CN210351115U - 一种支持方波输入的开关量采集电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种支持方波输入的开关量采集电路，涉及开关量采集电路领域，为解决现有的开关量采集电路在以方波输入后不能够以正弦波形输出的问题。本实用新型包括依次电性连接的输入电路、保护电路、隔离电路和输出电路，保护电路用于稳定输入电压，隔离电路用于隔离输入端与输出端的开关量信号，输出电路包括一个方波响应回路，方波响应回路由第三电阻、第四电阻和第二电容串联组成，第四电阻的输入端与隔离电路的输出端电性连接，第四电阻的输出端与输出电路的输出端电性连接，第三电阻连接第二电容的一端接地。本实用新型可采用方波信号输入，并以接近正弦波信号输出，方便设备的匹配。

Description

一种支持方波输入的开关量采集电路

技术领域

本实用新型涉及开关量采集电路领域，具体为一种支持方波输入的开关量采集电路。

背景技术

开关量是指非连续性信号的采集和输出，包括遥控采集和遥控输出。它有1和0两种状态，这是数字电路中的开关性质；而电力上是指电路的开和关或者说是触点的接通和断开，一般电力上的开关量装置通过内部继电器实现开关量的输出。

现有技术中，开关量采集电路主要由信号输入单元、保护单元、隔离单元和信号输出单元组成，在公告号为CN209046621U，名称为“用于光伏箱变智能监控装置的开关量采集电路”的实用新型专利中就公开了这种开关量采集电路，其原理是通过输入单元的电阻分压将输入电压降低，并经由保护单元稳压后，将电压信号传至隔离单元，利用隔离单元中的光耦隔离区分电压值高低，向信号输出单元及后续电路传递高电平信号或极低电平信号；这种开关量采集电路常用于测控装置，例如光伏箱变测控装置、风电箱变测控装置等。

目前，测控装置的开关量采集一般是交直流220V，由UPS电源提供，箱变正常工作时UPS输出为市电220V，当外部电源断开时，UPS输出信号由UPS型号决定，出于成本考虑，UPS电源多采用的是方波输出型，而多数测控装置不支持方波输入，这就为设备的选型带来了麻烦，需要更多参数的匹配才可正常使用，因此市场上急需一种支持方波输入的开关量采集电路来解决这些问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种支持方波输入的开关量采集电路，以解决上述背景技术中提出的现有的开关量采集电路在以方波输入后不能够以正弦波形输出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种支持方波输入的开关量采集电路，包括依次电性连接的输入电路、保护电路、隔离电路和输出电路，所述保护电路用于稳定输入电压，所述隔离电路用于隔离输入端与输出端的开关量信号，所述输出电路包括一个方波响应回路，所述方波响应回路由第三电阻、第四电阻和第二电容依次串联组成，所述第四电阻与所述第三电阻电性连接的一端与所述隔离电路的输出端电性连接，所述第三电阻与所述第二电容电性连接的一端接地，所述第四电阻与所述第二电容电性连接的一端与所述输出电路的输出端电性连接。

优选的，所述输入电路包括第一电阻和开关量信号输入端，所述第一电阻的一端与所述开关量信号输入端电性连接；所述保护电路包括第二电阻、第一电容和稳压二极管，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端、所述第一电容的一端和所述稳压二极管的负极分别电性连接，所述第二电阻的另一端、所述第一电容的另一端与所述稳压二极管的正极电性连接，所述稳压二极管的正极接地；所述隔离电路为光耦，所述光耦包括发光二极管和光敏三极管，所述稳压二极管的负极与所述发光二极管正极电性连接，所述稳压二极管的正极与所述发光二极管的负极电性连接，所述光敏三极管的发射极与所述第四电阻的输入端电性连接；所述输出电路还包括一个电源，所述电源与所述光敏三极管的集电极电性连接。

优选的，所述第三电阻的阻值为5.1千欧，所述第四电阻的阻值为1千欧，所述第二电容的容量为0.1uF。

优选的，所述第一电阻的阻值为100千欧，所述第二电阻的阻值为1千欧，所述第一电容的容量为0.1uF，所述电源为直流5V。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

该支持方波输入的开关量采集电路，由于在输出电路中设置有方波响应回路，利用阻容串联的方式将方波形输出响应成接近正弦波的输出信号，故可采用方波信号输入，并以接近正弦波信号输出，方便设备的匹配选型，拓宽了方波输出型UPS电源的适用范围。

