首页> 中国专利> 集中空调分布式冷冻泵控制器

集中空调分布式冷冻泵控制器

摘要

本发明的集中空调分布式冷冻泵控制器,包括控制模块,所述的控制模块包括STM32F103VBT6单片机和FM3116外围电路,开关量输入模块通过隔离输入电路连接到单片机上,开关量输出模块通过隔离输出电路连接到单片机上,RS485保护电路、CAN保护电路、电平转换电路、模拟量输入电路分别通过一个隔离电路连接到单片机上,PWM转换输出电路的输入端连接单片机,PWM转换输出电路的输出端输出0-10V电压信号和4-20mA电流信号。整个控制器不仅成本低廉,而且工作稳定性和防护性能高,使用寿命长,同时,响应速度和准确性也有一定程度的提高。

著录项

  • 公开/公告号CN104390316A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2015-03-04

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 李钢;

    申请/专利号CN201410815872.3

  • 发明设计人 李钢;

    申请日2014-12-25

  • 分类号F24F11/00;

  • 代理机构济南诚智商标专利事务所有限公司;

  • 代理人朱晓熹

  • 地址 250024 山东省济南市市中区阳光新路69号

  • 入库时间 2023-12-17 04:06:25

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2017-05-17

    授权

    授权

  • 2015-04-01

    实质审查的生效 IPC(主分类):F24F11/00 申请日:20141225

    实质审查的生效

  • 2015-03-04

    公开

    公开

说明书

技术领域

    本发明涉及中央空调控制领域,具体地说是一种集中空调分布式冷冻泵控制器。

背景技术

在中央空调控制系统中,冷冻系统是必不可少也是至关重要的组成部分,作为冷冻控制系统的核心控制器而言,如何实现冷冻水泵的高效、快速和精确的调整,是控制器目前研究和发展的方向。目前的控制器中,采用的芯片和电路都比较复杂,因此成本较高,而且稳定性较差,对空调系统控制的冷冻效率和效果都有一定的影响。

发明内容

    本发明提供了一种集中空调分布式冷冻泵控制器,可以有效的降低控制器的生产成本和使用成本,提高保护性能和稳定性能,实现对冷冻水泵的精确控制。

本发明采用以下技术方案:集中空调分布式冷冻泵控制器,包括控制模块、开关量输入模块、开关量输出模块、RS485保护电路、CAN保护电路、电平转换电路、模拟量输入电路和PWM转换输出电路,所述的控制模块包括STM32F103VBT6单片机和FM3116外围电路,所述的开关量输入模块通过隔离输入电路连接到单片机上,所述的开关量输出模块通过隔离输出电路连接到单片机上,所述的RS485保护电路、CAN保护电路、电平转换电路、模拟量输入电路分别通过一个隔离电路连接到单片机上,PWM转换输出电路的输入端连接单片机,PWM转换输出电路的输出端输出0-10V电压信号和4-20mA电流信号。

进一步的,所述的PWM转换输出电路包括触发器SN74V1G14、跟随电路、放大电路和V/I电路,所述触发器SN74V1G14的输入端通过电阻R1连接信号输入端,触发器SN74V1G14的电源端连接基准电压Vref,基准电压Vref通过电容C1接地,触发器SN74V1G14的接地端接地;

所述的跟随电路包括电阻R2,电阻R2一端接触发器SN74V1G14的输出端,电阻R2另一端分别接电容C2一端和电阻R3一端,电容C2另一端接地,电阻R3另一端分别接电容C3一端和运放TLV2372第三引脚,电容C3另一端接地,运放TLV2372第二引脚接运放TLV2372第一引脚,运放TLV2372第八引脚接12V电压,运放TLV2372第四引脚接地;

