳压二极管D6和电容C5；

第三二极管D3的阳极与变压器B1的次级绕组的一端连接，第三二极管D3的阴极与第四二极管D4的阳极连接，电容C5的一端连接至第三二极管D3的阳极与第四二极管D4的阴极之间，电容C5的另一端接地；稳压二极管D6的阴极与第四二极管D4的阴极连接，稳压二极管D6的阳极接地；隔离电压从稳压二极管D6的阴极与第四二极管D4的阴极的连接线输出。其中，稳压二极管D6除了输出12v用作稳压以外，当pwm无信号的时候，起到了连接pgnd到12v的作用。

本申请针对20ma的电流环信号、232信号和485信号，其中电流环信号用电流方式传递串行数字信号，232就是用电压方式传递的串行数字信号，485是用差分电压方式传递的串行数字信号。

本申请的中电路通过如下过程进行切换：

当PWM为一定占空比的方波,环流驱动电路输出12V电压、同时485_232信号输出低电平的时候，基于异或门自动切换至20ma电流环；

当PWM为低电平,环流驱动电路输出0V电压，232_485输出低电平的时候，基于异或门自动切换至232信号；

当PWM为低电平,环流驱动电路输出0V电压，232_485输出高电平的时候，基于异或门自动切换至485信号。

本实用新型的一种信号切换电路，通过PWM信号来控制隔离电压的产生，并通过隔离电压来控制电流环隔离电路的工作，从而切换电流信号与串口信号的接入。此外，还利用232和485信号的电平特性来对232和485信号进行切换。本申请中的电路，不需要多个驱动器便可以实现多种信号的接入适配，有效降低了电路成本。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种信号切换电路，其特征在于，包括主控制器、电流环隔离电路、异或门和电流环驱动电路；

所述电流环驱动电路与所述主控制器的PWM信号输出端连接，所述电流环驱动电路用于基于PWM信号产生隔离电压；

所述电流环隔离电路的输入端接入外部电流信号，所述电流环隔离电路的输出端与所述异或门的第一输入端连接，所述电流环驱动电路的输出端与所述电流环隔离电路中的隔离器件连接；

所述异或门的第二输入端连接外部主控制器的控制线，所述异或门的输出端与数据接收线连接。

2.根据权利要求1所述的一种信号切换电路，其特征在于，所述电流环隔离电路包括输入接口、光耦合器、第一电阻、第二电阻和第三电阻；

所述输入接口的负极串接第一电阻后接地，所述输入接口的正极依次串联所述第二电阻和所述第三电阻后与所述光耦合器的输入侧的阳极连接，所述光耦合器的输入侧的阳极还与所述电流环驱动电路的输出端连接；所述光耦合器的输入侧的阴极连接至所述第二电阻和所述第三电阻之间；所述光耦合器的输出侧的集电极与外部电源连接，所述光耦合器的输出侧的发射极与所述异或门的第一输入端连接。

3.根据权利要求2所述的一种信号切换电路，其特征在于，还包括瞬态抑制二极管和第一二极管；

所述瞬态抑制二极管的一端串接所述第一电阻后与所述输入接口的负极连接，所述瞬态抑制二极管的另一端串接所述第二电阻后与所述输入接口的正极连接；所述第一二极管的阳极与所述光耦合器的输入侧的阴极连接，所述第一二极管的阴极与所述光耦合器的输入侧的阳极连接。

4.根据权利要求1所述的一种信号切换电路，其特征在于，所述电流环驱动电路包括三极管、变压器、第四电阻和第二二极管；

所述三极管的基极串接所述第四电阻后与所述主控制器的PWM信号端连接，所述三极管的集电极与外部电源连接，所述三极管的发射极接地；所述三极管的集电极还与所述第二二极管的阴极、以及所述变压器初级绕组的一端连接，所述第二二极管的阳极与所述变压器的初级绕组的另一端连接，所述变压器的次级绕组的一端为输出端，所述变压器的次级绕组的另一端接地。

5.根据权利要求4所述的一种信号切换电路，其特征在于，还包括第三二极管、第四二极管、稳压二极管和电容；

所述第三二极管的阳极与所述变压器的次级绕组的一端连接，所述第三二极管的阴极与所述第四二极管的阳极连接，所述电容的一端连接至所述第三二极管的阳极与所述第四二极管的阴极之间，所述电容的另一端接地；所述稳压二极管的阴极与所述第四二极管的阴极连接，所述稳压二极管的阳极接地；所述隔离电压从所述稳压二极管的阴极与所述第四二极管的阴极的连接线输出。