一种兼容功率变换系统的开关量输入输出管理模块的制作方法

1.本实用新型属于功率变换系统技术领域，具体涉及一种兼容功率变换系统的开关量输入输出管理模块。


背景技术：

2.随着工业化进程的不断深入、功率变换系统需求在不断上升，功率变换系统 设计的复杂度与成本也在不断攀升，市面上的开关量输入输出管理模块功能单一且连接方法各不相同，导致功率变换系统的研发成本高，系统设计周期长。


技术实现要素：

3.为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了一种兼容功率变换系统的开关量输入输出管理模块。
4.为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：
5.一种兼容功率变换系统的开关量输入输出管理模块，包括mcu，与mcu连接的通讯单元、隔离输入电路、继电器隔离控制电路、指示单元、地址设置单元和供电单元，所述供电单元给所有单元和电路供电，所述通讯单元传输mcu与其他外部处理模块的通讯数据，所述隔离输入电路接收外部接触器反馈信号，并向所述mcu传输经过光耦隔离后的接触器反馈信号；所述继电器隔离控制电路接收mcu传输的隔离输出控制信号，并传输给外部继电器或接触器，所述指示单元接收mcu传输的工作状态控制信号，并向用户显示所述开关量输入输出管理模块的工作状态；所述地址设置单元向所述mcu传输外部拨码输入信号。
6.优选地，所述隔离输入电路和继电器隔离控制电路为单独且可拆卸的集成电路。
7.优选地，所述通讯单元为can通讯子模块，设有can通讯接口。
8.优选地，所述指示单元为led指示灯。
9.优选地，所述地址设置单元为8位拨码开关。
10.优选地，所述开关量输入输出管理模块与外部主机连接且是可拆卸的。
11.优选地，所述输入隔离电路包括header2x2接线端子、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一光耦发光二极管、第一二极管、第一稳压二极管和第一光耦输出三极管，外部的in1 信号作为所述隔离输入电路输入端连接到所述header2x2接线端子的第一管脚，所述header2x2接线端子的第二管脚通过lin 数据线连接到所述第一电阻的一端；所述第一电阻的另一端连接到所述第一光耦发光二极管阳极；外部的in1-信号作为所述隔离输入电路输入端连接到所述第一二极管的阴极，所述第一二极管的阳极连接到所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接到所述第一光耦发光二极管阴极，所述第一稳压二极管的阴极连接所述header2x2接线端子的第二管脚，另一端连接第一光耦发光二极管阴极，第一光耦输出三极管的集电极输出in1信号至所述mcu，同时in1信号通过所述第三电阻连接到3.3v电源，所述第一光耦输出三极管的发射级接地，所述header2x2接线端子的第三管脚接地，第四管脚接24v电源。
12.优选地，所述继电器隔离控制电路包括uln2803芯片、第一电容、hfd4/24继电器和第二二极管，所述mcu的cout1信号作为所述继电器隔离控制电路的输入信号连接到所述uln2803芯片的in1端，所述uln2803的gnd端接地，所述uln2803芯片的com端接24v电源，所述uln2803芯片com端与24v电源的公共端还与所述第一电容一端连接，所述第一电容的另一端接地；所述uln2803芯片的out1端连接到所述hfd4/24继电器的第八号管脚，所述hfd4/24继电器的第八号管脚还与第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述hfd4/24继电器的第一号管脚连接后接入24v电源，所述hfd4/24继电器的第三号和第六号管脚作为继电器隔离控制电路的输出端ou1_1，所述hfd4/24继电器的第四号和第五号管脚作为继电器隔离控制电路的输出端ou1_2。
13.采用上述技术方案带来的有益效果：
14.本实用新型提供的一种兼容功率变换系统的开关量输入输出管理模块既能完成对接触器反馈信号等外界输入信号量的处理，又能产生控制外界继电器、接触器的输出信号量，使得单一模块能够适应单输入单输出的功率变换系统的开关量输入输出管理。同时采用可拆卸的结构使得多输入输出的功率变换系统即可通过通讯扩展更多的模块，实现快速、简单、低成本的设计。
