一种隔离型分离式矿用电磁阀驱动器的制作方法

本发明涉及一种隔离型分离式矿用电磁阀驱动器。

背景技术：

1、随着采掘工作面的智能化发展，工作面智能化设备越来越多，系统也更加复杂，系统各个设备之间也更容易被干扰，急需研制一种抗干扰性强，信号传输稳定的驱动器。驱动器在使用工程中驱动小线连接电磁阀，非常容易损坏，市面现有的驱动器，都采用一体式设计，在维修过程中更换驱动小线难度非常大。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种mcu控制板与接口板之间使用2.54mm双排插针、插座对插，接口板上xh-3a连接器与驱动小线进行对插。当需要更换驱动小线时，可以直接更换与xh对插的线缆，维护简单、使用方便的的隔离型分离式矿用电磁阀驱动器。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种隔离型分离式矿用电磁阀驱动器，包括mcu主控芯片、电源监测单元、dcdc降压单元、skk24连接器、隔离rs485单元、led状态指示单元、多个spi低边开关单元、2.54mm双排插针、2.54mm双排插座和xh插座；mcu主控芯片分别连接电源监测单元、dcdc降压单元、隔离rs485单元、led状态指示单元和多个spi低边开关单元，spi低边开关单元与2.54mm双排插针连接，2.54mm双排插针与2.54mm双排插座对插，2.54mm双排插座与xh插座连接，xh插座通过驱动小线与电磁阀接口板上的xh-3a连接器进行对插；skk24连接器分别与隔离rs485单元和电源监测单元相连，电源监测单元连接dcdc降压单元。

3、所述mcu主控芯片采用gd32f303cct6，mcu主控芯片使用8mhz外部晶振，与spi低边开关单元之间使用spi总线进行通信。

4、所述隔离rs485单元选用tda51s485hc作为接口芯片，接口芯片的1脚连接3.3v电压输入端，2脚接地，1脚和2脚之间并接电容c18和c19，3脚串接电阻r51后连接到mcu主控芯片的pb11/usart2_rx信号端，4脚和5脚连接mcu主控芯片的pa11信号端，6脚串接电阻r52后连接到mcu主控芯片的pb10/usat2_tx信号端，7脚、8脚、9脚和10脚均接地，12脚串接电阻r60后接到rs485b1信号线，13脚串接电阻r59后接到rs485a1信号线，15脚接地，16脚连接隔离电源viso1端口，15脚与16脚之间并接电容c20和c21；

5、电阻r59与rs485a1信号线之间并接二极管d7和电阻r55，二极管d7和电阻r55的另一端接地；电阻r60与rs485b1信号线之间并接二极管d8，二极管d8的另一端接地；rs485a1信号线和rs485b1信号线之间跨接电阻r53；rs485a1信号线还通过电阻r50与隔离电源viso1端口连接。

6、所述dcdc降压单元选用rychip公司的dcdc降压芯片ry8411；ry8411的5脚连接12v输入电压，4脚串接电阻r22后连接12v输入电压；12v输入电压的输入接口处并联电容c9和c10，电容c9和c10的另一端接地；

7、ry8411的1脚与6脚之间跨接电容c5，6脚串接电感l1和电阻r15后输出3.3v电压；ry8411的2脚接地；ry8411的3脚分别连接电阻r19和电容c6的一端，电阻r19和电容c6的另一端跨接在电感l1和电阻r15之间，电阻r19与3脚连接的一端串接电阻r23后接地；电感l1和电阻r15之间并接电容c7和c8，电容c7和c8的另一端接地；电感l1和电阻r15之间连接有电阻r20和r24，电阻r20和r24串接，电阻r20的另一端接在电感l1和电阻r15之间，r24的另一端接地，电阻r20和r24的串联接口处连接muc主控芯片的pa2信号端。