所述的放大电路包括电阻R5,电阻R5一端接地,电阻R5另一端接运放TLV2372第六引脚,运放TLV2372第五引脚接运放TLV2372第一引脚,运放TLV2372第六引脚通过电阻R6连接运放TLV2372第七引脚,电容C7与电阻R6并联,运放TLV2372第七引脚通过电容C8接地,运放TLV2372第七引脚分别接二极管D6负极、二极管D7正极、二极管D8正极,二极管D6正极接地,二极管D7负极接12V电压,二极管D8负极通过电阻R7接0-10V电压信号输出端;

所述的V/I电路包括转换芯片XTR115,转换芯片XTR115的VREF引脚接基准电压Vref,转换芯片XTR115的VIN引脚通过电阻R5接基准电压Vref,转换芯片XTR115的VIN引脚通过电阻R4接运放TLV2372第一引脚,转换芯片XTR115的IP引脚通过电容C5接基准电压Vref,转换芯片XTR115的IP引脚接地,转换芯片XTR115的V+引脚分别接三极管Q1集电极、电容C6一端、二极管D1负极和全波整流桥的一个输入端,三极管Q1的基极接转换芯片XTR115的B引脚,三极管Q1的发射极接转换芯片XTR115的C引脚,电容C6另一端、二极管D1正极和全波整流桥的另一个输入端均连接转换芯片XTR115的V-引脚,全波整流桥由二极管D2、二极管D3、二极管D4和二极管D5组成,全波整流桥的输出端输出4-20mA电流信号。

进一步的,所述的模拟量输入电路包括第一、第二、第三、第四四路信号调理电路和A/D转换电路,所述的A/D转换电路包括A/D芯片ADS8341,A/D芯片ADS8341的第9引脚接5V电压,A/D芯片ADS8341的第1引脚接地,A/D芯片ADS8341的第10、11引脚接地,A/D芯片ADS8341的第12、13、14、15、16引脚接隔离芯片ADUM1411,A/D芯片ADS8341的第8引脚接5V基准源,5V基准源包括电容C9,电容C9一端分别接A/D芯片ADS8341的第8引脚和芯片MAX6164第六引脚,电容C9另一端接地,电容C10与电容C9并联,芯片MAX6164第二引脚接5V电压,芯片MAX6164接地端接地;

第一信号调理电路包括电阻R18,电阻R18一端接4-20mA电流信号输入端,电阻R18另一端接地,电容C12与电阻R18并联,二极管D9正极接4-20mA电流信号输入端,二极管D9负极接地,运放U1的第十三引脚接电阻R13一端,电阻R13另一端分别接电阻R16一端、电容C11一端、滑动变阻器R17一端,电阻R16另一端接5V电压,电容C11另一端和滑动变阻器R17另一端接地,运放U1的第十二引脚通过电阻R14接4-20mA电流信号输入端,运放U1第十二引脚通过电阻R15接地,运放U1的第十四引脚通过电阻R12接运放U1的第十三引脚,运放U1的第十四引脚通过电阻R11接运放U1的第十引脚,运放U1的第九引脚通过滑动变阻器R10接地,运放U1的第八引脚通过电阻R9接地,运放U1的第八引脚通过电阻R8接A/D芯片ADS8341的第5引脚;

第二信号调理电路包括电阻R29,电阻R29一端接4-20mA电流信号输入端,电阻R29另一端接地,电容C14与电阻R29并联,二极管D10正极接4-20mA电流信号输入端,二极管D10负极接地,运放U2的第十三引脚接电阻R24一端,电阻R24另一端分别接电阻R27一端、电容C13一端、滑动变阻器R28一端,电阻R27另一端接5V电压,电容C13另一端和滑动变阻器R28另一端接地,运放U2的第十二引脚通过电阻R25接4-20mA电流信号输入端,运放U2第十二引脚通过电阻R26接地,运放U2的第十四引脚通过电阻R23接运放U2的第十三引脚,运放U2的第十四引脚通过电阻R22接运放U1的第十引脚,运放U2的第九引脚通过滑动变阻器R21接地,运放U2的第八引脚通过电阻R20接地,运放U2的第八引脚通过电阻R19接A/D芯片ADS8341的第4引脚;

