本實用新型涉及供電電源切換技術領域,特別是涉及一種遠程控制轉電保持電路。
背景技術:
大多數(shù)電子設備在電源供應的設計上,通常會要求由兩路外部工作電源對其進行供電,以避免設備突然失電等狀況給設備帶來的不良沖擊。兩路外部工作電源工作時,首先由一路電源供電,當接受到轉電控制信號時,通過轉電電路控制機械繼電器進行電源切換。
現(xiàn)有的轉電電路主要是使用共負端二極管進行轉電,并通過機械繼電器實現(xiàn)自保持功能。機械繼電器體積較大,且內部有機械接觸部件和活動部件,采用機械繼電器構成的轉電控制電路體積較大,抗振動性能較差。此外,采用機械繼電器,機械繼電器線圈驅動電流達到幾十毫安或上百毫安,較大的驅動電流使得在控制線路上的壓降較大,難以進行遠程控制,因而通常不具備遠程通信和接收指令功能。
因此,現(xiàn)有轉電電路主要存在如下問題:
(1)轉電電路通常不具備遠程通信和接收指令功能,遠程可控性差;
(2)傳統(tǒng)轉電電路采用機械繼電器進行轉電控制,體積較大,抗振動性能較差。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于:針對現(xiàn)有轉電電路不具備遠程通信和接收指令功能、遠程可控性差以及采用機械繼電器進行轉電控制、體積較大、抗振動性能較差的技術問題,提供一種遠程控制轉電保持電路。
本實用新型采用的技術方案如下:
一種遠程控制轉電保持電路,包括兩路供電電源輸入接口和一路供電電源輸出接口+B,兩路供電電源輸入接口分別為第一路供電電源輸入接口+BD、第二路供電電源輸入接口+BB;所述第一路供電電源輸入接口+BD和供電電源輸出接口+B連接,所述第二路供電電源輸入接口+BB和供電電源輸出接口+B之間設有遠程轉電控制電路;
所述遠程轉電控制電路依次設置有具有串行接口的微處理器系統(tǒng)模塊M1,與微處理器系統(tǒng)模塊M1連接以接收微處理器系統(tǒng)模塊M1控制指令的固態(tài)繼電器U4,與固態(tài)繼電器U4連接的光電隔離MOS管驅動器件U3以及通過光電隔離MOS管驅動器件U3驅動控制的MOS管U1,還包括DC-DC轉換模塊U2,所述DC-DC轉換模塊U2分別與微處理器系統(tǒng)模塊M1、光電隔離MOS管驅動器件U3連接以提供器件工作電壓。微處理器系統(tǒng)模塊M1運行嵌入式程序,在程序控制下通過串行接口接收遠程指令信號,并根據(jù)指令條件控制在輸出接口端輸出轉電控制信號控制轉電電路進行轉電。固態(tài)繼電器相比機械繼電器,沒有機械零部件,由固體器件完成觸點功能,由于沒有運動的零部件,因此能在高沖擊,振動的環(huán)境下工作。此外,固態(tài)繼電器靈敏度高,控制功率小,可與微處理器系統(tǒng)模塊M1內部的邏輯集成電路兼容不需加緩沖器或驅動器而直接驅動,較小的驅動電流保證了遠程控制的實施。光電隔離MOS管驅動器件U3只需要較小的驅動電流就可實現(xiàn)驅動,同時輸出端的壓降足以導通MOS管U1的控制端,實現(xiàn)MOS管U1輸出端的導通,進而產生輸出電壓。由微處理器系統(tǒng)模塊M1、固態(tài)繼電器U4、光電隔離MOS管驅動器件U3、MOS管U1構成的遠程轉電控制電路,全部采用電子器件構成,無機械活動部件,抗振動性能較好,體積小,驅動電流僅為微安級,保證了遠程控制的實施。
上述方案中,所述第一路供電電源輸入接口+BD和供電電源輸出接口+B連接具體為第一路供電電源輸入接口+BD通過二極管D1連接到供電電源輸出接口+B作為第一路供電輸出。
上述方案中,所述遠程轉電控制電路具體為:微處理器系統(tǒng)模塊M1的串行接口RXD、TXD連接到遠程控制器,微處理器系統(tǒng)模塊M1的任一輸出接口通過限流電阻R2連接到固態(tài)繼電器U4的正向輸入端A,固態(tài)繼電器U4的負向輸入端K連接到地,固態(tài)繼電器U4的常開端S1連接到地、常開端S連接到光電隔離MOS管驅動器件U3的負向輸入端,光電隔離MOS管驅動器件U3的正向輸出端連接到MOS管U1的控制端S端、光電隔離MOS管驅動器件U3的負向輸出端連接到MOS管U1的控制端G端以驅動MOS管U1的D端和S端之間導通,所述MOS管U1的控制端S端連接到供電電源輸出接口+B作為第二路供電輸出。串行通訊信號采用差分線形式傳輸,傳輸距離較遠,使轉電控制電路可以實現(xiàn)遠程控制。
