一種可編程邏輯電源控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電源控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種可編程邏輯電源控制器，包括電源模塊、CPLD邏輯器件以及與所述CPLD邏輯器件連接的外圍電路；所述CPLD邏輯器件的信號輸入端通過光電耦合單元分別連接面板信號接口與IO信號接口，所述CPLD邏輯器件的輸出端通過電平轉(zhuǎn)換單元連接繼電器驅(qū)動單元，所述電源模塊統(tǒng)一為所述CPLD邏輯器件、面板信號接口、IO信號接口、光電耦合單元、電平轉(zhuǎn)換單元以及繼電器驅(qū)動單元提供相應(yīng)的直流工作電壓。本發(fā)明通過采用CPLD邏輯控制器件，可根據(jù)實際要求更改電源系統(tǒng)控制方式，實現(xiàn)了對半導(dǎo)體封裝設(shè)備復(fù)雜電源系統(tǒng)的簡單、快捷、可靠時序邏輯控制，極大地提高了電源系統(tǒng)控制的可靠性和靈活性。
【專利說明】一種可編程邏輯電源控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電源控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種可編程邏輯電源控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體后封裝設(shè)備技術(shù)含量高，涉及運動控制、圖像處理、溫度控制、傳感識別、計算機(jī)通信等眾多領(lǐng)域，其系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜、模塊眾多，因此半導(dǎo)體封裝設(shè)備的電源系統(tǒng)也是很復(fù)雜的，這種電源系統(tǒng)包含交流電源和直流電源，直流電源的種類多達(dá)十幾種。
[0003]電源系統(tǒng)是半導(dǎo)體后封裝設(shè)備的心臟，電源系統(tǒng)穩(wěn)定工作是設(shè)備正常工作的先決條件，半導(dǎo)體后封裝設(shè)備對電源系統(tǒng)的控制要求比較高，包括時序啟動、分模塊上電、控制可靠性高、延時斷電以及各電源輸出獨立控制等，這對于抑制電源浪涌沖擊、維護(hù)電源穩(wěn)定、滿足設(shè)備工藝要求和設(shè)備模塊維護(hù)都是十分必要的。因此，簡單快捷可靠地控制半導(dǎo)體封裝設(shè)備電源系統(tǒng)是一個極為重要和關(guān)鍵的技術(shù)。
[0004]傳統(tǒng)電源系統(tǒng)控制主要采用繼電器(中間繼電器、時間繼電器、接觸器等)組合控制方式，可實現(xiàn)控制功能，但缺點是構(gòu)造復(fù)雜、接線多、不易集成、可靠性差、占用空間大、一旦定型無法更改控制方式。
[0005]若采用PLC進(jìn)行控制則可靠性高、控制方式靈活，但面臨成本高、嵌入困難等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于解決上述技術(shù)問題而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)性強(qiáng)、節(jié)約空間、成本低、易于維護(hù)且可靠性高的可編程邏輯電源控制器。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種可編程邏輯電源控制器，包括電源模塊、CPLD邏輯器件以及與所述CPLD邏輯器件連接的外圍電路；所述CPLD邏輯器件的信號輸入端通過光電耦合單元分別連接面板信號接口與IO信號接口，所述CPLD邏輯器件的輸出端通過電平轉(zhuǎn)換單元連接繼電器驅(qū)動單元，所述電源模塊統(tǒng)一為所述CPLD邏輯器件、面板信號接口、IO信號接口、光電耦合單元、電平轉(zhuǎn)換單元以及繼電器驅(qū)動單元提供相應(yīng)的直流工作電壓；所述CPLD邏輯器件通過所述面板信號接口與IO信號接口分別監(jiān)測自控制面板對電源系統(tǒng)輸出的人機(jī)交互指令信號以及上位機(jī)對電源系統(tǒng)的各路電源輸出的不同指令信號，時序輸出繼電器控制信號，經(jīng)所述電平轉(zhuǎn)換單元電平轉(zhuǎn)換后輸入到繼電器驅(qū)動單元，控制嵌入繼電器動作而控制各路電源的通斷。
