PLC模块电源及强电控制电路板的制作方法

plc模块电源及强电控制电路板
技术领域
1.本实用新型涉及一种plc模块电源及强电控制电路板。


背景技术：

2.随着工业化的推进，越来越的设备需要用到plc控制技术。现有的plc模块的电源及强电控制部分是分开的，性能不够好，而且体积空间大。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种集成化程度高、性能好的plc模块电源及强电控制电路板。
4.实现本实用新型目的的技术方案是一种plc模块电源及强电控制电路板，包括底板和设置在底板上的电源模块、第一连接器、继电器控制电路、继电器驱动电路和继电器；所述电源模块为第一连接器、继电器控制电路、继电器驱动电路和继电器供电；所述第一连接器与继电器控制电路电连接，同时与外部主控模块连接，接收所述外部主控模块的数字信号，并传递给所述继电器控制电路；所述继电器控制电路与所述继电器驱动电路电连接；所述继电器驱动电路的输出端与所述继电器电连接；所述继电器控制电路包括三个数字信号逻辑转换芯片，将外部主控模块信号转换为继电器控制信号。
5.plc模块电源及强电控制电路板还包括第二连接器；所述第二连接器与所述继电器的输出端电连接。
6.plc模块电源及强电控制电路板还包括第三连接器；所述第三连接器由所述电源模块供电，用于与外部扩展板电连接。
7.所述继电器驱动电路中设置由反向续流二极管，用于在继电器断开时保护继电器。
8.所述继电器电路中设置有用于端口保护的压敏电阻。
9.所述第三连接器中设置有四个滤波电阻。
10.采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：本实用新型将plc的模块电源和强电控制部分设置在一起，科学合理，性能优越，而且体积大大减小。
附图说明
11.为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
12.图1为本实用新型的电路原理框图。
13.图2为电源模块电路图。
14.图3为第一连接器的电路图。
15.图4为继电器控制电路图。
16.图5为继电器驱动电路图。
17.图6为继电器电路图。
18.图7为第二连接器的电路图。
19.图8为第三连接器的电路图。
具体实施方式
20.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。
21.下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本技术实施例以及实施例中的具体特征是对本技术技术方案的详细的说明，而不是对本技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本技术实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
22.本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
23.(实施例1)
24.见图1，本实施例的一种plc模块电源及强电控制电路板，其特征在于：包括底板和设置在底板上的电源模块、第一连接器、继电器控制电路、继电器驱动电路、继电器、第二连接器和第三连接器；所述电源模块为第一连接器、继电器控制电路、继电器驱动电路和继电器供电；所述第一连接器与继电器控制电路电连接，同时与外部主控模块连接，接收所述外部主控模块的数字信号，并传递给所述继电器控制电路；所述继电器控制电路与所述继电器驱动电路电连接；所述继电器驱动电路的输出端与所述继电器电连接；所述继电器控制电路包括三个数字信号逻辑转换芯片，将外部主控模块信号转换为继电器控制信号。所述第二连接器与所述继电器的输出端电连接。所述第三连接器由所述电源模块供电，用于与外部扩展板电连接。所述继电器驱动电路中设置由反向续流二极管，用于在继电器断开时保护继电器。所述继电器电路中设置有用于端口保护的压敏电阻。所述第三连接器中设置有四个滤波电阻。