上述方案中,所述DC-DC轉換模塊U2分別與微處理器系統(tǒng)模塊M1、光電隔離MOS管驅動器件U3連接以提供器件工作電壓具體為:供電電源輸出接口+B和共用負極-B分別與DC-DC轉換模塊U2的輸入端VIN+和VIN-連接,通過DC-DC轉換模塊U2轉換提供5V電源輸出,輸出端VO+連接到微處理器系統(tǒng)模塊M1的VCC端以提供微處理器系統(tǒng)模塊M1 5V電源工作、通過限流電阻R1連接到光電隔離MOS管驅動器件U3的正向輸入端以提供工作電壓,輸出端VO-連接到地。供電電源輸出接口+B和共用負極-B之間的輸出電壓來源于第一路供電輸出或第二路供電輸出,因此能夠保證DC-DC轉換模塊長期保持供電,不會失電。通常情況下,由第一路供電電源輸入接口+BD和共用負極-B供電,當接收到轉電控制命令時,由第一路供電輸出或第二路供電輸出較高者供電,此時斷掉第一路供電電源輸入接口+BD供電,供電電源輸出接口+B仍然能夠保持由第二路供電電源輸入接口+BB提供,實現(xiàn)轉電保持功能。
上述方案中,所述光電隔離MOS管驅動器件U3型號為VOM1271T。此款型號的光電隔離MOS管驅動器件輸入端驅動電流小,輸出端壓降大,利用較小的驅動電流就能夠實現(xiàn)輸出端較大的壓降,從而實現(xiàn)后續(xù)MOS管U1控制端的導通。
綜上,由于采用了上述技術方案,本實用新型的有益效果是:
1、本實用新型的遠程轉電控制電路全部采用電子器件:微處理器系統(tǒng)模塊M1、固態(tài)繼電器U4、光電隔離MOS管驅動器件U3、MOS管U1構成,固態(tài)繼電器U4內部無機械活動部件,抗振動性能較好。
2、本實用新型的遠程轉電控制電路由于其控制指令信號通過串行通訊由微處理器系統(tǒng)接收,一方面微處理器接收信號為電壓信號,驅動電流僅為微安級,且串行通訊信號采用差分線形式傳輸,傳輸距離較遠,使轉電控制電路可以實現(xiàn)遠程控制。另一方面微處理器系統(tǒng)可接收復雜的通訊指令,并根據(jù)需要進行約定調整,加強了控制轉電的條件約束性。
附圖說明
圖1是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下結合附圖及實施例,對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型,并不用于限定本實用新型。
如圖所示,一種遠程控制轉電保持電路,包括兩路供電電源輸入接口和一路供電電源輸出接口+B,兩路供電電源輸入接口分別為第一路供電電源輸入接口+BD、第二路供電電源輸入接口+BB;所述第一路供電電源輸入接口+BD和供電電源輸出接口+B連接,所述第二路供電電源輸入接口+BB和供電電源輸出接口+B之間設有遠程轉電控制電路;
所述遠程轉電控制電路依次設置有具有串行接口的微處理器系統(tǒng)模塊M1,與微處理器系統(tǒng)模塊M1連接以接收微處理器系統(tǒng)模塊M1控制指令的固態(tài)繼電器U4,與固態(tài)繼電器U4連接的光電隔離MOS管驅動器件U3以及通過光電隔離MOS管驅動器件U3驅動控制的MOS管U1,還包括DC-DC轉換模塊U2,所述DC-DC轉換模塊U2分別與微處理器系統(tǒng)模塊M1、光電隔離MOS管驅動器件U3連接以提供器件工作電壓。微處理器系統(tǒng)模塊M1運行嵌入式程序,在程序控制下通過串行接口接收遠程指令信號,并根據(jù)指令條件控制在輸出接口端輸出轉電控制信號控制轉電電路進行轉電。固態(tài)繼電器相比機械繼電器,沒有機械零部件,由固體器件完成觸點功能,由于沒有運動的零部件,因此能在高沖擊,振動的環(huán)境下工作。
此外,固態(tài)繼電器靈敏度高,控制功率小,可與微處理器系統(tǒng)模塊M1內部的邏輯集成電路兼容不需加緩沖器或驅動器而直接驅動,較小的驅動電流保證了遠程控制的實施。光電隔離MOS管驅動器件U3只需要較小的驅動電流就可實現(xiàn)驅動,同時輸出端的壓降足以導通MOS管U1的控制端,實現(xiàn)MOS管U1輸出端的導通,進而產生輸出電壓。由微處理器系統(tǒng)模塊M1、固態(tài)繼電器U4、光電隔離MOS管驅動器件U3、MOS管U1構成的遠程轉電控制電路,全部采用電子器件構成,無機械活動部件,抗振動性能較好,體積小,驅動電流僅為微安級,保證了遠程控制的實施。
