CN220626497U - 电平检测电路及发电机 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例提出了一种电平检测电路及发电机，该电平检测电路包括：分压单元，分压单元包括：第一电阻、第二电阻和第三电阻；第一电阻的一端连接预设电源，第一电阻的另一端连接第二电阻的一端，其连接点用于连接信号输入接口，第二电阻的另一端连接第三电阻的一端，其连接点用于连接信号输出接口，第三电阻的另一端接地。本申请的实施例可以避免低电平信号受到干扰，可以准确输出低电平信号，实现准确的高低电平检测，提高电平检测准确度。

Description

电平检测电路及发电机

技术领域

本申请涉及电平检测技术，尤其涉及一种电平检测电路及发电机。

背景技术

在发电机控制器的控制发电机工作的过程中，可编程输入信号是一种常用的输入电平信号，通过编程改变输入信号的电平状态，使控制器根据输入信号控制发电机工作。

输入信号一般经过开关连接到地并通过现场人员手动控制开关来改变电平状态。传统的电平检测电路为直接测量信号输入接口的电压值，一般为3.3V/0V，但是该方法在读取0V时，经常会因为现场电线上存在的干扰信号，导致0V信号读数产生误差，误判为高电平信号。

实用新型内容

本申请提供了一种电平检测电路及发电机，以避免干扰信号导致信号检测不准确的问题，提高电平检测准确度。

为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：

本申请第一方面的实施例提出了一种电平检测电路，所述电平检测电路包括：分压单元，所述分压单元包括：第一电阻、第二电阻和第三电阻；

所述第一电阻的一端连接预设电源，所述第一电阻的另一端连接所述第二电阻的一端，其连接点用于连接信号输入接口，所述第二电阻的另一端连接所述第三电阻的一端，其连接点用于连接信号输出接口，所述第三电阻的另一端接地。

此外，根据本申请实施例中的电平检测电路，还可以具有以下技术特征：

在本申请的一些实施例中，所述电平检测电路还包括：单向导通器件，所述单向导通器件的输入端连接所述第一电阻的另一端，所述单向导通器件的输出端连接所述信号输入接口。

在本申请的一些实施例中，所述单向导通器件为第一二极管，所述第一二极管的阳极作为所述单向导通器件的输入端，所述第一二极管的阴极作为所述单向导通器件的输出端。

在本申请的一些实施例中，所述电平检测电路还包括：钳位单元，所述钳位单元的第一端连接所述预设电源，所述钳位单元的第二端连接所述信号输入接口，所述钳位单元的第三端连接所述第一电阻的另一端，所述钳位单元的第四端接地。

在本申请的一些实施例中，所述钳位单元包括：第二二极管和第三二极管，所述第二二极管的阴极作为所述钳位单元的第一端，所述第二二极管的阳极连接所述第三二极管的阴极作为所述钳位单元的第二端和第三端，所述第三二极管的阳极作为所述钳位单元的第四端。

在本申请的一些实施例中，所述电平检测电路还包括：瞬态抑制二极管，所述瞬态抑制二极管的阴极连接所述信号输入接口，所述瞬态抑制二极管的阳极接地。

在本申请的一些实施例中，所述电平检测电路还包括：第一滤波单元，所述第一滤波单元的第一端连接在所述信号输入接口和所述第二电阻的一端之间，所述第一滤波单元的第二端接地。

在本申请的一些实施例中，所述电平检测电路还包括：第二滤波单元，所述第二滤波单元的第一端连接在所述第二电阻的另一端和所述信号输出接口之间，所述第二滤波单元的第二端接地。

在本申请的一些实施例中，所述电平检测电路还包括：运算放大器，所述运算放大器的正输入端连接所述第二电阻的另一端，所述运算放大器的负输入端连接所述运算放大器的输出端，所述运算放大器的输出端连接所述信号输出接口。

本申请第二方面的实施例提出了一种发电机，所述发电机包括：如第一方面的实施例任一项所述的电平检测电路和发电机控制器，所述电平检测电路的信号输出接口连接所述发电机控制器。