25.见图1，电源模块的主要功能是将220v交流转换为5v直流以及24v直流，5v直流供本实施例的其他模块使用，24v直流则给外部其他模块供电。输入端为零线火线和地线，f1位保险丝，与nr1，nr2，nr4，nr5构成雷击保护电路，将外部高压嵌位吸收，保护电源模块。安规x电容c1，y电容c10、c11，共模电感l1组成干扰抗干扰保护电路，其中c1与l1组成差模干扰抑制电路，c10，c11，l1组成共模干扰抑制电路。rc1为整流桥，将交流电转换为直流电。th1为热敏电阻，抑制上电瞬间浪涌电流。c2为初级储能电容，为其后电压变换电路提供较为稳定的母线电压。母线电压通过电阻r1，稳压二极管zd3，zd4，zd5连接至电源控制芯片高压启动引脚hv，由内部恒流源通过引脚vcc向芯片供电电容c4充电，zd1问稳压二极管，防止芯片电源引脚超标。r1电阻用于限制通过zd3，zd4，zd5各稳压二极管电流，同时通过zd3，zd4，zd5稳压二极管，当母线电压低于限值时，芯片电源电容c4，将不会被充电，控制芯片pwm输出也不会工作。当母线电压大于最低限值时，c4充电，电压上升。当c4电压升高至pwm启动电压上限时，内部恒流源中断，pwm控制器开始工作，drv脚输出pwm控制信号，经电阻r5驱动mos管q1，控制mos管通断。drv输出高电平时，驱动电流经r5至mos管控制脚，其电压快
速上升，mos管导通，drv输出低电平时使mos管控制引脚经二极管d2快速放电，mos关断。当mos导通时，母线电流经变压器初级，mos，及电阻r17、r18、r19，返回至初级储能电容c2，当mos管关断，经变压器转换，初级能量转移至次级输出绕组及辅助绕组。mos管导通时，二极管d3，d50，rc50反向截止，mos管关断时电流经二极管d3，d50，rc50分别向对应电容充电。部分未能从初级转换至次级或辅助绕组的能量经二极管d1，向c3充电，并有部分返回电压母线，稳定后未能返回母线能量由电阻r4消耗。电源控制芯片pwm输出开始工作后，高压引脚内部恒流源停止工作，电源控制芯片vcc引脚电压开始下降，此时由于电压转换开始工作，辅助绕组将通过二极管d3及电阻r8向电容c4充电，在vcc引脚电压下降至pwm启动电压下限之前，如果能建立稳定的输出电压，及辅助绕组能稳定的为vcc引脚提供工作电压，电源控制芯片即进入正常工作状态，当输出端存在异常状态即输出过载或输出短路时，即输出端不能建立稳定的电压，vcc电压持续下降至pwm启动电压下限之下时，pwm输出停止，同时芯片进入待机状态并持续一段时间，然后高压引脚连接的内部恒流源开始工作，为c4充电，当vc引脚电压升至pwm启动电压上限时，pwm驱动开始工作，如此反复直至输出故障排除。r17、r18、r19为初级电流检测电阻，经电阻r9，c8滤波后反馈至cs引脚，输入内部比较器，电源控制芯片逐周检测电流，通过检测电阻电压，关闭mos。光耦pc1将次级反馈信号经电容c5滤波后接至fb引脚输入内部比较器，确保输出电压稳定。r6，r10，r11，r12，r13，r14，r15，r16，r20，r21，q2，q3，q16，zd2，c7组成输入过压、欠压保护电路。当输入电压小于最低启动电压时，上电后，母线电压经r6，r10，r11，r13，r14，r15，r20，zd2分压，r13上端电压为q2基极电压，同时母线通过电源控制芯片高压启动脚向c4充电，在c4电压升高至pwm启动电压上限之前，q2基极电压即小于c4电压与vbe之差，q2导通c4电容通过r12向c7充电，c7电压上升，q3基极电压上升，q3导通，q16导通，c4通过r21放电，c4电压下降，即vcc引脚电压下降，电源控制芯片pwm将不会工作。当输入电压上升至最低启动电压以上时，r13分压电压上升，母线电压向c4充电，当c4电压充电至pwm启动电压上限时，q2基极电压大于c4电压与vbe之差，q2保持关断，q3、q16均关断,电源控制芯片pwm开始工作。当输入电压大于最大输入工作电压时，上电后，母线电压通过电源控制芯片高压启动脚向c4充电，同时母线电压经r6，r10，r11，r13，r14，r15，r20，zd2分压，向c7充电，r15上端电压上升至q3导通电压vbe之上，q3导通，q16导通。因c4电容容量远大于c7电容容量，在c4电压上升至电源控制芯片pwm启动电压上限之前，q3、q16即导通，c4通过r21放电，vcc电压将不会升高至pwm启动电压上限，pwm将不会启动。主变压器包含初级绕组、辅助绕组和5v、24v两组次级绕组，其中24v绕组有二次电源转换电路。5v回路中，rc50为次级整流二极管，c64为二极管关断尖峰吸收。c50、c51、c52为次级储能元件，并与l50、c53、c54组成次级滤波。