[0008]所述電平轉(zhuǎn)換單元將所述CPLD邏輯器件輸出的LVTTL電平信號轉(zhuǎn)換為TTL電平后輸出。
[0009]所述人機(jī)交互指令信號包括啟動信號、急停信號與斷電信號。
[0010]所述外圍電路包括面板信號接口電路、I/O接口電路、電平轉(zhuǎn)換單元電路、繼電器驅(qū)動單元電路、光電耦合單元電路、復(fù)位電路、時鐘電路以及JTAG電路。[0011]所述嵌入繼電器包括啟動繼電器、R1繼電器以及R2?Rn繼電器；所述啟動繼電器的電源輸入端連接AC輸入電源，所述R1繼電器的電源輸入端連接所述啟動繼電器的電源輸出端。
[0012]所述R1繼電器的輸出端連接AC-DC模塊的電源輸入端；所述AC-DC模塊為多路DC電源輸出，所述R2?Rn繼電器的電源輸入端分別連接到所述AC-DC模塊的各路DC電源輸出上。
[0013]本發(fā)明通過采用CPLD邏輯控制器件，可根據(jù)實際要求更改電源系統(tǒng)控制方式，實現(xiàn)了對半導(dǎo)體封裝設(shè)備復(fù)雜電源系統(tǒng)的簡單、快捷、可靠時序邏輯控制，極大地提高了電源系統(tǒng)控制的可靠性和靈活性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1所示為本發(fā)明實施例提供的可編程邏輯電源控制器的硬件結(jié)構(gòu)原理框圖；
圖2所示為本發(fā)明實施例提供的可編程邏輯電源控制器的應(yīng)用示意圖；
圖3所示為本發(fā)明實施例提供的可編程邏輯電源控制器的軟件控制流程圖。
【具體實施方式】
[0015]下面，結(jié)合實例對本發(fā)明的實質(zhì)性特點和優(yōu)勢作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明并不局限于所列的實施例。
[0016]本發(fā)明通過在電源系統(tǒng)電路中嵌入繼電器，根據(jù)面板信號以及上位機(jī)發(fā)出的IO信號，通過CPLD邏輯器件控制嵌入繼電器來對電源系統(tǒng)工作方式進(jìn)行控制。
[0017]參見圖1所示，該圖示出了本發(fā)明實施例提供的一種可編程邏輯電源控制器的硬件結(jié)構(gòu)。為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實施例有關(guān)的部分。
[0018]請參閱圖1，一種可編程邏輯電源控制器，包括電源模塊、CPLD邏輯器件以及與所述CPLD邏輯器件連接的外圍電路；所述CPLD邏輯器件的信號輸入端通過光電耦合單元分別連接面板信號接口與IO信號接口，所述CPLD邏輯器件的輸出端通過電平轉(zhuǎn)換單元連接繼電器驅(qū)動單元，所述電源模塊統(tǒng)一為所述CPLD邏輯器件、面板信號接口、IO信號接口、光電耦合單元、電平轉(zhuǎn)換單元以及繼電器驅(qū)動單元提供相應(yīng)的直流工作電壓；所述CPLD邏輯器件通過所述面板信號接口與IO信號接口分別監(jiān)測自控制面板對電源系統(tǒng)輸出的人機(jī)交互指令信號以及上位機(jī)對電源系統(tǒng)的各路電源輸出的不同指令信號，按內(nèi)部控制時序輸出繼電器控制信號，經(jīng)所述電平轉(zhuǎn)換單元電平轉(zhuǎn)換后輸入到繼電器驅(qū)動單元，控制嵌入繼電器動作，從而控制各路電源的通斷。
[0019]所述電平轉(zhuǎn)換單元將所述CPLD邏輯器件輸出的LVTTL電平信號轉(zhuǎn)換為TTL電平后輸出。