有益效果

本申请提供一种电平检测电路及发电机，在信号输入接口输入高电平信号时，通过第一电阻、第二电阻和第三电阻的分压，在信号输出接口输出高电平信号，在信号输入接口输入的低电平信号受到干扰时，通过第二电阻和第三电阻的分压，在信号输出接口输出低电平信号，避免低电平信号受到干扰，可以准确输出低电平信号，实现准确的高低电平检测，提高电平检测准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1为本申请实施例提供的电平检测电路的电路原理图一；

图2为本申请实施例提供的电平检测电路的电路原理图二；

图3为本申请实施例提供的电平检测电路的电路原理图三；

图4为本申请实施例提供的电平检测电路的电路原理图四；

图5为本申请实施例提供的电平检测电路的电路原理图五；

图6为本申请实施例提供的发电机的结构示意图。

附图标记如下：

10-分压单元；20-单向导通器件；30-钳位单元；40-第一滤波单元；50-第二滤波单元；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；D1-第一二极管；D2-第二二极管；D3-第三二极管；TVS1-瞬态抑制二极管；C1-第一电容；C2-第二电容；U1-运算放大器。

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。

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，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员基于本申请所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的电平检测电路的电路原理图一，如图1所示，本申请第一方面的实施例提出了一种电平检测电路，包括：分压单元10，分压单元10包括：第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3。

第一电阻R1的一端连接预设电源，第一电阻R1的另一端连接第二电阻R2的一端，其连接点用于连接信号输入接口，第二电阻R2的另一端连接第三电阻R3的一端，其连接点用于连接信号输出接口，第三电阻R3的另一端接地。

本实施例中，信号输入接口通过控制开关SW1接地，通过控制开关SW1的断开与闭合，决定输入信号的电平状态，当控制开关SW1断开时，输入信号为高电平信号，当控制开关SW1闭合时，输入信号为低电平信号，信号输出接口用于连接发电机控制器，用于为发电机控制器提供高电平信号或者低电平信号，电平检测电路的信号输出端作为发电机控制器的信号输入端。

当控制开关SW1处于断开状态时，确定信号输入接口输入高电平信号，预设电源VCC提供的电流流经第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3，第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3构成分压单元，第三电阻R3两端的电压为输出电压，此时，信号输出接口的输出电压作为发电机控制器的输入电压，则发电机控制器的输入电压为：3.3V为高电平信号，即信号输出接口输出高电平信号。

当控制开关SW1处于闭合状态，信号输出接口被拉低到地，信号输出接口输入低电平信号，预设电源VCC提供的电流流经第一电阻R1和闭合的控制开关SW1至地，第二电阻R2和第三电阻R3构成分压单元，第三电阻R3两端的电压为输出电压，此时，信号输出接口的输出电压作为发电机控制器的输入电压，则发电机控制器的输入电压为：0.4V为低电平信号，即信号输出接口输出低电平信号。

由此可以看出，在地端的电压受到干扰不为0V时，第三电阻R3和地之间的电压维持在0.4V，保证信号输出接口一直输出低电平信号，避免外部地电压不为0时对输入信号造成的干扰，可以准确输出低电平信号，实现准确的高低电平检测，提高电平检测准确度。

上述实施例提供的电平检测电路，在信号输入接口输入高电平信号时，通过第一电阻、第二电阻和第三电阻的分压，在信号输出接口输出高电平信号，在信号输入接口输入的低电平信号受到干扰时，通过第二电阻和第三电阻的分压，在信号输出接口输出低电平信号，避免低电平信号受到干扰，可以准确输出低电平信号，实现准确的高低电平检测，提高电平检测准确度。

图2为本申请实施例提供的电平检测电路的电路原理图二，如图2所示，电平检测电路还包括：单向导通器件20，单向导通器件20的输入端连接第一电阻的另一端，单向导通器件20的输出端连接信号输入接口。