r50、r51、r52、r53、r54、r55、r56、z50、c55、c56、pc1组成电压反馈次级部分。z50为基准电压元件，r50、r51为z50提供基本工作电流，r53，r54，r55将输出电压分压后提供至z50基准电压脚，r52、c55组成反馈网络，调节低频纹波和负载调整率。当输出增加使得输出电压降低时，r53分压所得反馈电压减小，流入z50的电流减小，经过光耦电流减小，光耦初级压降增大，vfb电压增加，pwm占空比增大，输出上升；相反，当输出电流减小导致输出电压增加时，r53分压所得反馈电压增大，流入z50的电流增大，经过光耦电流增大，光耦初级压降减小，vfb电压减小，pwm占空比减小，输出下降。r60、r61、r62、r63、r64、r65、rl50、q51、q52组成过流保护电路。当输出正常时，q52导通，q51基极与发射极电压vbe约为r65两端压降，如果输出电流在正常范围内，r65压降小于
vbe，q51关断；当输出电流大于过流保护点时，r65两端压降大于q51导通电压vbe，q51导通，通过光耦电流增加，压降减小，vfb电压减小，pwm占空比减小，输出下降，此时辅助绕组电压下降，c4电容电压下降，即当vcc引脚电压下降至pwm启动电压下限以下时，pwm停止，控制芯片进入重启状态，直至过流(短路)故障排除。r56、r57、r58、r59为5v回路假负载，调节两回路输出负载调整率，nr50压敏电阻，为5v输出回路端口保护器件。24v回路中，d50为次级整流二极管，c65为二极管关断尖峰吸收回路。c57、c58为储能电容，为二级电压变换提供稳定电压。z51为二级电源变换控制芯片，q53为二级电源转换mos管，r68、r69为过流检测电阻，c61为二级电源控制芯片vcc滤波电容，c60为电源控制芯片pwm频率设置电容。r70、r76、q55、q56为mos驱动电路，当控制芯片内部开关关断时，r70悬浮，q55导通，q56关断，q53门级电压高，q53关断；当控制芯片内部开关导通时，r70与r76串联并接24v回路地，此时q55、q56基极电压下降，低于q53门级电压，q56导通，q55关断，q53门级电压降低，q53导通，即q53导通、关断情况与电源控制芯片内部开关导通、关断同步。d51为二级电源转换续流二极管，l51为二级电源转换储能电感，c59为二级电源转输出储能电容，r77为24v回路假负载，调节俩输出回路负载调整率。r71、r72、r73为二级电源转换电压反馈采样电阻，连接至负反馈引脚comp。二级电源转换回路过流保护设置点大于初级过载保护设置点，随着24v回路输出增加，在初级电流检测设置点下，5v回路输出降低，即5v回路、辅助绕组、24v回路电压降低，当辅助绕组电压降低至c4电压小于pwm启动电压最小值时，pwm停止工作，初级电源控制芯片进入重启状态，直至输出过载故障消失。c12、c13为y电容，bz1为磁珠，c63、c66为高压瓷片，均为干扰抗干扰保护电路，将次级输出回路干扰跨接至初级地，通过整流桥接至输入零火线，等效穿透整流桥接至地。
26.见图3，第一连接器con1为排针，用于和外部主控模块连接，是数字信号的输入端口。
27.见图4，u1、u2、u3为数字信号逻辑转换器件，将主控模块信号转换为继电器控制信号。c108、c109、c110为逻辑芯片电源滤波电容，c115、c116、c117、c118、c119、c120、c121为输入信号滤波电容，r179、c111，r180、c112，r181、c113为数字信号输入滤波电路。
28.见图5，q4
‑
q15为继电器控制驱动电路，d6
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d17为二极管，为继电器反向续流二极管，用于在继电器断开时保护继电器。
29.见图6，ry0
‑
ry23为继电器回路，用于控制外部回路通断。b0
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b3为压敏电阻，用于端口保护。
30.见图7，第二连接器中，cn1为fg连接器，tb1为端子排，是交流输入与继电器控制输出接线端子。
31.见图8，第三连接器12pin_con为外部扩展模块连接板的转接连接器，r1’、r2’、r3’、r4’为数字信号滤波电阻元件。
32.以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。