8、所述电源监测单元由p沟道mosfet ao3401a和npn三极管s8050lt1构成开关电路，mcu主控芯片的pb0信号控制电磁阀的12vdc信号通断，采用max4372teuk+t芯片作为检测放大器；

9、p沟道mosfet的源极连接12vdc信号，漏极连接电流检测放大器的4脚，源极与漏极之间跨接二极管d4，栅极与npn三极管的集电极相连；npn三极管的发射极接地，基极通过电阻r9连接mcu主控芯片的pb0信号，集电极通过电阻r7连接12vdc信号，基极与发射极之间跨接电阻r11；

10、检测放大器的4脚和5脚之间跨接电阻r2，电阻r2与检测放大器构成12vdc回路电流监测电路，r2为电流检测电阻，检测放大器将r2上电压信号放大后通过2脚送给mcu主控芯片。

11、所述spi低边开关单元使用集成低边开关mc33879来实现，mc33879的1脚接地，2脚接3.3vdd输入，3、6、10、13脚均接地；5脚接dcf8，7脚接dcf2，11脚接dcf1，12脚接dcf6，14脚串接电阻r4后接地，15脚串接电阻r6后练级vcc3.3v输入，16脚接sp10_sck，17脚接sp10_mosi，18脚接mcu主控芯片的pb15信号，19脚串接电阻r5后接地，20、23、27、29脚均接地，21脚接dcf15，22脚接dcf3，26脚接dcf4，28脚接dcf7，31脚输出12v电压，32脚接sp10_mosi；33脚通过电容c1接3.3vdd输入，同时33脚还接地。

12、led状态指示单元包括四个并联的发光二极管d39、d40、d41、d42，四个二极管均接3.3vdd输入；二极管d39为红色led灯，串接电阻d35后接地；二极管d40为翠绿led灯，串接电阻r37后连接mcu主控芯片的pb6信号；二极管d41为翠绿二极管，串接电阻r44后连接mcu主控芯片的pb5信号；二极管d42为红色二极管，串接电阻r45后连接mcu主控芯片的pb3信号。

13、本发明的有益效果是：

14、1、本发明使用隔离型rs485进行通信，隔离rs485单元选用tda51s485hc作为接口芯片，具有高电磁抗扰度和低辐射特性，有高绝缘能力；能防止数据总线或其他电路上的噪声和浪涌进入本地接地端，从而干扰或损坏敏感电路；能承受可达6kv(hbm)及±15kv(接触放电)；有高效隔离电源和过载和短路保护能力；

15、2、mcu控制板与接口板之间使用2.54mm双排插针、插座对插，接口板上xh-3a连接器与驱动小线进行对插。当需要更换驱动小线时，可以直接更换与xh对插的线缆，产品整体设计简单，美观，维修更换简单，电磁阀驱动器更实用。

技术特征：

1.一种隔离型分离式矿用电磁阀驱动器，其特征在于，包括mcu主控芯片、电源监测单元、dcdc降压单元、skk24连接器、隔离rs485单元、led状态指示单元、多个spi低边开关单元、2.54mm双排插针、2.54mm双排插座和xh插座；mcu主控芯片分别连接电源监测单元、dcdc降压单元、隔离rs485单元、led状态指示单元和多个spi低边开关单元，spi低边开关单元与2.54mm双排插针连接，2.54mm双排插针与2.54mm双排插座对插，2.54mm双排插座与xh插座连接，xh插座通过驱动小线与电磁阀接口板上的xh-3a连接器进行对插；skk24连接器分别与隔离rs485单元和电源监测单元相连，电源监测单元连接dcdc降压单元。

2.根据权利要求1所述的一种隔离型分离式矿用电磁阀驱动器，其特征在于，所述mcu主控芯片采用gd32f303cct6，mcu主控芯片使用8mhz外部晶振，与spi低边开关单元之间使用spi总线进行通信。

