一种传递双极性模拟信号的单电源供电隔离保护电路的制作方法

专利检索2022-05-10  157



1.本实用新型涉及电力电子技术领域,具体地说是一种传递双极性模拟信号的单电源供电隔离保护电路。


背景技术:

2.ds5202处理器板卡是具有高运算能力和快速i/o访问的板卡。通过simulink编程,可以快速地通过ds5202处理器板卡的dac数模转换器输出模拟信号。伺服电机转速受伺服电机控制器模拟输入端口的输入电压控制。将ds5202处理器板卡的dac数模转换器的输出端与伺服电机控制器的输入端相连,并通过simulink编程来控制ds5202处理器板卡输出正负两极的电压信号,就可以实现自动化控制伺服电机正反转的功能。
3.然而在实际使用中,ds5202处理器板卡的dac数模转换器会由于高压或者过流损坏,这是因为伺服电机控制器输入端并联的电容充电造成的。当dac数模转换器停止输出电压信号时,该充电电容与dac数模转换器内部电路组成放电回路,瞬时产生的大电流会永久损坏dac数模转换器的硬件电路,造成自动化控制系统永久失效。
4.因此,需要设计一种传递双极性模拟信号的单电源供电隔离保护电路,以避免ds5202处理器板卡的dac数模转换器受到伺服电机控制器输入端的影响。


技术实现要素:

5.本实用新型的目的是克服现有技术的不足,提供了一种传递双极性模拟信号的单电源供电隔离保护电路,以避免ds5202处理器板卡的dac数模转换器受到伺服电机控制器输入端的影响。
6.为了达到上述目的,本实用新型提供一种传递双极性模拟信号的单电源供电隔离保护电路,包括电阻、线性光耦、运算放大器、二极管、电容,电阻一的一端分二路分别与dac数模转换器的正极以及电阻二的一端连接,电阻一的另一端分四路分别与运算放大器一的反相输入端、二极管一的阴极、电容一的一端以及线性光耦一的3号引脚连接,运算放大器一的输出端分三路分别与电容一的另一端,二极管一的阳极以及电阻三的一端连接,电阻三的另一端与线性光耦一的1号引脚连接,线性光耦一的2号引脚、4号引脚、运算放大器一的同相输入端、线性光耦二的1号引脚、3号引脚、运算放大器二的同相输入端、dac数模转换器的负极与gnd1接地端连接,电阻二的另一端分四路分别与电容二的一端、二极管二的阳极、运算放大器二的反相输入端以及线性光耦二的4号引脚连接,电容二的另一端分三路分别与二极管二的阴极、电阻四的一端以及运算放大器二的输出端连接,电阻四的另一端与线性光耦二的2号引脚连接,线性光耦一的6号引脚分四路分别与线性光耦二的5号引脚、运算放大器三的反相输入端、电容三的一端以及电阻五的一端连接,电容三的另一端分四路分别与电阻五的另一端、运算放大器三的输出端、电阻六的一端以及伺服电机控制器输入端的正极连接,线性光耦一的5号引脚、线性光耦二的6号引脚、运算放大器三的同相输入端、电阻六的另一端、伺服电机控制器输入端的负极与gnd2接地端连接;电阻七的一端与电
源vcc 连接,电阻七的另一端分三路分别与电阻八的一端、运算放大器四的同相输入端以及运算放大器五的同相输入端连接,电阻八的另一端与电源vcc

连接,运算放大器四的反相输入端、输出端与gnd1接地端连接,运算放大器五的反相输入端、输出端与gnd2接地端连接。
7.所述的dac数模转换器位于ds5202处理器板卡内。
8.所述的运算放大器一、所述的运算放大器二、所述的运算放大器三、所述的运算放大器四、所述的运算放大器五的供电端正极与电源vcc 连接,供电端负极与电源vcc

