开关量信号保护电路及具有该电路的控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子技术领域，特别地，涉及一种开关量信号保护电路。此外，本实用新型还涉及一种具有上述开关量信号保护电路的控制装置。
【背景技术】
[0002]随着电子技术的日益成熟，其应用范围的急剧扩大，各种智能电子设备如雨后春笋般不断涌现出来，极大便利了人们学习和生活，但是，在享受智能电子设备带来乐趣的同时，人们也同样会因智能电子设备发生故障而烦恼。现代电子技术中，各智能电子设备之间以及智能电子设备内部各单元之间均需要进行大量电信号通讯，而在传输的过程中，电信号容易受到外界电磁噪声的干扰而发生畸变或/突变，从而使得设备或系统发生故障，尤其是在通过数字控制信号对相关设备安全进行控制的情况下，若该数字控制信号发生畸变，还将会产生严重的安全隐患。
[0003]在数字信号传输过程中，光耦及晶体管均是最常用的电子元器件，光耦及晶体管的此种电特性是:若驱动信号的电压高于阈值时，则光耦及晶体管导通工作，若驱动信号的电压低于阈值时，则光耦及晶体管截止，但是，在实际的电子技术应用中，驱动信号一旦因电磁干扰发生畸变，使得其电压接近或处于阈值时，光耦及晶体管将处于一个时断时通的不稳定状态，从而使得光耦或晶体管生成的数字信号的电平状态不稳，无疑有他，数字信号的这种不稳定传输状态将造成设备故障，甚至可能导致事故的发生。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供了一种开关量信号保护电路及具有该电路的控制装置，以解决待处理开关量信号在传输过程中容易因受外部电磁干扰后而电平状态不稳的技术问题。
[0005]本实用新型采用的技术方案如下:
[0006]根据本发明的一个方面，提供了一种开关量信号保护电路，开关量信号保护电路包括外部信号处理单元和迟滞保护单元；
[0007]外部信号处理单元用于根据输入的外部信号生成待处理开关量信号；
[0008]迟滞保护单元用于接收和处理待处理开关量信号，并滤除夹杂于所述待处理开关量信号中的噪声电平扰动；
[0009]外部信号处理单元和迟滞保护单元之间设有滤波单元，所述滤波单元用于消除外部信号波动所引起的误差。
[0010]进一步地，外部信号处理单元包括光耦或晶体管，光耦或晶体管用于根据外部信号导通或截止；
[0011]滤波单元包括电容滤波器或阻容滤波器。
[0012]进一步地，迟滞保护单元包括运算放大器，运算放大器的反相输入端用于接收待处理开关量信号，运算放大器的正相输入端经第一电阻导入基准电压，且所述正相输入端与所述运算放大器的输出端之间设置用于反馈的第二电阻。
[0013]进一步地，开关量保护电路包括第一调压单元，与第一电阻上用于输入基准电压的一端连接，用于调节基准电压的电平。
[0014]进一步地，开关量保护电路包括限压器，外部信号经限压器限压处理后输入至外部信号处理单元。
[0015]进一步地，开关量保护电路包括第二调压单元，用于将输入至第二调压单元的外部信号转换成输入至外部信号处理单元的预处理信号。
[0016]进一步地，第二调压单元包括第三电阻，所述第三电阻的一端与第四电阻的一端和所述光耦或所述晶体管的驱动端相连，所述第三电阻的另一端用于接收所述外部信号。
[0017]进一步地，第一调压单元包括微处理器和DA转换器，微处理器用于发出DA转换命令，DA转换器用于根据DA转换命令生成基准电压。
[0018]进一步地，开关量信号保护电路还设有串接于外部信号处理单元输入端的防反接二极管。
[0019]根据本实用新型的另一方面，还提供了一种控制装置，包括主控制器和控制信号输出端，主控制器和控制信号输出端之间设置电路板，如上述的开关量信号保护电路集成焊接于该电路板上。
[0020]本实用新型具有以下有益效果:
[0021]本实用新型开关量信号保护电路包括外部信号处理单元和迟滞保护单元；外部信号处理单元用于根据输入的外部信号生成待处理开关量信号；迟滞保护单元用于接收和处理待处理开关量信号；外部信号处理单元和迟滞保护单元之间设有滤波单元。该外部信号既可以是模拟信号，也可以是数字信号，而且迟滞保护单元的滞回作用能有效降低待处理开关量信号自身对电磁噪声的敏感性，使得输出开关量信号的电平不会产生波动。再者，在外部信号处理单元和迟滞保护单元之间设有滤波单元，使得待处理开关量信号必须先经过滤波单元处理后才能传输至迟滞保护单元，若外部信号产生瞬时波动，亦会导致待处理开关量信号产生相应的波动干扰，而通过该滤波单元的延时作用，使得迟滞保护单元的输出保持不变，从而有效去除该瞬时波动干扰，进一步保证了输出开关量信号的质量。
[0022]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0023]构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0024]图1是本实用新型优选实施例的电路结构框图；
[0025]图2是图1所示迟滞保护单元的原理示意图；
[0026]图3是图1所示迟滞保护单元的干扰消除效果示意图；
[0027]图4是不带滤波单元的开关量保护电路的干扰消除效果示意图；以及
[0028]图5是带滤波单元的开关量保护电路的干扰消除效果示意图。
【具体实施方式】
[0029]以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0030]根据本发明的一个方面，参照图1，本实用新型的优选实施例提供了一种开关量信号保护电路，包括外部信号处理单元10和迟滞保护单元30 ;外部信号处理单元10用于根据输入的外部信号生成待处理开关量信号；迟滞保护单元30用于接收和处理待处理开关量信号，并滤除夹杂于待处理开关量信号中的噪声电平扰动；外部信号处理单元10和迟滞保护单元30之间设有滤波单元20，滤波单元20用于消除外部信号波动所引起的误差。该外部信号既可以是模拟信号，也可以是数字信号，而且迟滞保护单元30的滞回作用能有效降低待处理开关量信号自身对电磁噪声的敏感性，使得输出开关量信号的电平不会产生波动。再者，在外部信号处理单元10和迟滞保护单元30之间设有滤波单元20，使得待处理开关量信号必须先经过滤波单元20处理后才能传输至迟滞保护单元30，若外部信号产生瞬时波动，亦会导致待处理开关量信号产生相应的波动干扰，参照图4，当外部信号在驱动门限电压附近波动时，外部信号处理单元10 —直处于临界工作状态，而通过该滤波单元20的延时作用，参照图5，使得迟滞保护单元30的输出保持不变，从而有效去除该瞬时波动干扰，进一步保证了输出开关量信号的质量，且可以根据使用环境调节滤波电路以及迟滞保护单元30的阀值，使得本实施例应用范围更加广泛。
[0031]可选地，外部信号处理单元10包括光耦或晶体管，光耦或晶体管用于根据外部信号导通或截止，从而生成待处理开关量信号；滤波单元20包括电容滤波器或阻容滤波器。当应用现场对电气隔离有需求时，选用光耦，否则选用晶体管，因为晶体管具有造价低、维护简单和功率较大的优点。参照图1，本优选实施例选用电阻R3和电容Cl构成的阻容滤波结构，由光耦产生的待处理开关量信号经R3和Cl后输入至