专利名称：一种变频器模拟输入检测电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及变频器模拟输入检测技术，特别涉及一种变频器模拟输入检测 电路。
背景技术：
在数字控制系统中，常常需要将外部的模拟信号(电压信号或电流信号)
变换为CPU(或DSP)的模拟输入管脚所能接收的电压信号，为了节省成本， 减小装置的体积，充分利用CPU (或DSP)的AD转换资源，往往会将同一 个模拟输入口设计成既能适应用户电压输入，又能适应用户电流输入，在现有 的技术中，都是采用跳线器(或拨码开关)的方式来实现，通过改变跳线器(或 拨码开关的触头)的位置来实现用户模拟输入方式(电压或电流)的选择。这 种实现方式的不足在于
因跳线器(或拨码开关)必须对用户开发，在数字控制系统的产品设计时 需要将它们暴露在用户易接触的地方，且需留出用户的手指或镊子操作的空 间，这样会增加数字控制装置的体积，增加结构设计的成本，同时还会影响到 产品的紧凑和美观；
若用户在装置有电的情况下操作跳线器(或拨码开关)，由于静电的作用 可能会损坏数字控制系统内的器件，导致产品的可靠性能下降，若装置内的电 压超过安全电压，会导致用户触电危险，影响到产品的安全性能.；
另外，在用户模拟信号输入检测电路中，现有技术并不对用户的电流信号 的大小进行限制，即当用户选择模拟电流(通常在工业应用中该信号由压力， 流量等传感器或其它设备输出，电流大小的范围一般在0-20mA)，输入时，若 电流过大，超过26mA,电路不能断开电流输入通路，仍然工作，这种实现方式的不足在于
可能会损坏数字控制系统单板上的器件，也可能损坏用户的传感器或其它 设备，影响产品的可靠性.
发明内容
本发明的目的在于提供一种变频器模拟输入检测电路，以解决现有电路中 跳线器(或拨码开关)的不足，增加过电流保护功能，提高产品的可靠性和竞 争力。
本发明的技术方案是 一种变频器模拟输入检测电路，包括模拟电压/电
流输入端1AI1和模拟信号输出端2AI1，所述模拟信号输出端2AI1与CPU或 DSP的AD转换输入端连接，还包括连接于所述模拟电压/电流输入端1AI1和 所述模拟信号输出端2AI1之间的第一开关U2、第二开关Q1、第一比较放大 器U1A、第二比较放大器U1C以及与所述第一比较放大器U1A正输入端连接 的第一电平选择端Select—1，所述第一比较放大器U1A的负输入端接地，所 述模拟电压/电流输入端1AI1分别与所述第二开关Q1的第一接线端子和所述 第一开关U2连接，所述第一比较放大器的U1A的输出端与所述第二开关Ql 的第二接线端子连接，所述第二开关Ql的第三接线端子与所述第一开关U2 连接，其连接的交接点与所述第二比较放大器U1C的正输入端连接，所述第 二比较放大器U1C的负输入端与其输出端连接，所述第二比较放大器U1C的 输出端与所述模拟信号输出端2AI1连接。
本发明中，还包括整流电路和稳压电路，所述整流电路包括第三比较放大 器U1B和第一二极管D4，所述第三比较放大器U1B的负输入端与所述第一 比较放大器U1A的负输入端连接，所述第三比较放大器U1B的正输入端与所 述第二比较放大器U1C的正输入端连接，所述第三比较放大器U1B的输出端 与所述第一二极管D4的阳极连接，所述第一二极管D4的阴极与所述第一比 较放大器U1A的负输入端连接并接地；所述稳压电路包括稳压管D2和第二 电平选择端MAover—AI1 ，所述稳压管D2的阴极与所述第一 比较奥放大器Ul A 的输出端连接，所述稳压管D2的阳极的一端与所述第二电平选择端
MAover—All连接并接地。
本发明中，所述模拟电压/电流输入端1AI1通过分压电阻(R5， R6)与 所述第一开关U2连接，所述模拟电压/电流输入端1AI1通过二极管D3的阳 极与所述第二开关Q1的第一端子连接，所述第二比较放大器U1C的输出端 通过第一偏置电阻R10与所述模拟信号输出端2AI1连接，第二偏置电阻Rll 的一端与电源连接，另一段接于所述第二比较放大器U1C的输出端和所述模 拟信号输出端2AI1交接的节点上，第二开关Ql的第三端子通过第三分压电 阻R3与第二比较放大器U1C的正输入端连接。
本发明中，所述模拟电压/电流输入端1AI1通过第一电容C1与所述第二 开关Ql的第一端子连接，所述第二比较放大器U1C的正输入端通过第二电 容C5与所述第二比较放大器U1C的负输入端连接。