本实施例中，单向导通器件20连接在第一电阻R1和信号输入接口之间，使电平检测电路只能单向导通，防止外部高压和反向电流对电平检测电路造成毁坏。

在一种可能的实现方式中，图3为本申请实施例提供的电平检测电路的电路原理图三，如图3所示，单向导通器件20为第一二极管D1，第一二极管D1的阳极作为单向导通器件20的输入端，第一二极管D1的阴极作为单向导通器件20的输出端。

本实施例中，第一二极管D1的阳极连接第一电阻R1的另一端和第二电阻R2的一端，第一二极管D1的阴极通过控制开关SW1接地。

当控制开关SW1为断开状态时，第一二极管D1截至，预设电源提供的电流经过第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3到地，电平检测电路的输出电压即发电机控制器的输入电压3.3V为高电平信号，即信号输出接口输出高电平信号。

当控制开关SW1为导通状态时，第一二极管D1的阴极接地，第一二极管D1导通，第一二极管D1的导通压降为0.6V，电平检测电路的输出电压即发电机控制器的输入电压0.4V为低电平信号，即信号输出接口输出低电平信号，通过控制开关的通断切换，发电机控制器可以读取高低电平信号，第一二极管D1的单向导通作用，可以避免信号输入接口的外部高压和反向电流对电平检测电路造成毁坏。

上述实施例提供的电平检测电路，通过在信号输入接口和分压单元之间设置单向导通器件，避免信号输入接口的外部高压和反向电流对电平检测电路造成毁坏，保护电平检测电路。

图4为本申请实施例提供的电平检测电路的电路原理图四，如图4所示，电平检测电路还包括：钳位单元30，钳位单元30的第一端连接预设电源VCC，钳位单元30的第二端连接信号输入接口，钳位单元30的第三端连接第一电阻R1的另一端，钳位单元30的第四端接地。

本实施例中，钳位单元30分别连接预设电源VCC和地，还分别连接信号输入接口和分压单元10，钳位单元30用于将通过信号输入接口输入的信号钳位在预设电压范围内。其中，若电平检测电路中还包括单向导通器件20，则将钳位单元30连接在信号输入接口和单向导通器件20之间。

在一种可能的实现方式中，如图3所示，第二二极管D2和第三二极管D3，第二二极管D2的阴极作为钳位单元30的第一端，第二二极管D2的阳极连接第三二极管D3的阴极作为钳位单元30的第二端和第三端，第三二极管D3的阳极作为钳位单元30的第四端。

本实施例中，第二二极管D2的阴极连接预设电源VCC，第二二极管D2的阳极连接第三二极管D3的阴极，并分别连接信号输入接口和第一电阻R1的另一端和第二电阻R2的一端。其中，若电平检测电路中还包含作为单向导通器件20的第一二极管D1，则第二二极管D2的阳极和第三二极管D3的阴极连接第一二极管D1的阴极。

由于二极管D1的导通压降一般为0.6V，预设电源VCC为5V，预设电压范围在-0.6V～5.6V之间，若输入电压小于-.06V，第三二极管D3导通，将第三二极管D3两端的电压限制在-0.6V；若输入电压大于5.6V，第二二极管D2导通，将第二二极管D2两端的电压限制在5.6V，即第二二极管D2和第三二极管D3组成的钳位单元30，可以将输入信号的电压钳位在-0.6V～5.6V之间，提高电平检测电路的安全性。

上述实施例提供的电平检测电路，通过钳位单元将信号输入端输入的信号钳位在预设电压范围内，提高电平检测电路的安全性，避免外部信号对电平检测电路的干扰，保证电平检测电路对高低电平信号检测的准确性。

在本申请的一些实施例中，如图3所示，电平检测电路还包括：瞬态抑制二极管TVS1，瞬态抑制二极管TVS1的阴极连接信号输入接口，瞬态抑制二极管TVS1的阳极接地。

本实施例中，瞬态抑制二极管TVS1用于抑制信号输入接口输入的瞬态搭电流对电平检测电路危害，当信号输入接口接收到瞬态高能量冲击时，将瞬态抑制二极管TVS1两端的高阻抗变为低阻抗，吸收浪涌功率，保护电平检测电路被瞬态能量冲击造成损害。

