电力电子设备用N路无电触点信号转换电路的制作方法

本发明涉及液位传感器信号采集领域，具体地，涉及一种电力电子设备用N路无电触点信号转换电路。

背景技术：

基于点式加注液位传感器，需要测试加注过程中液位的多个点位的液位情况，液位点位是否到达一般是通过继电器的开通和关断来表征，即当相应的液位点对应的继电器开通时表示该液位点没有到来，当继电器关断时表示相应的液位点已经到来。

实际应用时通常通过检测继电器两端的电阻来反映继电器是否闭合，但是目前的采集电路一般不可以采集电阻值却可以直接采集电路的电压值，并通过软件算法通过液晶显示屏来实时输出加注液位传感器此刻的加注点位。因此该方法不利于后端采集电路的采集且安全系数低，具有不利应用的风险。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种电力电子设备用N路无电触点信号转换电路。

根据本发明提供的电力电子设备用N路无电触点信号转换电路，包括：N路无电触点信号的转换电路，其中，每路无电触点信号的转换电路均包含：分压单元、差分取样单元、信号滤波单元；N路无电触点信号同时输入相对应的无电触点信号的转换电路中的分压单元，每一路分压单元分别接相对应的差分取样单元，差分取样单元接信号滤波单元后输出N路信号。

优选地，还包括供电电源，所述供电电源分别给每一路信号的分压单元和差分取样单元供电。

优选地，所述分压单元包括：一个分压电阻，所述分压电阻的两端分别连接外部无电触点信号的两端，且所述分压电阻的两端还分别连接至相对应的差分取样单元的第一输入端和第二输入端。

优选地，所述差分取样单元包括：第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容以及运放，所述第二电阻的一端、第三电阻的一端分别构成了差分取样单元的第一输入端和第二输入端；所述第二电阻的另一端分别连接至运放的反相输入端、第四电阻的一端、第一电容的一端；所述第三电阻的另一端连接至运放的同相输入端并通过第五电阻接地，所述运放的正电源输入端连接至正5V电压端并通过第二电容接地，所述运放的负电源输入端接地；所述第一电容的另一端、第四电阻的另一端均连接至运放的输出端，所述运放的输出端连接至相应的信号滤波单元的输入端。

优选地，所述信号滤波单元包括：第六电阻和第三电容，第六电阻的一端构成信号滤波单元的输入端，第六电阻的输出端通过第三电容接地并构成所述信号滤波单元的输出端。

优选地，所述的供电单元通过外部电源给分压单元、差分取样单元供电，其中，给分压单元的正向供电端的供电电压为(N+1)V，给差分取样单元正电源输入端的供电电压为正5V。

优选地，N路无电触点信号的转换电路之间相互并联，每一路无电触点信号的转换电路的输出电压均为1V；

当电路中第一路信号输入端接入继电器闭合的无电触点信号时，第一路信号输出电压为0V，其余各路输出的电压为((N+1)/N)V；

当电路中前i路信号输入端接入继电器闭合的无电触点信号时，前i路信号输出电压为0V，其余N-i路输出电压为((N+1)/(N+1-i))V。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明根据N路无电触点信号转换电路的特点，可以将继电器的无电触点信号转换为相对应的电压信号，便于采集，安全性高。

2、本发明提供的转换电路采用纯硬件电路搭建，电路结构简单，无需外部辅助元件，成本低、通用性强。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明提供的N路无电触点信号转换电路结构框图；

图2为发明提供的N路无电触点信号转换电路的具体电路图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

根据本发明提供的电力电子设备用N路无电触点信号转换电路，包括：N路无电触点信号的转换电路，其中，每路无电触点信号的转换电路均包含：分压单元、差分取样单元、信号滤波单元及供电电源；N路无电触点信号同时输入电路中相对应的分压单元，每一路分压单元分别接相对应的差分取样单元，差分取样单元接信号滤波单元后输出N路信号；所述供电电源分别给每一路信号的分压单元和差分取样单元供电。通过该电路可以将继电器的无电触点信号转换为相对应的电压信号，便于采集；

