一种开关量输入电路的制作方法

本发明涉及信号处理技术领域，具体是一种开关量输入电路。

背景技术：

目前，智能电网是电力系统的发展方向，电力监控系统是电力系统数字化和信息化的产物，是智能电网的重要组成部分。随着电力系统自动化、智能化程度的不断提高，电力监控系统中各种装置的数字化、智能化趋势日益明显，需要实时检测断路器、接触器、负荷开关等位置信号或高温、瓦斯、故障告警等非电量信号的工作状态，对这些工作状态的检测可以通过开关量输入电路来实现。

目前，传统的开关量输入电路抗电磁干扰能力较弱，工作可靠性较低，不利于开关量输入电路的长期稳定运行，并且其对于微弱的开关量信号识别度较低，控制能力较差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种开关量输入电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种开关量输入电路，包括电子开关、滤波模块、光耦隔离模块、保护模块和信号放大模块，所述电子开关与滤波模块的信号输入端相连接，滤波模块的信号输出端连接光耦隔离模块和输入端，光耦隔离模块的信号输出端连接保护模块的信号输入端，保护模块的信号输出端连接信号放大模块的输入端。

作为本发明的进一步方案：所述滤波模块包括电容c1、电容c2和电阻r1，光耦隔离模块为光耦芯片ic1，所述电容c1的一端连接电子开关、电容c2和电阻r1，电容c1的另一端连接光耦芯片ic1的脚2和地，电容c2的另一端连接电阻r1的另一端和光耦芯片ic1的脚1。

作为本发明的进一步方案：所述保护模块包括二极管d1、二极管d2，信号放大电路包括场效应晶体管v1、三极管v2和二极管d3，电阻r2的一端连接光耦芯片ic1的脚4、二极管d1的阴极和二极管d2的阳极，二极管d2的阴极连接电阻r3和场效应晶体管v1漏极，电阻r3的另一端连接电阻r4和电源vcc，二极管d1的阳极连接电阻r6、电位器rp1和电容c3，电阻r2的另一端连接场效应晶体管v1的栅极，场效应晶体管v1的源极连接二极管d3的阳极，二极管d3的阴极连接电阻r5和电阻r6的另一端，电阻r5的另一端连接三极管v2的基极，三极管v2的发射极连接电阻r8和电阻r7，电阻r7的另一端连接电位器rp1的另一端，电阻r8的另一端连接电容c3的另一端，三极管v2的集电极连接电阻r4的另一端和输出端out。

作为本发明的进一步方案：所述光耦芯片ic1的脚3通过电阻r7连接电源vcc。

作为本发明的进一步方案：所述电容c3为可调电容。

作为本发明的进一步方案：所述二极管d1为稳压二极管。

作为本发明的进一步方案：所述光耦芯片ic1的型号为4n25。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明增加的滤波模块和光耦隔离模块能够有效滤除电磁干扰，增加电路稳定性，并且仅利用三极管和场效应晶体管的工作特性制成信号放大部分，并且具有信号放大和放大倍数可调节的功能，有利于开关量输入电路的长期稳定运行以及宽范围的使用。

附图说明

图1为开关量输入电路的方框图。

图2为本发明的实施例电路图。

图3为光耦芯片的内部结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，实施例1：一种开关量输入电路，包括用于输入初始开关量信号的电子开关、用于消除电磁干扰的滤波模块、用于光电隔离处理的光耦隔离模块、用于对电路进行过压保护的保护模块和用于开关量信号放大的信号放大模块，所述电子开关输出开关量信号并传输给滤波模块，滤波模块对输入的信号滤除杂波后输出到光耦隔离模块进行光电隔离，光耦隔离模块的信号输出端连接保护模块的信号输入端，保护模块的信号输出端输出信号到信号放大模块中进行信号放大处理，最终经过信号放大模块后的开关量信号满足使用需求。

实施例2，在实施例1的基础上，设计了电路实施例，如图2所示，图中：电容c1、电容c2和电阻r1组成滤波模块，光耦隔离模块为光耦芯片ic1，二极管d1和二极管d2为保护模块，场效应晶体管v1、三极管v2和二极管d3组成信号放大电路，电容c1的一端连接电子开关、电容c2和电阻r1，电容c1的另一端连接光耦芯片ic1的脚2和地，电容c2的另一端连接电阻r1的另一端和光耦芯片ic1的脚1。电阻r2的一端连接光耦芯片ic1的脚4、二极管d1的阴极和二极管d2的阳极，二极管d2的阴极连接电阻r3和场效应晶体管v1漏极，电阻r3的另一端连接电阻r4和电源vcc，二极管d1的阳极连接电阻r6、电位器rp1和电容c3，电阻r2的另一端连接场效应晶体管v1的栅极，场效应晶体管v1的源极连接二极管d3的阳极，二极管d3的阴极连接电阻r5和电阻r6的另一端，电阻r5的另一端连接三极管v2的基极，三极管v2的发射极连接电阻r8和电阻r7，电阻r7的另一端连接电位器rp1的另一端，电阻r8的另一端连接电容c3的另一端，三极管v2的集电极连接电阻r4的另一端和输出端out。光耦芯片ic1的脚3通过电阻r7连接电源vcc。电路通过采用场效应晶体管使输入端有高电阻特性，电子开关输出的开关量信号进入电路，电容c1进行滤波，其输入端串入rc电路和两个保护二极管d1、d2，用于防止过电压。光耦芯片ic1进行光电隔离控制，二极管d3用于降低后接的低频晶体管v2的基极电位。电阻r6为源跟随器的工作电阻。调节电位器rp1和电容c3的值能够改变放大系数，放大后的信号通过输出端out输出。电路结构简单、元器件少，电路摒弃了复杂的芯片控制结构，仅利用三极管和场效应晶体管的工作特性制成，摒弃具有过电压保护和放大倍数可调节的功能，因此具有成本低、功能多样和使用方便的优点。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种开关量输入电路，包括电子开关、滤波模块、光耦隔离模块、保护模块和信号放大模块，所述电子开关与滤波模块的信号输入端相连接，滤波模块的信号输出端连接光耦隔离模块和输入端，光耦隔离模块的信号输出端连接保护模块的信号输入端，保护模块的信号输出端连接信号放大模块的输入端。本发明增加的滤波模块和光耦隔离模块能够有效滤除电磁干扰，增加电路稳定性，并且仅利用三极管和场效应晶体管的工作特性制成信号放大部分，并且具有信号放大和放大倍数可调节的功能，有利于开关量输入电路的长期稳定运行以及宽范围的使用。

技术研发人员：董子健;苑朝;曾德志;张抖
受保护的技术使用者：华北电力大学（保定）
技术研发日：2018.10.09
技术公布日：2019.01.01