示例的，信号输入接口接收到瞬态高能量可以为静电产生的能量，因此，采用瞬态抑制二极管TVS1对电平检测电路进行保护，可以实现静电防护。

上述实施例提供的电平检测电路，通过在信号输入接口和分压单元之间设置瞬态抑制二极管，可以抑制瞬态高能量冲击对电平检测电路的损伤，保证电平检测电路的安全性，可以实现静电防护。

在本申请的一些实施例中，图5为本申请实施例提供的电平检测电路的电路原理图五，如图5所示，电平检测电路还包括：第一滤波单元40，第一滤波单元40的第一端连接在信号输入接口和第二电阻R1的一端之间，第一滤波单元40的第二端接地。

本实施例中，在信号输入接口和分压单元10之间设置第一滤波单元40，用于对输入信号的干扰进行滤波，当输入信号带有交流干扰时，第一滤波单元40可以对输入信号中的杂波进行有效滤波，避免杂波对电平检测电路的电平检测造成干扰。其中，若电平检测电路中还包括单向导通器件20和钳位单元30，则将第一滤波单元40设置在单向导通器件20和钳位单元30之前。

在本申请的一些实施例中，如图5所示，电平检测电路还包括：第二滤波单元50，第二滤波单元50的第一端连接在第二电阻R2的另一端和信号输出接口之间，第二滤波单元50的第二端接地。

本实施例中，在分压单元10和信号输出接口之间设置第二滤波单元50，用于对输出信号的干扰进行滤波，信号在传输过程中，线路可能在信号中带来杂波干扰，因此，在将信号输入至发电机控制器之前，对输出信号中的杂波进行有效滤除，避免杂波对发电机控制器的工作带来干扰。其中，若信号输入接口和分压单元10之间设置第一滤波单元40，则第一滤波单元40对输入信号进行一级滤波，第二滤波单元50对输出信号进行二级滤波。

在一种可能的实现方式中，如图3所示，第一滤波单元40为第一电容C1，第二滤波单元50为第二电容C2，第一电容C1和第二电容C2可以为高电平信号和低电平信号中的杂波进行有效滤除，其中，第一电容C1的电容值大于第二电容C2的电容值。

上述实施例提供的电平检测电路，利用第一滤波单元和第二滤波单元对外部输入信号带来的杂波干扰进行有效滤除，避免杂波信号对电平检测造成的干扰，保证电平检测电路的检测精度。

在本申请的一些实施例中，如图3所示，电平检测电路还包括：运算放大器U1，运算放大器U1的正输入端连接第二电阻R2的另一端，运算放大器U1的负输入端连接运算放大器U1的输出端，运算放大器U1的输出端连接信号输出接口。

本实施例中，运算放大器U1作为电压跟随器，运算放大器U1的两个输入端的电压相等，将运算放大器U1的正输入端连接第二电阻R2的另一端和第三电阻R3的一端，获取第三电阻R3两端的电压，运算放大器U1的负输入端和输出端连接，由于运算放大器U1的负输入端的电压等于正输入端的电压，因此运算放大器U1的输出端的电压等于第三电阻R3两端的电压，运算放大器U1在保证输入电压等于输出电压的情况下，在分压单元10和发电机控制器之间实现隔离。

在一些实施例中，若电平检测电路包括第二滤波单元50，第二滤波单元50的一端连接在分压单元10和运算放大器U1的正输入端之间。

上述实施例提供的电平检测电路，在分压单元和信号输出接口之间设置运算放大器，运算放大器作为电压跟随器，在保证从分压单元获取的输入电压等于输出电压的情况下，实现电平检测电路和发电机控制器之间的隔离，保证电平检测电路的安全性。

需要说明的是，上述各个实施例提供的电平检测电路中，除分压单元10外，其他的单向导通器件20、钳位单元30、第一滤波单元40、第二滤波单元50和瞬态抑制二极管TVS1均可以根据电路保护的需求灵活选择，并灵活设置各单元在电平检测电路中的位置，本申请并不限制各个单元的选择和位置。

