控制电路和控制系统的制作方法

文档序号:15523872发布日期:2018-09-25 20:16阅读:125来源:国知局

本实用新型涉及控制技术领域,具体而言,涉及一种控制电路和控制系统。



背景技术:

随着控制技术的不断发展,其应用范围不断扩展。其中,在工业生产中,控制设备或处理器需要根据检测到的信号对待控制设备进行控制。发明人经研究发现,现有技术中存在着对待控制设备的控制精度低的问题。



技术实现要素:

有鉴于此,本实用新型的目的在于提供一种控制电路和控制系统,以改善现有技术中因处理器容易受到外部器件的影响而存在控制精度低的问题。

为实现上述目的,本实用新型实施例采用如下技术方案:

一种控制电路,包括:

第一光电隔离单元,该第一光电隔离单元的输入端与传感器的输出端连接,以接收所述传感器感应外部信号生成的电信号;

ARM处理器,该ARM处理器为32位,且输入端与所述第一光电隔离单元的输出端连接,以接收所述第一光电隔离单元输出的电信号并进行处理;

第二光电隔离单元,该第二光电隔离单元的输入端与所述ARM处理器的输出端连接,以接收所述ARM处理器根据处理结果输出的电信号;

开关单元,该开关单元的控制端与所述第二光电隔离单元的输出端连接、输入端与供电电源连接、输出端与待控制设备的电源端连接,以根据所述第二光电隔离单元输出的电信号控制所述供电电源是否向所述待控制设备进行供电。

在本实用新型实施例较佳的选择中,在上述控制电路中,所述第二光电隔离单元包括:

第一发光二极管,该第一发光二极管的阳极与ARM处理器的输出端连接、阴极接地;

三极管,该三极管的高电位端与驱动电源连接、低电位端与所述开关单元的控制端连接,其中,所述三极管的基极接收到所述第一发光二极管发出的光时,高电位端和低电位端之间导通;

第一保护电阻,该第一保护电阻的一端与所述三极管的低电位端连接、另一端接地。

在本实用新型实施例较佳的选择中,在上述控制电路中,所述第二光电隔离单元还包括:

转动部件,该转动部件设置于所述第一发光二极管与所述三极管之间,且能够沿靠近和远离所述第一发光二极管与所述三极管之间的相对位置运动,以在转动至所述第一发光二极管与所述三极管之间的相对位置时,隔断所述第一发光二极管与所述三极管之间的光路。

在本实用新型实施例较佳的选择中,在上述控制电路中,所述第二光电隔离单元还包括:

稳压二极管,该稳压二极管的阴极与所述三极管的高电位端连接、阳极接地。

在本实用新型实施例较佳的选择中,在上述控制电路中,所述第二光电隔离单元还包括:

第二发光二极管,该第二发光二极管的阳极连接所述第二保护电阻未与所述稳压二极管连接的一端,以使所述第二保护电阻通过所述第二发光二极管接地。

在本实用新型实施例较佳的选择中,在上述控制电路中,所述第二光电隔离单元还包括:

蜂鸣器,该蜂鸣器的正极与所述第二发光二极管的阳极连接、阴极接地。

在本实用新型实施例较佳的选择中,在上述控制电路中,所述第二光电隔离单元还包括:

第二保护电阻,该第二保护电阻的一端连接所述三极管的高电位端、另一端与所述驱动电源连接,以使所述三极管的高电位端通过所述第二保护电阻与所述驱动电源连接。

在本实用新型实施例较佳的选择中,在上述控制电路中,所述第二光电隔离单元还包括:

滤波电容,该滤波电容的一端与所述三极管的高电位端连接、另一端接地。

在本实用新型实施例较佳的选择中,在上述控制电路中,所述开关单元包括继电器、三极管、金属氧化物半导体场效应晶体管、晶闸管、碳化硅晶体管、氮化镓晶体管、高电子迁移率晶体管或绝缘栅双极型晶体管。

本实用新型实施例还提供了一种控制系统,包括控制电路、传感器、供电电源以及待控制设备,其中,所述控制电路包括:

第一光电隔离单元,该第一光电隔离单元的输入端与所述传感器的输出端连接,以接收所述传感器感应外部信号生成的电信号;