[0020]所述人機(jī)交互指令信號包括啟動信號、急停信號與斷電信號。
[0021]所述外圍電路包括面板信號接口電路、I/O接口電路、電平轉(zhuǎn)換單元電路、繼電器驅(qū)動單元電路、光電耦合單元電路、復(fù)位電路、時鐘電路以及JTAG電路。
[0022]所述電源模塊與CPLD、面板信號接口、IO信號接口、電平轉(zhuǎn)換單元、繼電器驅(qū)動單元相連，提供+5VDC、+3.3VDC和+24VDC電源。
[0023]所述面板信號接口為設(shè)備面板動作信號，比如啟動、斷電、急停等，面板信號通過光電耦合器與外部隔離。所述CPLD邏輯器件通過光電隔離單元與面板信號接口相連，實時監(jiān)測操作者對電源系統(tǒng)的操作命令如啟動、急停、關(guān)機(jī)等。
[0024]所述IO信號接口為上位機(jī)對電源系統(tǒng)實時控制的信號，所述IO信號接口通過光電耦合器與外部隔離；所述CPLD邏輯器件通過光電隔離單元與IO信號接口相連，實時監(jiān)測上位機(jī)對電源系統(tǒng)各路電源的操作命令。
[0025]所述繼電器驅(qū)動單元受控于所述CPLD邏輯器件，實現(xiàn)電源系統(tǒng)嵌入繼電器的驅(qū)動，以便于對整個電源系統(tǒng)的控制。
[0026]所述CPLD邏輯器件包括CPLD邏輯單元和它的控制軟件組成，完成系統(tǒng)所有IO信號接口以及面板信號狀態(tài)掃描、電源系統(tǒng)工作邏輯、時序輸出繼電器控制信號等功能?？赏ㄟ^編程CPLD程序來更改電源系統(tǒng)的控制方式(啟動、斷電、上電、各路電源通斷)，可適應(yīng)多種機(jī)電設(shè)備對電源系統(tǒng)控制的要求。
[0027]進(jìn)一步的，所述CPLD邏輯器件內(nèi)部的軟件系統(tǒng)采用信號處理技術(shù)和軟件抗干擾技術(shù)，防止電源系統(tǒng)時序啟動瞬間電源浪涌和其他電磁干擾信號解鎖CPLD電源控制邏輯。
[0028]進(jìn)一步的，所述嵌入繼電器包括啟動繼電器、R1繼電器以及R2?Rn繼電器；所述啟動繼電器的電源輸入端連接AC輸入電源，所述R1繼電器的電源輸入端連接所述啟動繼電器的電源輸出端。
[0029]進(jìn)一步的，所述R1繼電器的輸出端連接AC-DC模塊的電源輸入端；所述AC-DC模塊為多路DC電源輸出，所述R2?Rn繼電器電源輸入端分別連接到所述AC-DC模塊的各路DC電源輸出上。
[0030]本發(fā)明需按一定要求完成電氣連接，主要是可編程邏輯電源控制器和控制面板(啟動按鈕、斷電按鈕、急停開關(guān))、上位機(jī)、電源系統(tǒng)控制繼電器之間的連線。
[0031]本發(fā)明通過應(yīng)用CPLD邏輯器件替代傳統(tǒng)的繼電器(接觸器、中間繼電器、時間繼電器等)組合和PLC控制電源系統(tǒng)工作方式，可通過編寫CPLD邏輯器件的程序來更改電源系統(tǒng)工作方式，可以實現(xiàn)電源系統(tǒng)時序啟動、分模塊上電、可靠性控制、各電源輸出獨立控制以及延時斷電等功能，具有結(jié)構(gòu)簡單、靈活性高的優(yōu)點。該控制器采用電磁兼容設(shè)計和軟件抗干擾技術(shù)，具有較高的可靠性，可以適應(yīng)工業(yè)惡劣的電磁環(huán)境，已經(jīng)成功運用到半導(dǎo)體后封裝設(shè)備中。
[0032]圖2為可編程邏輯電源控制器的應(yīng)用示意圖，可編程邏輯電源控制器接收控制面板的人機(jī)交互信號(啟動、急停、斷電)和上位機(jī)發(fā)出的IO信號，通過控制電源系統(tǒng)電路中嵌入的控制繼電器實現(xiàn)對電源系統(tǒng)工作方式的設(shè)定。
[0033]下面，結(jié)合圖f 3，對本發(fā)明的工作流程進(jìn)行說明:設(shè)備上電以后，可編程邏輯電源控制器開始計時，如30s，計時30s完成之后，電源啟動使能有效。若此時急停有效，則按面板上的啟動按鈕是無效的；若急停無效，按面板上的啟動按鈕，電源系統(tǒng)開始啟動，此時上位機(jī)、顯示器電源接通。