第三信号调理电路包括电阻R40,电阻R40一端接4-20mA电流信号输入端,电阻R40另一端接地,电容C16与电阻R40并联,二极管D11正极接4-20mA电流信号输入端,二极管D11负极接地,运放U3的第十三引脚接电阻R35一端,电阻R35另一端分别接电阻R38一端、电容C15一端、滑动变阻器R39一端,电阻R38另一端接5V电压,电容C15另一端和滑动变阻器R39另一端接地,运放U3的第十二引脚通过电阻R36接4-20mA电流信号输入端,运放U3第十二引脚通过电阻R37接地,运放U3的第十四引脚通过电阻R34接运放U3的第十三引脚,运放U3的第十四引脚通过电阻R33接运放U3的第十引脚,运放U3的第九引脚通过滑动变阻器R32接地,运放U3的第八引脚通过电阻R31接地,运放U3的第八引脚通过电阻R30接A/D芯片ADS8341的第3引脚;

第四信号调理电路包括电阻R51,电阻R51一端接4-20mA电流信号输入端,电阻R51另一端接地,电容C18与电阻R51并联,二极管D12正极接4-20mA电流信号输入端,二极管D12负极接地,运放U4的第十三引脚接电阻R46一端,电阻R46另一端分别接电阻R49一端、电容C17一端、滑动变阻器R50一端,电阻R49另一端接5V电压,电容C17另一端和滑动变阻器R50另一端接地,运放U4的第十二引脚通过电阻R47接4-20mA电流信号输入端,运放U4第十二引脚通过电阻R48接地,运放U4的第十四引脚通过电阻R45接运放U4的第十三引脚,运放U4的第十四引脚通过电阻R44接运放U4的第十引脚,运放U4的第九引脚通过滑动变阻器R43接地,运放U4的第八引脚通过电阻R42接地,运放U4的第八引脚通过电阻R41接A/D芯片ADS8341的第2引脚。

进一步的,所述的电源电路包括供电部分和调试端口,所述的供电部分包括整流滤波电路、反馈调控电路、5V电压输出电路和12V电压输出电路,

所述的整流滤波电路包括发光二级管RED1,发光二级管RED1的正极连接220V交流电零线端,发光二极管RED1的负极连接电阻R52一端,电阻R52另一端接220V交流电的火线端,220V交流电零线端通过熔断器F1连接全波整流桥的一个输入端,220V交流电的火线端连接全波整流桥的另一个输入端,全波整流桥的一个输出端分别连接极性电容C19正极、电阻R54一端、电阻R55一端、电容C22一端和变压器T1第一输入端,极性电容C19负极和电阻R54另一端接地,电阻R55另一端和电容C22另一端分别接二极管D18负极,二极管D18正极接变压器T1第三输入端,电阻R54另一端接极性电容C20正极、电容C21一端和二极管D17负极,极性电容C20负极、电容C21另一端和变压器T1第五输入端均接地,二极管D17正极接变压器T1第四输入端;

所述的5V电压输出电路包括电容C23,电容C23一端分别接变压器T1第七输出端和二极管D19正极,电容C23另一端接电阻R56一端,电阻R56另一端分别接二极管D19负极、极性电容C24正极、极性电容C25正极、发光二极管LED2正极和5V电压输出端,极性电容C24的负极、变压器T1第六输出端、极性电容C25负极均接地,发光二极管LED2负极通过电阻R57接地;