ARM处理器,该ARM处理器为32位,且输入端与所述第一光电隔离单元的输出端连接,以接收所述第一光电隔离单元输出的电信号并进行处理;

第二光电隔离单元,该第二光电隔离单元的输入端与所述ARM处理器的输出端连接,以接收所述ARM处理器根据处理结果输出的电信号;

开关单元,该开关单元的控制端与所述第二光电隔离单元的输出端连接、输入端与所述供电电源连接、输出端与所述待控制设备的电源端连接,以根据所述第二光电隔离单元输出的电信号控制所述供电电源是否向所述待控制设备进行供电。

本实用新型提供的控制电路和控制系统,通过在处理器的输入侧和输出侧分别设置第一光电隔离单元和第二光电隔离单元,可以有效避免处理器受到传感器和待控制设备的干扰,进而改善现有技术中因处理器容易受到外部器件的影响而存在控制精度低的问题,极大地提高了控制电路和控制系统的可靠性。

进一步地,通过设置转动部件,可以隔断第一发光二极管与三极管的基极之间的光路,以避免处理器出现故障时难以安全、有效地停止对待控制设备进行供电的问题,进一步地提高了控制电路和控制系统的可靠性。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的控制系统的结构框图。

图2为本实用新型实施例提供的控制电路的结构框图。

图3为本实用新型实施例提供的第二光电隔离单元的电路原理图。

图4为本实用新型实施例提供的第二光电隔离单元的结构示意图。

图标:10-控制系统;100-控制电路;110-第一光电隔离单元;130-ARM处理器;150-第二光电隔离单元;151-转动部件;D1-第一发光二极管;D2-第二发光二极管;D3-稳压二极管;Q-三极管;R1-第一保护电阻;R2-第二保护电阻;H-蜂鸣器;C-滤波电容;170-开关单元;200-传感器;300-供电电源;400-待控制设备。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的上述描述中,需要说明的是,术语“一侧”、“另一侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示,本实用新型实施例提供了一种控制系统10,包括控制电路100、传感器200、供电电源300以及待控制设备400。

其中,所述控制电路100与所述传感器200、供电电源300以及待控制设备400分别连接,以根据所述传感器200感应的信号控制所述供电电源300是否向所述待控制设备400进行供电,以驱动所述待控制设备400工作。

可选地,所述传感器200的类型不受限制,可以根据实际应用需求进行选择,例如,可以包括,但不限于温度传感器、速度传感器、湿度传感器、烟雾传感器等。

可选地,所述待控制设备400的类型不受限制,可以根据实际应用需求进行选择,例如,可以包括,但不限于电机、电动阀以及其它电子设备等。

可选地,所述供电电源300的电压值不受限制,可以根据实际应用需求进行选择,例如,可以包括,但不限于5V、12V、36V、220V以及380V等。

结合图2,本实施例还提供一种可应用于上述控制系统10的控制电路100。其中,所述控制电路100包括第一光电隔离单元110、ARM处理器130、第二光电隔离单元150以及开关单元170。

其中,所述第一光电隔离单元110的输入端与传感器200的输出端连接,以接收所述传感器200感应外部信号生成的电信号。所述ARM处理器130的输入端与所述第一光电隔离单元110的输出端连接,以接收所述第一光电隔离单元110输出的电信号并进行处理。所述第二光电隔离单元150的输入端与所述ARM处理器130的输出端连接,以接收所述ARM处理器130根据处理结果输出的电信号。所述开关单元170的控制端与所述第二光电隔离单元150的输出端连接、输入端与供电电源300连接、输出端与待控制设备400的电源端连接,以根据所述第二光电隔离单元150输出的电信号控制所述供电电源300是否向所述待控制设备400进行供电。

并且,所述ARM处理器130可以为32位,以实现快速读取所述传感器200输出的电信号,并快速地对该电信号进行处理并根据处理结果控制所述待控制设备400。

可选地,所述第一光电隔离单元110包括的电气元件的类型和数量不受限制,可以根据实际需求进行设置,例如,可以包括,但不限于光耦器件、电阻、电容等电气元件。

可选地,所述第二光电隔离单元150包括的电气元件的类型和数量不受限制,可以根据实际需求进行设置。在本实施例中,结合图3,所述第二光电隔离单元150可以包括第一发光二极管D1、三极管Q以及第一保护电阻R1。