附图说明
15.图1是本实用新型实施例提供的一种兼容功率变换系统的开关量输入输出管理模块的示意图；
16.图2是本实用新型实施例提供的一种兼容功率变换系统的输入隔离电路的示意图；
17.图3是本实用新型实施例提供的一种兼容功率变换系统的继电器控制电路的示意图，其中，(a)是达林顿晶体管功率放大电路，(b)是继电器隔离输出电路；
18.图4是本实用新型实施例提供的一种兼容功率变换系统指示单元的电路示意图；
19.图5是本实用新型实施例提供的一种兼容功率变换系统的地址设置单元的电路示意图；
20.图6是本实用新型实施例提供的一种兼容功率变换系统的开关量输入输出管理模块的子模块与外科的具体安装示意图。
具体实施方式
21.以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
22.如图1，在本技术实施例中，本实用新型提供了一种兼容功率变换系统的开关量输入输出管理模块，包括：
23.通讯单元2，用于外界其他模块与mcu单元1的通讯；通讯模块2与外界其他模块连接；
24.mcu单元1，用于处理接触器反馈信号等外界输入信号量并产生控制外界接触器、继电器的输出信号量，以及外界模块的通讯信息；
25.隔离输入电路3与外界输入信号量相连，内部包括8路如图2所示的隔离输入电路，每一路的外部输入节点信号需要两根线，一路接in1 ，另一路接in1-。当输入为干节点信号
时，需要将图2中的p301端子的1、3短接，2、4短接；当输入为电平信号时，需要将图2中的p301端子的1、2短接。这种设计可以使得本实用新型的开关量输入接口兼容干接点信号与电平信号。总之，外部输入开关量信号等经过光耦隔离后，会传输给mcu单元1进行处理；
26.继电器隔离控制电路4与mcu单元1相连，内部包括8路如图3所示的继电器隔离控制电路，mcu输出控制信号经过图3中的(a)所示的达林顿晶体管阵列uln2803放大后传输给图3中（b）控制继电器hfd4/24产生隔离输出信号，用于控制外界接触器、继电器等；
27.指示单元5，用于显示开关量输入输出管理模块接收、发出信号情况，如图4所示。指示单元与mcu单元1的数据输出口data1~data8以及地址片选口cdata1~ cdata4相连，通过cdata1~ cdata4分时控制锁存器74hc573，使得四组led发光灯组(包括1组l801~l808、2组l809~l816、3组l817~l824、4组l825~l832)分时显示data1~ data8表示的数据信息，即开关量输入接口与输出接口的开合状态，当开关量输入输出管理模块的8路输入信号量和8路输出信号量处于对应设定状态时，相应的指示灯点亮；
28.地址输入单元6，用于设置开关量输入输出管理模块的物理地址，将地址码发送给mcu单元1进行读取，如图5所示；指示单元与mcu单元1的数据输出口data1~ data8以及地址片选口cdata5相连，通过cdata5分时控制锁存器74hc573，使得拨码开关sw1表示的地址数据能够分时通过data1~ data8输入mcu；地址输入单元6的sw1为8位拨码开关，可以将采样模块的地址设置为16进制下0x0000至0xffff之间的任一地址；
29.供电单元7，用于为单元1至6供电；
30.在本技术实施例中，通讯单元2为can通讯模块。
31.在本技术实施例中，外界上位机设备与mcu单元1之间通过can协议通信方式进行通讯。
32.在本技术实施例中，三个子模块与外壳之间的具体安装图如图6所示，图6中
①
号结构包括图1的单元5,6,7。图6中
②
号结构包括图1的单元1。图6中的
③
号结构包括图1的单元2,3,4。图6中的
④
号和
⑤
号为外壳。
33.本技术提供的一种兼容功率变换系统的开关量输入输出管理模块既能完成对接触器反馈信号等外界输入信号量的处理，又能产生控制外界继电器、接触器的输出信号量，通过通讯扩展兼容单输入单输出以及多输入多输出的ac/dc或者dc/dc功率变换系统，便于设计人员搭建系统控制框架，提高工作效率。
34.实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。