所述分压单元包括：第一电阻，第一电阻的两端CL1_1和CL1_2分别接接外部无电触点信号的两端，另外两端分别接入第二电阻和第三电阻的一端，通过第一电阻的分压功能将无电触点信号转化成差分信号；

所述的差分取样单元包括：第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容和运放芯片。第二电阻和第三电阻的一端分别接第一电阻的两端，另一端分别接运放芯片的同向端和反向端。运放芯片的反向端和输出引脚之间并联第一电容和第四电阻，第五电阻的一端接运放芯片的同向端，另一端接地。第二电容的一端接运放芯片的正向供电引脚，另一端接地。当电路中无无电触点信号到来时，各个支路得到的输出电压均为1V，当电路中第1路信号输入端接入继电器闭合的无电触点信号时，第一路信号输出电压为0V，其余各路输出电压为((N+1)/N)V，当电路中前两路信号输入端接入继电器闭合的无电触点信号时，前两路信号输出电压为0V，其余各路输出电压为((N+1)/(N-1))V，依次类推，当电路中前i路信号输入端接入继电器闭合的无电触点信号时，前i路信号输出电压为0V，其余N-i路输出电压为((N+1)/(N+1-i))V，

所述的信号滤波单元包括第六电阻和第三电容，第六电阻一端接运放芯片的输出引脚，另一端接输出信号Y_1。第三电容一端接输出信号Y_1，另一端接地。

所述的供电单元主要是通过外部电源给芯片或引脚供电。主要包括：运放芯片的供电引脚和分压单元的正向供电端。运放芯片的供电为+5V，分压单元的正向供电端的供电为(N+1)V。

为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图做详细说明如下。

本发明针对加注液位传感器电力电子设备的要求，设计了一种结构简单独立，成本低的电力电子设备用N路无电触点信号转换电路。该电路结构如图1所示，一共包括N路无电触点信号的转换电路，其中每路均包含分压单元、差分取样单元、信号滤波单元及供电电源。N路无电触点信号同时输入电路中相对应的分压单元，每一路分压单元分别接相对应的差分取样单元，差分取样单元接信号滤波单元后输出N路信号。供电电源分别给每一路信号的分压单元和差分取样单元供电。通过该电路可以将继电器的无电触点信号转换为相对应的电压信号，便于采集。

具体地，如图2所示，分压单元101包括第一电阻R1。差分取样单元102包括：第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容C1、第二电容C2和运放芯片U1。滤波单元103包括第六电阻R6和第三电容C3。供电单元104主要是通过外部电源给芯片或引脚供电。主要包括：运放芯片U1的供电引脚和分压单元101的正向供电端。以第一单元为例：供电电压通过分压电阻R1进行分压，分压后得到的差分电压通过差分取样单元将差分信号转换为模拟信号，芯片U1输出的模拟电压经过滤波单元的滤波之后输出，供给后端的采集电路。当N个单元的电路模块并到一起时，当前端电路中的继电器断开，此时没有无电触点信号，各个支路得到的输出电压均为1V。当电路中第1路信号输入端接入继电器闭合的无电触点信号时，第一路信号输出电压为0V，其余各路输出电压为((N+1)/N)V，当电路中前两路信号输入端接入继电器闭合的无电触点信号时，前两路信号输出电压为0V，其余各路输出电压为((N+1)/(N-1))V，依次类推，当电路中前i路信号输入端接入继电器闭合的无电触点信号时，前i路信号输出电压为0V，其余N-i路输出电压为((N+1)/(N+1-i))V。后端的采集电路通过判断各个不同支路的电压值的组合，来确定前端继电器的开通和关断的情况，以点式加注液位变换器为例，可以通过检测继电器的开通和关断的情况，从而判断出点式加注液位变换器加注液位的点位情况。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。