[0034]電源系統(tǒng)啟動開始計時，如10s，計時完成后可編程邏輯電源控制器才會根據(jù)上位機(jī)輸入的Rl IO信號控制Rl繼電器閉合與斷開，從而AC-DC模塊得電，在AC-DC模塊輸出端分電源設(shè)置繼電器RfRn，這時可編程邏輯控制器就可以根據(jù)上位機(jī)發(fā)出的RfRn IO信號實現(xiàn)對各路DC電源輸出的控制。
[0035]面板上的斷電按鈕按下，可編程邏輯電源控制器就會控制所有電源系統(tǒng)繼電器斷開，如判斷斷電信號有效，則延時一段時間后，如60 s，啟動繼電器以及R1In繼電器張開，電源系統(tǒng)失電。
[0036]上述為可編程邏輯電源控制器應(yīng)用的一個實例，也可根據(jù)實際情況和工作要求改變電源系統(tǒng)嵌入繼電器的方式，通過編程CPLD程序?qū)崿F(xiàn)多種電源系統(tǒng)工作方式。
[0037]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種可編程邏輯電源控制器，其特征在于，包括電源模塊、CPLD邏輯器件以及與所述CPLD邏輯器件連接的外圍電路；所述CPLD邏輯器件的信號輸入端通過光電耦合單元分別連接面板信號接口與IO信號接口，所述CPLD邏輯器件的輸出端通過電平轉(zhuǎn)換單元連接繼電器驅(qū)動單元，所述電源模塊統(tǒng)一為所述CPLD邏輯器件、面板信號接口、IO信號接口、光電耦合單元、電平轉(zhuǎn)換單元以及繼電器驅(qū)動單元提供相應(yīng)的直流工作電壓；所述CPLD邏輯器件通過所述面板信號接口與IO信號接口分別監(jiān)測自控制面板對電源系統(tǒng)輸出的人機(jī)交互指令信號以及上位機(jī)對電源系統(tǒng)的各路電源輸出的不同指令信號，時序輸出繼電器控制信號，經(jīng)所述電平轉(zhuǎn)換單元電平轉(zhuǎn)換后輸入到繼電器驅(qū)動單元，控制嵌入繼電器動作而控制各路電源的通斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述可編程邏輯電源控制器，其特征在于，所述電平轉(zhuǎn)換單元將所述CPLD邏輯器件輸出的LVTTL電平信號轉(zhuǎn)換為TTL電平后輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述可編程邏輯電源控制器，其特征在于，所述人機(jī)交互指令信號包括啟動信號、急停信號與斷電信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述可編程邏輯電源控制器，其特征在于，所述CPLD外圍電路包括面板信號接口電路、I/O接口電路、電平轉(zhuǎn)換單元電路、繼電器驅(qū)動單元電路、光電耦合單元電路、復(fù)位電路、時鐘電路以及JTAG電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述可編程邏輯電源控制器，其特征在于，所述嵌入繼電器包括啟動繼電器、R1繼電器以及&~1^繼電器；所述啟動繼電器的電源輸入端連接AC輸入電源，所述R1繼電器電源輸入端連接所述啟動繼電器的電源輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述可編程邏輯電源控制器，其特征在于，所述R1繼電器的輸出端連接AC-DC模塊的電源輸 入端；所述AC-DC模塊為多路DC電源輸出，所述R2~Rn繼電器的電源輸入端分別連接到所述AC-DC模塊的各路DC電源輸出上。
【文檔編號】G05B19/05GK103995493SQ201410209355
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】井海石, 李金濤, 紀(jì)青松, 丁毅 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第四十五研究所, 北京中電科電子裝備有限公司