3.根据权利要求1所述的一种隔离型分离式矿用电磁阀驱动器，其特征在于，所述隔离rs485单元选用tda51s485hc作为接口芯片，接口芯片的1脚连接3.3v电压输入端，2脚接地，1脚和2脚之间并接电容c18和c19，3脚串接电阻r51后连接到mcu主控芯片的pb11/usart2_rx信号端，4脚和5脚连接mcu主控芯片的pa11信号端，6脚串接电阻r52后连接到mcu主控芯片的pb10/usat2_tx信号端，7脚、8脚、9脚和10脚均接地，12脚串接电阻r60后接到rs485b1信号线，13脚串接电阻r59后接到rs485a1信号线，15脚接地，16脚连接隔离电源viso1端口，15脚与16脚之间并接电容c20和c21；

4.根据权利要求1所述的一种隔离型分离式矿用电磁阀驱动器，其特征在于，所述dcdc降压单元选用rychip公司的dcdc降压芯片ry8411；ry8411的5脚连接12v输入电压，4脚串接电阻r22后连接12v输入电压；12v输入电压的输入接口处并联电容c9和c10，电容c9和c10的另一端接地；

5.根据权利要求1所述的一种隔离型分离式矿用电磁阀驱动器，其特征在于，所述电源监测单元由p沟道mosfet ao3401a和npn三极管s8050lt1构成开关电路，mcu主控芯片的pb0信号控制电磁阀的12vdc信号通断，采用max4372teuk+t芯片作为检测放大器；

6.根据权利要求1所述的一种隔离型分离式矿用电磁阀驱动器，其特征在于，所述spi低边开关单元使用集成低边开关mc33879来实现，mc33879的1脚接地，2脚接3.3vdd输入，3、6、10、13脚均接地；5脚接dcf8，7脚接dcf2，11脚接dcf1，12脚接dcf6，14脚串接电阻r4后接地，15脚串接电阻r6后练级vcc3.3v输入，16脚接sp10_sck，17脚接sp10_mosi，18脚接mcu主控芯片的pb15信号，19脚串接电阻r5后接地，20、23、27、29脚均接地，21脚接dcf15，22脚接dcf3，26脚接dcf4，28脚接dcf7，31脚输出12v电压，32脚接sp10_mosi；33脚通过电容c1接3.3vdd输入，同时33脚还接地。

7.根据权利要求1所述的一种隔离型分离式矿用电磁阀驱动器，其特征在于，led状态指示单元包括四个并联的发光二极管d39、d40、d41、d42，四个二极管均接3.3vdd输入；二极管d39为红色led灯，串接电阻d35后接地；二极管d40为翠绿led灯，串接电阻r37后连接mcu主控芯片的pb6信号；二极管d41为翠绿二极管，串接电阻r44后连接mcu主控芯片的pb5信号；二极管d42为红色二极管，串接电阻r45后连接mcu主控芯片的pb3信号。

技术总结
本发明公开了一种隔离型分离式矿用电磁阀驱动器，包括MCU主控芯片、电源监测单元、DCDC降压单元、SKK24连接器、隔离RS485单元、LED状态指示单元、多个SPI低边开关单元、2.54mm双排插针、2.54mm双排插座和XH插座；MCU主控芯片分别连接电源监测单元、DCDC降压单元、隔离RS485单元、LED状态指示单元和多个SPI低边开关单元，SPI低边开关单元与2.54mm双排插针连接，2.54mm双排插针与2.54mm双排插座对插，2.54mm双排插座与XH插座连接；SKK24连接器分别与隔离RS485单元和电源监测单元相连，电源监测单元连接DCDC降压单元。本发明的MCU控制板与接口板之间使用2.54mm双排插针、插座对插，接口板上XH‑3A连接器与驱动小线进行对插。当需要更换驱动小线时，可以直接更换与XH对插的线缆，结构简单，使用方便。

技术研发人员：张小军
受保护的技术使用者：四川航天电液控制有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14