本发明采用MOS管和模拟开关来实现模拟输入信号的电流/电压切换；在 模拟电流输入电路中，引入输入电流作为反馈信号，该信号变换成电压信号后 作用于运放的反向输入端，该运放的输出控制MOS管的栅极，实现过电流的 硬件保护，从而达到保护电路的目的。
图1是本发明变频器模拟输入检测电路的结构原理图； 图2是本发明一个实施例中变频器模拟输入检测电路的结构原理图； 图3是本发明另一个实施例中变频器模拟输入检测电路的结构原理图； 图4是本发明又一个实施例中变频器模拟输入检测电路的结构原理图； 图5是本发明另一个实施例中变频器模拟输入检测电路的结构原理图； 图6是本发明另一个实施例中变频器模拟输入检测电路的结构原理图； 图7是本发明另一个实施例中变频器模拟输入检测电路的结构原理图； 图8是本发明另一个实施例中变频器模拟输入检测电路的结构原理图。
具体实施例方式
下面根据附图和具体实施例对本发明作进一步阐述。
如图1所示， 一种变频器模拟输入检测电路，包括模拟电压/电流输入端
1AI1和模拟信号输出端2AI1 ，模拟信号输出端2AI1与CPU或DSP的AD转
换输入端连接，还包括连接于模拟电压/电流输入端1AI1和模拟信号输出端 2AI1之间的第一开关U2、第二开关Q1、第一比较放大器U1A、第二比较放 大器U1C以及与第一比较放大器U1A正输入端连接的第一电平选择端 Select—1，第一比较放大器U1A的负输入端接地，模拟电压/电流输入端1AI1 分别与第二开关Q1的第一接线端子和第一开关U2连接，第一比较放大器的 U1A的输出端与第二开关Q1的第二接线端子连接，第二开关Q1的第三接线 端子与第一开关U2连接，其连接的交接点与第二比较放大器U1C的正输入 端连接，第二比较放大器U1C的负输入端与其输出端连接，第二比较放大器 U1C的输出端与模拟信号输出端2AI1连接。
具体的，还可以包括整流电路和稳压电路，整流电路包括第三比较放大器 U1B和第一二极管D4，第三比较放大器U1B的负输入端与第一比较放大器 U1A的负输入端连接，第三比较放大器U1B的正输入端与第二比较放大器 U1C的正输入端连接，第三比较放大器U1B的输出端与第一二极管D4的阳 极连接，第一二极管D4的阴极与第一比较放大器U1A的负输入端连接并接 地；稳压电路包括稳压管D2和第二电平选择端MAover—AIl，稳压管D2的 阴极与第一比较奥放大器U1A的输出端连接，稳压管D2的阳极的一端与第 二电平选择端MAover—All连接并接地。
模拟电压/电流输入端1AI1通过分压电阻(R5， R6)与第一开关U2连接， 模拟电压/电流输入端1AI1通过二极管D3的阳极与第二开关Ql的第一端子 连接，第二比较放大器U1C的输出端通过第一偏置电阻R10与模拟信号输出 端2AI1连接，第二偏置电阻Rll的一端与电源连接，另一段接于第二比较放 大器U1C的输出端和模拟信号输出端2AI1交接的节点上，第二开关Q1的第 三端子通过第三分压电阻R3与第二比较放大器U1C的正输入端连接。
用户既可选择电压输入，又可选择电流输入，在选择电流输入时本电路具 过电流保护功能。
当用户设置为电压输入时，Select—l为低，U2闭合，Q2关断，模拟输入 电压1AI1经电阻R5、 R6、 R3分压后，电压输入时1AI1的工作电压范围为 一10V-+10V。
当用户设置为电流输入时，Select—l为高，U2断开，Q2导通，模拟输入 电流1AI1经电阻R3后生成电压信号，经U1C组成的射极跟随，经R10和 Rll形成的偏置，经U40形成的射极跟随后得到2AI1，进入DSP的AD转换 输入口；电流输入时1AI1的工作电流范围为OmA-+20mA。
在电流输入模式中，该电路可实现过电流的硬件保护和过电流检测，实现 原理如下若IAII的工作电流超过24mA时，第一比较放大器U1A的正输入 端的电压会超过负输入端的电压，第一比较放大器U1A输出端的电压会下降， Q2的漏源电阻会增大，限制1AI1的电流的增大，1AI1的电流最大只能到 26mA，同时Maover—All会变低，当DSP检测到这个信号时，会令Select—1 变低，第一比较放大器U1A输出端的电压变为-15V，封锁Q2，达到保护电路 的目的。