所述的12V电压输出电路包括稳压芯片7812和稳压芯片7912,稳压芯片7812的第一引脚分别接二极管D20负极和极性电容C26正极,二极管D20正极接变压器T1第十输出端,极性电容C26负极接地,稳压芯片7812第二引脚接地,稳压芯片7812第三引脚接电阻R58一端和+12V输出端,电阻R58 另一端接地,极性电容C27正极接+12V输出端,极性电容C27负极接地;稳压芯片7912 第一引脚接地,稳压芯片7912第二引脚分别接二极管D21正极和极性电容C29负极,二极管D21负极接变压器T1第八输出端,极性电容C29正极接地,稳压芯片7912第三引脚分别接电阻R59一端和-12V输出端,电阻R59另一端接地,极性电容C28负极接-12V输出端,极性电容C28正极接地,变压器T1第九输出端接地;

所述的反馈调控电路包括芯片UC3842,芯片UC3842的第七引脚接极性电容C20正极,芯片UC3842第五引脚接地,芯片UC3842第二引脚分别接滑动变阻器R66一端、电容C33一端、电阻R67一端、电阻R68一端,电容C33另一端和滑动变阻器R66另一端分别接芯片UC3842第一引脚,电阻R67另一端接地,电阻R68另一端分别接电阻R69一端和光耦PC817第三引脚,电阻R69另一端接地,光耦PC817第四引脚接5V基准电压,光耦PC817第一引脚分别接电阻R70一端、电阻R71一端,电阻R70另一端接5V电压,电阻R71另一端接TL431第三引脚,TL431第二引脚接地,TL431第一引脚分别接电阻R71一端和滑动变阻器R73一端,电阻R72另一端接5V电压,滑动变阻器R73另一端接地; 芯片UC3842第一引脚接二极管D23正极,二极管D23负极分别接电阻R74一端、电容C34一端和二极管D24正极,电阻R74另一端和二极管D24负极接5V基准电压,电容C34另一端接地;芯片UC3842的第八引脚分别接5V基准电压和滑动变阻器R75一端,滑动变阻器R75另一端通过电容C32接芯片UC3842第五引脚,滑动变阻器R75的滑动端接芯片UC3842的第四引脚;芯片UC3842第六引脚接电阻R65一端,电阻R65另一端分别接电阻R63一端和Q1第一引脚,电阻R63另一端接地,Q1第二引脚分别接变压器T1第三输入端、二极管D22负极和电阻R60一端,二极管D22正极和电阻R60另一端分别接电容C30一端,电容C30一端接地;Q1第三引脚分别接电阻R61一端、电阻R62一端和电阻R64一端,电阻R61另一端和电阻R62另一端接地,电阻R64另一端分别接芯片UC3842第三引脚和电容C31一端,电容C31另一端接地;

所述的调试端口包括J7、J8、J9、J10、J11、J12、J13、J14、J17、J18、J19、J20、J29、J30、J31、J22、J32、J33、J25、J28、J34、J35,J7接UC3842的第4引脚,J8接UC3842的第3引脚,J9接UC3842的第6引脚,J10接UC3842的第7引脚,J11接UC3842的第2引脚,J12接UC3842的第5引脚,J13接UC3842的第8引脚,J14接UC3842的第1引脚,J17接Q1的第一引脚,J18接Q1的第三引脚,J19接Q1的第二引脚,J20接光耦PC817的第三引脚,J29接光耦PC817的第一引脚,J30接光耦PC817的第二引脚,J31接TL431的第一引脚,J22接变压器T1的第一输入端,J32、J33接变压器T1的第六输出端,,J25街稳压芯片7812第一引脚,J28接稳压芯片7912第二引脚,J34、J35均接变压器T1第九输出端。

本发明的有益效果是:

1、整个控制器不仅成本低廉,而且工作稳定性和防护性能高,使用寿命长,同时,响应速度和准确性也有一定程度的提高。

2、PWM转换电路设计了多级滤波和熔断器、嵌位保护二极管等保护措施,增强了输出电压和电流信号的稳定性,有力的保障了电路内部电子元器件的安全。

3、模拟量输入电路中,利用磁耦隔离芯片,增强了整个模拟输入电路与单片机之间的隔离效果;采用了单个A/D芯片和多个调理电路,不仅采样和转换的速度快,而且稳定性也更好。