其中,所述第一发光二极管D1的阳极与ARM处理器130的输出端连接、阴极接地。所述三极管Q的高电位端与驱动电源连接、低电位端与所述开关单元170的控制端连接,其中,所述三极管Q的基极接收到所述第一发光二极管D1发出的光时,高电位端和低电位端之间导通。所述第一保护电阻R1的一端与所述三极管Q的低电位端连接、另一端接地。

可选地,所述三极管Q的类型不受限制,既可以是NPN型,也可以是PNP型。其中,在所述三极管Q为NPN型时,集电极作为高电位端、发射极作为低电位端。在所述三极管Q为PNP型时,集电极作为低电位端、发射极作为高电位端。

可选地,所述第一保护电阻R1的电阻值不受限制,可以根据实际应用需求进行设置,例如,可以根据所述驱动电源的电压值、所述三极管Q的最大工作电流进行设置。

进一步地,为避免所述驱动电源在输出较高电压时对所述三极管Q造成破坏,在本实施例中,所述第二光电隔离单元150还可以包括稳压二极管D3。

其中,所述稳压二极管D3的阴极与所述三极管Q的高电位端连接、阳极接地,以在所述驱动电源的电压较高时,所述稳压二极管D3被击穿以拉低所述三极管Q的高电位端的电压。

进一步地,为有效地提示工作人员所述驱动电源的输出电压过高而导致所述稳压二极管D3被反向击穿,在本实施例中,所述第二光电隔离单元150还可以包括第二发光二极管D2和蜂鸣器H。

其中,所述第二发光二极管D2的阳极连接所述稳压二极管D3阴极、阴极接地,以使所述稳压二极管D3通过所述第二发光二极管D2接地。所述蜂鸣器H的正极与所述第二发光二极管D2的阳极连接、阴极接地。

进一步地,为避免所述稳压二极管D3在被击穿时由于电流过大而损害电路的问题,在本实施例中,所述第二光电隔离单元150还可以包括第二保护电阻R2。

其中,所述第二保护电阻R2的一端连接所述三极管Q的高电位端、另一端与所述驱动电源连接,以使所述三极管Q的高电位端通过所述第二保护电阻R2与所述驱动电源连接。

进一步地,为保证所述驱动电源向所述开关单元170提供较为稳定的电能,在本实施例中,所述第二光电隔离单元150还可以包括滤波电容C。

其中,滤波电容C的一端与所述三极管Q的高电位端连接、另一端接地,以避免通过所述三极管Q进入所述开关单元170的电能存在电压波动的问题。

进一步地,为避免ARM处理器130出现故障时难以安全、有效地停止对待控制设备400进行供电的问题,在本实施例中,结合图4,所述第二光电隔离单元150还可以包括转动部件151。

其中,所述转动部件151设置于所述第一发光二极管D1与所述三极管Q之间,且能够沿靠近和远离所述第一发光二极管D1与所述三极管Q之间的相对位置运动,以在转动至所述第一发光二极管D1与所述三极管Q之间的相对位置时,隔断所述第一发光二极管D1与所述三极管Q之间的光路。

可选地,所述开关单元170的类型不受限制,只要可以在驱动信号下进行导通与关断的控制即可,例如,可以包括,但不限于继电器、三极管、金属氧化物半导体场效应晶体管、晶闸管、碳化硅晶体管、氮化镓晶体管、高电子迁移率晶体管或绝缘栅双极型晶体管等具有开关特性的电气元件。

综上所述,本实用新型提供的控制电路100和控制系统10,通过在处理器的输入侧和输出侧分别设置第一光电隔离单元110和第二光电隔离单元150,可以有效避免处理器受到传感器200和待控制设备400的干扰,进而改善现有技术中因处理器容易受到外部器件的影响而存在控制精度低的问题,极大地提高了控制电路100和控制系统10的可靠性。其次,通过设置转动部件151,可以隔断第一发光二极管D1与三极管Q的基极之间的光路,以避免处理器出现故障时难以安全、有效地停止对待控制设备400进行供电的问题,进一步地提高了控制电路100和控制系统10的可靠性。

在本实用新型的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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