如图2所示，在本发明的一个实施例中，模拟电压/电流输入端lAI1通过 第一电容C1与第二开关Q1的第一端子连接，第二比较放大器U1C的正输入 端通过第二电容C5与第二比较放大器U1C的负输入端连接。
另外，本发明可根据电路的具体需要可实现多种优选实施例，如图3 图 8所示。
由此可知，本发明采用MOS管和模拟开关来实现模拟输入信号的电流/ 电压切换；在模拟电流输入电路中，引入输入电流作为反馈信号，该信号变换 成电压信号后作用于运放的反向输入端，该运放的输出控制MOS管的栅极， 实现过电流的硬件保护。
权利要求
1、一种变频器模拟输入检测电路，包括模拟电压/电流输入端(1AI1)和模拟信号输出端(2AI1)，所述模拟信号输出端(2AI1)与CPU或DSP的AD转换输入端连接，其特征在于，还包括连接于所述模拟电压/电流输入端(1AI1)和所述模拟信号输出端(2AI1)之间的第一开关(U2)、第二开关(Q1)、第一比较放大器(U1A)、第二比较放大器(U1C)以及与所述第一比较放大器(U1A)正输入端连接的第一电平选择端(Select_1)，所述第一比较放大器(U1A)的负输入端接地，所述模拟电压/电流输入端(1AI1)分别与所述第二开关(Q1)的第一接线端子和所述第一开关(U2)连接，所述第一比较放大器的(U1A)的输出端与所述第二开关(Q1)的第二接线端子连接，所述第二开关(Q1)的第三接线端子与所述第一开关(U2)连接，其连接的交接点与所述第二比较放大器(U1C)的正输入端连接，所述第二比较放大器(U1C)的负输入端与其输出端连接，所述第二比较放大器(U1C)的输出端与所述模拟信号输出端(2AI1)连接。
2、 根据权利要求l所述的一种变频器模拟输入检测电路，其特征在于， 还包括整流电路和稳压电路，所述整流电路包括第三比较放大器(U1B)和第 一二极管(D4)，所述第三比较放大器(U1B)的负输入端与所述第一比较放 大器(U1A)的负输入端连接，所述第三比较放大器(U1B)的正输入端与所 述第二比较放大器(U1C)的正输入端连接，所述第三比较放大器(U1B)的 输出端与所述第一二极管(D4)的阳极连接，所述第一二极管(D4)的阴极 与所述第一比较放大器(U1A)的负输入端连接并接地；所述稳压电路包括稳 压管(D2)和第二电平选择端(MAover一AIl)，所述稳压管(D2)的阴极与 所述第一比较奥放大器(U1A)的输出端连接，所述稳压管(D2)的阳极的 一端与所述第二电平选择端(MAover一AIl)连接并接地。
3、 根据权利要求1或2所述的一种变频器模拟输入检测电路，其特征在 于，所述模拟电压/电流输入端(1AI1)通过第一、二分压电阻(R5， R6)与 所述第一开关(U2)连接，所述模拟电压/电流输入端(1AI1)通过二极管(D3) 的阳极与所述第二开关(Ql)的第一端子连接，所述第二比较放大器(U1C)的输出端通过第一偏置电阻(R10)与所述模拟信号输出端(2AI1)连接，第 二偏置电阻(R11)的一端与电源连接，另一段接于所述第二比较放大器(U1C) 的输出端和所述模拟信号输出端(2AI1)交接的节点上，所述第二开关(Ql) 的第三端子通过第三分压电阻(R3)与所述第二比较放大器(U1C)的正输入 端连接。
4、根据权利要求3所述的一种变频器模拟输入检测电路，其特征在于， 所述模拟电压/电流输入端(1AI1)通过第一电容(Cl)与所述第二开关(Ql) 的第一端子连接，所述第二比较放大器(U1C)的正输入端通过第二电容(C5) 与所述第二比较放大器(U1C)的负输入端连接。
全文摘要
本发明公开了一种变频器模拟输入检测电路，包括模拟电压/电流输入端和模拟信号输出端，所述模拟信号输出端与CPU或DSP的AD转换输入端连接，还包括连接于所述模拟电压/电流输入端和所述模拟信号输出端之间的第一分压电阻、第二分压电阻、第一开关、第二开关、偏置电阻、第一比较放大器以及第二比较放大器。本发明采用MOS管和模拟开关来实现模拟输入信号的电流/电压切换；在模拟电流输入电路中，引入输入电流作为反馈信号，该信号变换成电压信号后作用于运放的反向输入端，该运放的输出控制MOS管的栅极，实现过电流的硬件保护，从而达到保护电路的目的。
文档编号H03K17/687GK101188413SQ200710077559
公开日2008年5月28日 申请日期2007年11月30日 优先权日2007年11月30日
发明者廖海平, 彪 董 申请人:艾默生网络能源有限公司