4、电源电路中设计了反馈调试电路,起到了限流保护、振荡脉冲、软启动、反馈补偿等效果;设计了多个调试端口,可以快速检测电路中主要芯片和节点的通断和工作状态,提高电源电路的调试效率,保证电源电路工作的稳定性。

附图说明

图1为本发明的原理结构框图; 

图2为本发明PWM转换电路的原理图;

图3是本发明模拟量输入电路的原理图;

图4是本发明电源电路的原理图。

具体实施方式

如图1所示的集中空调分布式冷冻泵控制器,包括控制模块、开关量输入模块、开关量输出模块、RS485保护电路、CAN保护电路、电平转换电路、模拟量输入电路和PWM转换输出电路,所述的控制模块包括STM32F103VBT6单片机和FM3116外围电路,所述的开关量输入模块通过隔离输入电路连接到单片机上,所述的开关量输出模块通过隔离输出电路连接到单片机上,所述的RS485保护电路、CAN保护电路、电平转换电路、模拟量输入电路分别通过一个隔离电路连接到单片机上,PWM转换输出电路的输入端连接单片机,PWM转换输出电路的输出端输出0-10V电压信号和4-20mA电流信号。

开关量输入模块和开关量输出模块连接开关量阀门,检测控制开关量阀门的状态,RS485保护电路连接电量模块,模拟量输入电路采集传感器信号,上述的信号经过CAN保护电路发送到核心控制器,经过核心控制器处理后,接收来自核心控制器的指令,然后发送指令,其中,电平转换电路连接软切换器,控制切换状态;PWM转换输出电路经控制信号转换为0-10V电压信号和4-20mA电流信号,分别发送给形影的执行器件。