图6为本申请实施例提供的发电机的结构示意图，如图6所示，发电机包括：如上述实施例提供的电平检测电路100和发电机控制器200，电平检测电路100的信号输出接口连接发电机控制器。

本实施例中，电平检测电路100接收外部的输入信号，并对外部的输入信号的高低电平进行检测，以将检测到的高电平信号或低电平信号提供给发电机控制器，以使得发电机控制器根据高电平信号或低电平信号控制发电机工作。

其中，外部的输入信号可以由可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，PLC)提供。

上述实施例提供的发电机，利用前述实施例提供的电平检测电路对输入的高电平信号或低电平信号进行检测，并将准确的高电平信号或低电平信号提供的发电机控制器，保证发电机控制器控制发电机正常工作。采用上述实施例的电平检测电路，该发电机既可以正常工作，还可以保证整个发电机的工作安全性。

本申请是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本申请范围的情况下，还可以对本申请进行各种变换和等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本申请做各种修改，而不脱离本实用新型的范围。因此，本申请不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本申请权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (10)

1.一种电平检测电路，其特征在于，所述电平检测电路包括：分压单元，所述分压单元包括：第一电阻、第二电阻和第三电阻；

所述第一电阻的一端连接预设电源，所述第一电阻的另一端连接所述第二电阻的一端，其连接点用于连接信号输入接口，所述第二电阻的另一端连接所述第三电阻的一端，其连接点用于连接信号输出接口，所述第三电阻的另一端接地。

2.根据权利要求1所述的电平检测电路，其特征在于，所述电平检测电路还包括：单向导通器件，所述单向导通器件的输入端连接所述第一电阻的另一端，所述单向导通器件的输出端连接所述信号输入接口。

3.根据权利要求2所述的电平检测电路，其特征在于，所述单向导通器件为第一二极管，所述第一二极管的阳极作为所述单向导通器件的输入端，所述第一二极管的阴极作为所述单向导通器件的输出端。

4.根据权利要求3所述的电平检测电路，其特征在于，所述电平检测电路还包括：钳位单元，所述钳位单元的第一端连接所述预设电源，所述钳位单元的第二端连接所述信号输入接口，所述钳位单元的第三端连接所述第一电阻的另一端，所述钳位单元的第四端接地。

5.根据权利要求4所述的电平检测电路，其特征在于，所述钳位单元包括：第二二极管和第三二极管，所述第二二极管的阴极作为所述钳位单元的第一端，所述第二二极管的阳极连接所述第三二极管的阴极作为所述钳位单元的第二端和第三端，所述第三二极管的阳极作为所述钳位单元的第四端。

6.根据权利要求1所述的电平检测电路，其特征在于，所述电平检测电路还包括：瞬态抑制二极管，所述瞬态抑制二极管的阴极连接所述信号输入接口，所述瞬态抑制二极管的阳极接地。

7.根据权利要求1所述的电平检测电路，其特征在于，所述电平检测电路还包括：第一滤波单元，所述第一滤波单元的第一端连接在所述信号输入接口和所述第二电阻的一端之间，所述第一滤波单元的第二端接地。

8.根据权利要求1所述的电平检测电路，其特征在于，所述电平检测电路还包括：第二滤波单元，所述第二滤波单元的第一端连接在所述第二电阻的另一端和所述信号输出接口之间，所述第二滤波单元的第二端接地。

9.根据权利要求1所述的电平检测电路，其特征在于，所述电平检测电路还包括：运算放大器，所述运算放大器的正输入端连接所述第二电阻的另一端，所述运算放大器的负输入端连接所述运算放大器的输出端，所述运算放大器的输出端连接所述信号输出接口。

10.一种发电机，其特征在于，所述发电机包括：如权利要求1-9任一项所述的电平检测电路和发电机控制器，所述电平检测电路的信号输出接口连接所述发电机控制器。