附图说明

图1为现有技术中开关量采集电路的电路原理图；

图2为本实用新型的电路原理图；

图3为现有技术的阻容串联电路以20赫兹的方波输入信号时，通过示波器测得的输出信号波形示意图；

图4为现有技术的阻容串联电路以60赫兹的方波输入信号时，通过示波器测得的输出信号波形示意图。

图中：R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；C1、第一电容；C2、第二电容；D1、稳压二极管；OC、光耦；D2、发光二极管；Q1、光敏三极管；U、电源。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图2，本实用新型提供的一种实施例：一种支持方波输入的开关量采集电路，包括依次电性连接的输入电路、保护电路、隔离电路和输出电路，输入电路用于输入开关量电压信号，保护电路用于稳定输入电压，隔离电路用于隔离输入端与输出端的开关量信号，输出电路用于输出开关量电压信号，输出电路包括一个方波响应回路，方波响应回路由第三电阻R3、第四电阻R4和第二电容C2依次串联组成，第三电阻R3的阻值可选用5.1千欧，第四电阻R4的阻值可选用1千欧，第二电容C2的型号可选用104贴片电容，第四电阻R4与第三电阻R3电性连接的一端与隔离电路的输出端电性连接，第三电阻R3与第二电容C2电性连接的一端接地，第四电阻R4与第二电容C2电性连接的一端与输出电路的输出端电性连接。

进一步，输入电路包括第一电阻R1和开关量信号输入端，第一电阻R1的阻值可选用100千欧，第一电阻R1的一端与开关量信号输入端电性连接；保护电路包括第二电阻R2、第一电容C1和稳压二极管D1，第一电容C1可选用104贴片电容，第二电阻R2的阻值可选用1千欧，稳压二极管D1的型号可选用1N4007，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端、第一电容C1的一端和稳压二极管D1的负极分别电性连接，第二电阻R2的另一端、第一电容C1的另一端与稳压二极管D1的正极电性连接，稳压二极管D1的正极接地；隔离电路为光耦OC，光耦OC的型号可选用TLP521-1，光耦OC包括发光二极管D2和光敏三极管Q1，稳压二极管D1的负极与发光二极管D2正极电性连接，稳压二极管D1的正极与发光二极管D2的负极电性连接，光敏三极管Q1的发射极与第四电阻R4的输入端电性连接；输出电路还包括一个直流5V的电源U，电源U与光敏三极管Q1的集电极电性连接。

工作原理：使用时，将该开关量采集电路接入端子排，输入方波波形的电信号经过输入电路的第一电阻R1分压得到一个低电位，经过保护电路的稳压二极管D1稳压、第一电容C1滤除电源中的杂波和交流成分，通过隔离电路的光偶OC隔离输入与输出信号，输出信号经过方波响应回路使得方波波形信号转变成接近正弦波波形(如图3和图4所示，市电50赫兹时波形介于二者之间，更偏向于尖波峰)，输出电路的输出端电信连接到驱动芯片，输出信号经驱动芯片放大输出电流后接入译码器转译后传送给处理器。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (4)

1.一种支持方波输入的开关量采集电路，包括依次电性连接的输入电路、保护电路、隔离电路和输出电路，所述保护电路用于稳定输入电压，所述隔离电路用于隔离输入端与输出端的开关量信号，其特征在于：所述输出电路包括一个方波响应回路，所述方波响应回路由第三电阻(R3)、第四电阻(R4)和第二电容(C2)依次串联组成，所述第四电阻(R4)与所述第三电阻(R3)电性连接的一端与所述隔离电路的输出端电性连接，所述第三电阻(R3)与所述第二电容(C2)电性连接的一端接地，所述第四电阻(R4)与所述第二电容(C2)电性连接的一端与所述输出电路的输出端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种支持方波输入的开关量采集电路，其特征在于：所述输入电路包括第一电阻(R1)和开关量信号输入端，所述第一电阻(R1)的一端与所述开关量信号输入端电性连接；所述保护电路包括第二电阻(R2)、第一电容(C1)和稳压二极管(D1)，所述第一电阻(R1)的另一端与所述第二电阻(R2)的一端、所述第一电容(C1)的一端和所述稳压二极管(D1)的负极分别电性连接，所述第二电阻(R2)的另一端、所述第一电容(C1)的另一端与所述稳压二极管(D1)的正极电性连接，所述稳压二极管(D1)的正极接地；所述隔离电路为光耦(OC)，所述光耦(OC)包括发光二极管(D2)和光敏三极管(Q1)，所述稳压二极管(D1)的负极与所述发光二极管(D2)正极电性连接，所述稳压二极管(D1)的正极与所述发光二极管(D2)的负极电性连接，所述光敏三极管(Q1)的发射极与所述第四电阻(R4)的输入端电性连接；所述输出电路还包括一个电源(U)，所述电源(U)与所述光敏三极管(Q1)的集电极电性连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种支持方波输入的开关量采集电路，其特征在于：所述第三电阻(R3)的阻值为5.1千欧，所述第四电阻(R4)的阻值为1千欧，所述第二电容(C2)的容量为0.1uF。

4.根据权利要求2所述的一种支持方波输入的开关量采集电路，其特征在于：所述第一电阻(R1)的阻值为100千欧，所述第二电阻(R2)的阻值为1千欧，所述第一电容(C1)的容量为0.1uF，所述电源(U)为直流5V。

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