如图4所示,所述的电源电路包括供电部分和调试端口,所述的供电部分包括整流滤波电路、反馈调控电路、5V电压输出电路和12V电压输出电路,所述的整流滤波电路包括发光二级管RED1,发光二级管RED1的正极连接220V交流电零线端,发光二极管RED1的负极连接电阻R52一端,电阻R52另一端接220V交流电的火线端,220V交流电零线端通过熔断器F1连接全波整流桥的一个输入端,220V交流电的火线端连接全波整流桥的另一个输入端,全波整流桥的一个输出端分别连接极性电容C19正极、电阻R54一端、电阻R55一端、电容C22一端和变压器T1第一输入端,极性电容C19负极和电阻R54另一端接地,电阻R55另一端和电容C22另一端分别接二极管D18负极,二极管D18正极接变压器T1第三输入端,电阻R54另一端接极性电容C20正极、电容C21一端和二极管D17负极,极性电容C20负极、电容C21另一端和变压器T1第五输入端均接地,二极管D17正极接变压器T1第四输入端;所述的5V电压输出电路包括电容C23,电容C23一端分别接变压器T1第七输出端和二极管D19正极,电容C23另一端接电阻R56一端,电阻R56另一端分别接二极管D19负极、极性电容C24正极、极性电容C25正极、发光二极管LED2正极和5V电压输出端,极性电容C24的负极、变压器T1第六输出端、极性电容C25负极均接地,发光二极管LED2负极通过电阻R57接地;所述的12V电压输出电路包括稳压芯片7812和稳压芯片7912,稳压芯片7812的第一引脚分别接二极管D20负极和极性电容C26正极,二极管D20正极接变压器T1第十输出端,极性电容C26负极接地,稳压芯片7812第二引脚接地,稳压芯片7812第三引脚接电阻R58一端和+12V输出端,电阻R58 另一端接地,极性电容C27正极接+12V输出端,极性电容C27负极接地;稳压芯片7912 第一引脚接地,稳压芯片7912第二引脚分别接二极管D21正极和极性电容C29负极,二极管D21负极接变压器T1第八输出端,极性电容C29正极接地,稳压芯片7912第三引脚分别接电阻R59一端和-12V输出端,电阻R59另一端接地,极性电容C28负极接-12V输出端,极性电容C28正极接地,变压器T1第九输出端接地;所述的反馈调控电路包括芯片UC3842,芯片UC3842的第七引脚接极性电容C20正极,芯片UC3842第五引脚接地,芯片UC3842第二引脚分别接滑动变阻器R66一端、电容C33一端、电阻R67一端、电阻R68一端,电容C33另一端和滑动变阻器R66另一端分别接芯片UC3842第一引脚,电阻R67另一端接地,电阻R68另一端分别接电阻R69一端和光耦PC817第三引脚,电阻R69另一端接地,光耦PC817第四引脚接5V基准电压,光耦PC817第一引脚分别接电阻R70一端、电阻R71一端,电阻R70另一端接5V电压,电阻R71另一端接TL431第三引脚,TL431第二引脚接地,TL431第一引脚分别接电阻R71一端和滑动变阻器R73一端,电阻R72另一端接5V电压,滑动变阻器R73另一端接地;芯片UC3842第一引脚接二极管D23正极,二极管D23负极分别接电阻R74一端、电容C34一端和二极管D24正极,电阻R74另一端和二极管D24负极接5V基准电压,电容C34另一端接地;芯片UC3842的第八引脚分别接5V基准电压和滑动变阻器R75一端,滑动变阻器R75另一端通过电容C32接芯片UC3842第五引脚,滑动变阻器R75的滑动端接芯片UC3842的第四引脚;芯片UC3842第六引脚接电阻R65一端,电阻R65另一端分别接电阻R63一端和Q1第一引脚,电阻R63另一端接地,Q1第二引脚分别接变压器T1第三输入端、二极管D22负极和电阻R60一端,二极管D22正极和电阻R60另一端分别接电容C30一端,电容C30一端接地;Q1第三引脚分别接电阻R61一端、电阻R62一端和电阻R64一端,电阻R61另一端和电阻R62另一端接地,电阻R64另一端分别接芯片UC3842第三引脚和电容C31一端,电容C31另一端接地;所述的调试端口包括J7、J8、J9、J10、J11、J12、J13、J14、J17、J18、J19、J20、J29、J30、J31、J22、J32、J33、J25、J28、J34、J35,J7接UC3842的第4引脚,J8接UC3842的第3引脚,J9接UC3842的第6引脚,J10接UC3842的第7引脚,J11接UC3842的第2引脚,J12接UC3842的第5引脚,J13接UC3842的第8引脚,J14接UC3842的第1引脚,J17接Q1的第一引脚,J18接Q1的第三引脚,J19接Q1的第二引脚,J20接光耦PC817的第三引脚,J29接光耦PC817的第一引脚,J30接光耦PC817的第二引脚,J31接TL431的第一引脚,J22接变压器T1的第一输入端,J32、J33接变压器T1的第六输出端,J25街稳压芯片7812第一引脚,J28接稳压芯片7912第二引脚,J34、J35均接变压器T1第九输出端。

220V的交流电压,经过熔断器保护,在经过整流、滤波之后,进入变压器高压输入端,变压器的输出端有两个,一个输出5V电压,一个输出端输出+12V电压和-12V电压,在变压器的输入端,设有反馈调控电路,利用控制芯片实现电源电路的调控,R65为限流电阻,R63为下拉电阻,C31为滤波电容,R61和R62为保护电阻,电阻R75和电容C32产生振荡脉冲,D24、R74、D23、C34可以实现软启动,光耦PC817以及与之连接的电路实现反馈和补偿的作用,三极管Q1为2N60三极管。