连接。
9.所述的二极管一、所述的二极管二的型号为1n4007。
10.所述的线性光耦一、所述的线性光耦二的型号为hcnr201。
11.所述的运算放大器一、所述的运算放大器二、所述的运算放大器三、所述的运算放大器四、所述的运算放大器五的型号为tl084cn。
12.本实用新型同现有技术相比,在隔离电路的输出端为充电电容提供了放电回路,避免ds5202处理器板卡的dac数模转换器无输出时伺服电机仍会转动的异常现象,隔离电路能够传递双极性的电压信号来保证伺服电机能够正反向转动,利用分压电路将单极电源转化为双极电源,并且通过两个电压跟随电路将隔离电路的输入地和输出地分开。
附图说明
13.图1为本实用新型的电路图。
具体实施方式
14.现结合附图对本实用新型做进一步描述。
15.参见图1,本实用新型提供一种传递双极性模拟信号的单电源供电隔离保护电路,包括电阻、线性光耦、运算放大器、二极管、电容,电阻一r1的一端分二路分别与dac数模转换器的正极以及电阻二r2的一端连接,电阻一r1的另一端分四路分别与运算放大器一u3的反相输入端、二极管一d1的阴极、电容一c1的一端以及线性光耦一u1的3号引脚连接,运算放大器一u3的输出端分三路分别与电容一c1的另一端,二极管一d1的阳极以及电阻三r3的一端连接,电阻三r3的另一端与线性光耦一u1的1号引脚连接,线性光耦一u1的2号引脚、4号引脚、运算放大器一u3的同相输入端、线性光耦二u2的1号引脚、3号引脚、运算放大器二u4的同相输入端、dac数模转换器的负极与gnd1接地端连接,电阻二r2的另一端分四路分别与电容二c2的一端、二极管二d2的阳极、运算放大器二u4的反相输入端以及线性光耦二u2的4号引脚连接,电容二c2的另一端分三路分别与二极管二d2的阴极、电阻四r4的一端以及运算放大器二u4的输出端连接,电阻四r4的另一端与线性光耦二u2的2号引脚连接,线性光耦一u1的6号引脚分四路分别与线性光耦二u2的5号引脚、运算放大器三u5的反相输入端、电容三c3的一端以及电阻五r5的一端连接,电容三c3的另一端分四路分别与电阻五r5的另一端、运算放大器三u5的输出端、电阻六r6的一端以及伺服电机控制器输入端的正极连接,线性光耦一u1的5号引脚、线性光耦二u2的6号引脚、运算放大器三u5的同相输入端、电阻六r6的另一端、伺服电机控制器输入端的负极与gnd2接地端连接;电阻七r7的一端与电源vcc 连接,电阻七r7的另一端分三路分别与电阻八r8的一端、运算放大器四u6的同相输入端以及运算放大器五u7的同相输入端连接,电阻八r8的另一端与电源vcc

连接,运算放大器四
u6的反相输入端、输出端与gnd1接地端连接,运算放大器五u7的反相输入端、输出端与gnd2接地端连接。
16.本实用新型中,dac数模转换器位于ds5202处理器板卡内。
17.运算放大器一u3、运算放大器二u4、运算放大器三u5、运算放大器四u6、运算放大器五u7的供电端正极与电源vcc 连接,供电端负极与电源vcc

连接。运算放大器一u3、运算放大器二u4、运算放大器三u5、运算放大器四u6、运算放大器五u7的型号为tl084cn。
18.二极管一d1、二极管二d2的型号为1n4007。
19.线性光耦一u1、线性光耦二u2的型号为hcnr201。
20.电阻一r1、电阻二r2为180kω,电阻三r3、电阻四r4为1kω,电阻五r5为180kω,电阻六r6为470ω,电阻七r7、电阻八r8为10kω。电容一c1、电容二c2、电容三c3为10pf。
21.线性光耦一u1,运算放大器一u3,运算放大器三u5,电阻一r1,电阻三r3,电阻五r5,电阻六r6,二极管一d1,电容一c1和电容三c3组成正电压隔离电路。
22.线性光耦二u2,运算放大器二u4,运算放大器三u5,电阻二r2,电阻四r4,电阻五r5,电阻六r6,二极管二d2,电容一c1和电容三c3组成负电压隔离电路。
23.电阻七r7和电阻八r8组成分压电路。
24.运算放大器四u6和运算放大器五u7组成电压跟随电路。
25.当dac输出正向电压时,信号从由线性光耦u1,运算放大器u3,运算放大器u5,电阻r1,电阻r3,电阻r5,电阻r6,二极管d1,电容c1和电容c3组成的隔离电路传递到负载电机控制器。
26.当dac数模转换器输出正向电压时,信号从由线性光耦一u1,运算放大器一u3,运算放大器三u5,电阻一r1,电阻三r3,电阻五r5,电阻六r6,二极管一d1,电容一c1和电容三c3组成正电压隔离电路传递到伺服电机控制器输入端。
27.当dac数模转换器输出负向电压时,信号从由线性光耦二u2,运算放大器二u4,运算放大器三u5,电阻二r2,电阻四r4,电阻五r5,电阻六r6,二极管二d2,电容一c1和电容三c3组成负电压隔离电路传递到伺服电机控制器输入端。
28.电路的供电电压为32v,此时电源vcc 为32v,电源vcc

为0v,当电压加在分压电路两端时,电源vcc 可视为 16v,电源vcc

可视为

16v,电阻七r7和电阻八r8公共端的电压可视为0v。
29.电阻七r7和电阻八r8的公共端分别接在运算放大器四u6和运算放大器五u7的同相输入端,运算放大器四u6的输出为0v,可视为gnd1,集成运算放大器五u7的输出为0v,可视为gnd2,gnd1和gnd2互不相通但电位相同。
30.隔离保护电路的输入端和输出端不同地,dac数模转换器输出信号的参考地为gnd1,伺服电机控制器输入信号的参考地为gnd2,使伺服电机输入端的信号与dac数模转换器的输出信号互不影响。
31.当dac数模转换器不输出电压时,伺服电机控制器输入端并联电容的充电电压会与隔离电路末端的并联电阻六r6组成放电回路,伺服电机控制器的输入迅速降为0v。
32.本实用新型在隔离电路的输出端为充电电容提供了放电回路,避免ds5202处理器板卡的dac数模转换器无输出时伺服电机仍会转动的异常现象,隔离电路能够传递双极性的电压信号来保证伺服电机能够正反向转动,利用分压电路将单极电源转化为双极电源,
并且通过两个电压跟随电路将隔离电路的输入地和输出地分开。
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