優(yōu)選地,所述第一路供電電源輸入接口+BD和供電電源輸出接口+B連接具體為第一路供電電源輸入接口+BD通過二極管D1連接到供電電源輸出接口+B作為第一路供電輸出。
優(yōu)選地,所述遠程轉電控制電路具體為:微處理器系統(tǒng)模塊M1的串行接口RXD、TXD連接到遠程控制器,微處理器系統(tǒng)模塊M1的任一輸出接口通過限流電阻R2連接到固態(tài)繼電器U4的正向輸入端A,固態(tài)繼電器U4的負向輸入端K連接到地,固態(tài)繼電器U4的常開端S1連接到地、常開端S連接到光電隔離MOS管驅動器件U3的負向輸入端,光電隔離MOS管驅動器件U3的正向輸出端連接到MOS管U1的控制端S端、光電隔離MOS管驅動器件U3的負向輸出端連接到MOS管U1的控制端G端以驅動MOS管U1的D端和S端之間導通,所述MOS管U1的控制端S端連接到供電電源輸出接口+B作為第二路供電輸出。
優(yōu)選地,所述DC-DC轉換模塊U2分別與微處理器系統(tǒng)模塊M1、光電隔離MOS管驅動器件U3連接以提供器件工作電壓具體為:供電電源輸出接口+B和共用負極-B分別與DC-DC轉換模塊U2的輸入端VIN+和VIN-連接,通過DC-DC轉換模塊U2轉換提供5V電源輸出,輸出端VO+連接到微處理器系統(tǒng)模塊M1的VCC端以提供微處理器系統(tǒng)模塊M1 5V電源工作、通過限流電阻R1連接到光電隔離MOS管驅動器件U3的正向輸入端以提供工作電壓,輸出端VO-連接到地。供電電源輸出接口+B和共用負極-B之間的輸出電壓來源于第一路供電輸出或第二路供電輸出,因此能夠保證DC-DC轉換模塊長期保持供電,不會失電。通常情況下,由第一路供電電源輸入接口+BD和共用負極-B供電,當接收到轉電控制命令時,由第一路供電輸出或第二路供電輸出較高者供電,此時斷掉第一路供電電源輸入接口+BD供電,供電電源輸出接口+B仍然能夠保持由第二路供電電源輸入接口+BB提供,實現(xiàn)轉電保持功能。
優(yōu)選地,所述光電隔離MOS管驅動器件U3型號為VOM1271T。此款型號的光電隔離MOS管驅動器件輸入端驅動電流小,輸出端壓降大,利用較小的驅動電流就能夠實現(xiàn)輸出端較大的壓降,從而實現(xiàn)后續(xù)MOS管U1控制端的導通。
實施例1
遠程控制轉電保持電路的外部供電輸入有兩路,正極分別為+BB和+BD,兩路電源電壓相同,共用負極-B,遠程控制轉電保持電路的控制指令輸入端為RXD和TXD,遠程控制轉電保持電路的輸出為不間斷的電源,輸出兩端為+B和-B。
轉電前先由+BD供電,其正端通過二極管D1,連接到+B,+B和-B與DC-DC模塊U2的輸入端VIN+和VIN-連接,在U2的VO+和VO-產生5V電源輸出,5V電源提供微處理器系統(tǒng)模塊M1工作,微處理器系統(tǒng)模塊作用是運行嵌入式程序,在程序控制下接收遠程指令信號,并根據(jù)指令條件控制在ZDKZ端輸出轉電控制信號,遠程指令信號采用串口差分線進行傳輸,可以采用RS422/485協(xié)議或CAN協(xié)議。
U3是一個光電隔離MOS管驅動器件,型號為VOM1271T,U3的輸入端為1、2腳,與R1及U4的常開端S和S1串聯(lián),U4為一個固態(tài)繼電器,在輸入端A和K之間沒有輸入時,其常開端S和S1之間斷開,因而U3無輸入和輸出。U1為MOS管,其G和S端為控制端,當U3無輸出時,U1的D端和S端之間斷開,+BB與+B之間斷開,即+B輸出僅由+BD輸入提供。
當需要進行轉電控制時,先在+BB和-B之間提供第二路電源供電,然后通過RXD和TXD之間向微處理器系統(tǒng)發(fā)送轉電控制指令,指令采用串口差分線傳輸方式,適合遠距離傳輸通信,微處理器系統(tǒng)發(fā)出的轉電控制信號從ZDKZ端輸出經(jīng)限流電阻R2后連接到U4輸入端,驅動U4常開端S和S1之間導通,5V電源可通過R1驅動U3的輸入端,使U3工作再驅動U1的D和S導通,使+BB對+B接通。此時即使斷開+BD供電,+B仍能夠保持由+BB提供,實現(xiàn)轉電保持功能。
以上僅為本實用新型的較佳實施例而已,并不用以限制本實用新型,凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等,均應包含在本實用新型的保護范圍之內。