调试端口主要连接芯片UC3842、光耦PC817、三极管Q1、变压器T1、稳压芯片7912、稳压芯片7812,可以在电路运行前快速检测各个芯片的状况,也可以在电源电路工作时,及时检修电源电路的工作情况。

如图2所示,所述的PWM转换输出电路包括触发器SN74V1G14、跟随电路、放大电路和V/I电路,所述触发器SN74V1G14的输入端通过电阻R1连接信号输入端,触发器SN74V1G14的电源端连接基准电压Vref,基准电压Vref通过电容C1接地,触发器SN74V1G14的接地端接地;所述的跟随电路包括电阻R2,电阻R2一端接触发器SN74V1G14的输出端,电阻R2另一端分别接电容C2一端和电阻R3一端,电容C2另一端接地,电阻R3另一端分别接电容C3一端和运放TLV2372第三引脚,电容C3另一端接地,运放TLV2372第二引脚接运放TLV2372第一引脚,运放TLV2372第八引脚接12V电压,运放TLV2372第四引脚接地;所述的放大电路包括电阻R5,电阻R5一端接地,电阻R5另一端接运放TLV2372第六引脚,运放TLV2372第五引脚接运放TLV2372第一引脚,运放TLV2372第六引脚通过电阻R6连接运放TLV2372第七引脚,电容C7与电阻R6并联,运放TLV2372第七引脚通过电容C8接地,运放TLV2372第七引脚分别接二极管D6负极、二极管D7正极、二极管D8正极,二极管D6正极接地,二极管D7负极接12V电压,二极管D8负极通过电阻R7接0-10V电压信号输出端;所述的V/I电路包括转换芯片XTR115,转换芯片XTR115的VREF引脚接基准电压Vref,转换芯片XTR115的VIN引脚通过电阻R5接基准电压Vref,转换芯片XTR115的VIN引脚通过电阻R4接运放TLV2372第一引脚,转换芯片XTR115的IP引脚通过电容C5接基准电压Vref,转换芯片XTR115的IP引脚接地,转换芯片XTR115的V+引脚分别接三极管Q1集电极、电容C6一端、二极管D1负极和全波整流桥的一个输入端,三极管Q1的基极接转换芯片XTR115的B引脚,三极管Q1的发射极接转换芯片XTR115的C引脚,电容C6另一端、二极管D1正极和全波整流桥的另一个输入端均连接转换芯片XTR115的V-引脚,全波整流桥由二极管D2、二极管D3、二极管D4和二极管D5组成,全波整流桥的输出端输出4-20mA电流信号。

其中,电阻R1为4.7K欧姆的限流保护电阻,触发器和运放之间有两级RC滤波,电阻R5连接2.5V基准电压,用来保证XTR5输入端的电压最低值为0.4V。

如图3所示,所述的模拟量输入电路包括第一、第二、第三、第四四路信号调理电路和A/D转换电路,所述的A/D转换电路包括A/D芯片ADS8341,A/D芯片ADS8341的第9引脚接5V电压,A/D芯片ADS8341的第1引脚接地,A/D芯片ADS8341的第10、11引脚接地,A/D芯片ADS8341的第12、13、14、15、16引脚接隔离芯片ADUM1411,A/D芯片ADS8341的第8引脚接5V基准源,5V基准源包括电容C9,电容C9一端分别接A/D芯片ADS8341的第8引脚和芯片MAX6164第六引脚,电容C9另一端接地,电容C10与电容C9并联,芯片MAX6164第二引脚接5V电压,芯片MAX6164接地端接地;第一信号调理电路包括电阻R18,电阻R18一端接4-20mA电流信号输入端,电阻R18另一端接地,电容C12与电阻R18并联,二极管D9正极接4-20mA电流信号输入端,二极管D9负极接地,运放U1的第十三引脚接电阻R13一端,电阻R13另一端分别接电阻R16一端、电容C11一端、滑动变阻器R17一端,电阻R16另一端接5V电压,电容C11另一端和滑动变阻器R17另一端接地,运放U1的第十二引脚通过电阻R14接4-20mA电流信号输入端,运放U1第十二引脚通过电阻R15接地,运放U1的第十四引脚通过电阻R12接运放U1的第十三引脚,运放U1的第十四引脚通过电阻R11接运放U1的第十引脚,运放U1的第九引脚通过滑动变阻器R10接地,运放U1的第八引脚通过电阻R9接地,运放U1的第八引脚通过电阻R8接A/D芯片ADS8341的第5引脚;第二信号调理电路包括电阻R29,电阻R29一端接4-20mA电流信号输入端,电阻R29另一端接地,电容C14与电阻R29并联,二极管D10正极接4-20mA电流信号输入端,二极管D10负极接地,运放U2的第十三引脚接电阻R24一端,电阻R24另一端分别接电阻R27一端、电容C13一端、滑动变阻器R28一端,电阻R27另一端接5V电压,电容C13另一端和滑动变阻器R28另一端接地,运放U2的第十二引脚通过电阻R25接4-20mA电流信号输入端,运放U2第十二引脚通过电阻R26接地,运放U2的第十四引脚通过电阻R23接运放U2的第十三引脚,运放U2的第十四引脚通过电阻R22接运放U1的第十引脚,运放U2的第九引脚通过滑动变阻器R21接地,运放U2的第八引脚通过电阻R20接地,运放U2的第八引脚通过电阻R19接A/D芯片ADS8341的第4引脚;第三信号调理电路包括电阻R40,电阻R40一端接4-20mA电流信号输入端,电阻R40另一端接地,电容C16与电阻R40并联,二极管D11正极接4-20mA电流信号输入端,二极管D11负极接地,运放U3的第十三引脚接电阻R35一端,电阻R35另一端分别接电阻R38一端、电容C15一端、滑动变阻器R39一端,电阻R38另一端接5V电压,电容C15另一端和滑动变阻器R39另一端接地,运放U3的第十二引脚通过电阻R36接4-20mA电流信号输入端,运放U3第十二引脚通过电阻R37接地,运放U3的第十四引脚通过电阻R34接运放U3的第十三引脚,运放U3的第十四引脚通过电阻R33接运放U3的第十引脚,运放U3的第九引脚通过滑动变阻器R32接地,运放U3的第八引脚通过电阻R31接地,运放U3的第八引脚通过电阻R30接A/D芯片ADS8341的第3引脚;第四信号调理电路包括电阻R51,电阻R51一端接4-20mA电流信号输入端,电阻R51另一端接地,电容C18与电阻R51并联,二极管D12正极接4-20mA电流信号输入端,二极管D12负极接地,运放U4的第十三引脚接电阻R46一端,电阻R46另一端分别接电阻R49一端、电容C17一端、滑动变阻器R50一端,电阻R49另一端接5V电压,电容C17另一端和滑动变阻器R50另一端接地,运放U4的第十二引脚通过电阻R47接4-20mA电流信号输入端,运放U4第十二引脚通过电阻R48接地,运放U4的第十四引脚通过电阻R45接运放U4的第十三引脚,运放U4的第十四引脚通过电阻R44接运放U4的第十引脚,运放U4的第九引脚通过滑动变阻器R43接地,运放U4的第八引脚通过电阻R42接地,运放U4的第八引脚通过电阻R41接A/D芯片ADS8341的第2引脚。

现场的传感器采集到信号后,发送4-20mA电流信号,信号调理电路接收到信号后,经过采样、滤波、保护、差分、放大等处理后转化为0-5V的电压信号到达芯片ADS8341,最后经过磁耦隔离芯片传输到单片机。

    除本发明所述的结构外,其余均为现有技术。

以上所述只是本发明的优选实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。

去获取专利,查看全文>

相似文献

  • 专利
  • 中文文献
  • 外文文献
获取专利

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号