本發(fā)明涉及工業(yè)自動化控制領域，具體涉及一種開關量輸入電壓控制電路。

背景技術：

在工業(yè)控制過程中，開關量輸入信號常常需要通過外置電源Ui提供，從而根據(jù)開關量狀態(tài)的變化來實現(xiàn)工業(yè)控制。為了保證控制的可靠、穩(wěn)定，通常要求輸入電路和單片機處理單元隔離，以防止大電壓對單片機的破環(huán)，所以通常采用光耦隔離，

現(xiàn)有的技術方案主要采用如圖1所示的電路實現(xiàn)，其工作原理為：輸入電壓Ui在R1電阻上的壓降產(chǎn)生光耦導通電流If，驅(qū)動光耦H1。當Ui電壓為0時，光耦二次側(cè)電壓為高電平，Ui增加，If增加；當If超過光耦導通電流后，光耦導通，光耦二次側(cè)信號由高電平變位低電平，從而實現(xiàn)開關量狀態(tài)的變化。

工業(yè)控制現(xiàn)場干擾強，開關量輸入線上的干擾電壓正常都達到幾十伏，由于光耦是電流型敏感器件，也就是If的值直接影響光耦二次側(cè)電平，如果采用圖1的判斷電路，則有可能因為現(xiàn)場的干擾電壓導致電路的不可靠。另外，If隨著Ui增加而增加，沒有采取對If的限制，這樣一來判斷回路的功耗也將快速上升。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題，提出一種抗干擾和低功耗可以對開關量輸入電壓是否大于電壓進行判斷的開關量輸入電壓控制電路。

本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)：開關量輸入電壓控制電路，該電路包括正極輸入端input1、負極輸入端input2、輸出端DI1、光耦H1、整流二極管D2、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電容C1、電容C2；正極輸入端input1與電阻R1第一端電連接，電阻R1第二端與恒流二極管D1第一端、電容C1第一端、電阻R2第一端電連接，光耦H1輸入端負極和電阻R2的第二端、電容C1的第二端電連接，負極輸入端input2與電阻R3的第一端電連接，電阻R3的第二端和整流二極管D2的第二端電連接，光耦H1輸出端正極與電阻R4的第一端、電容C2的第一端電連接，光耦H1輸出端負極與電容C2的第二端連接接地。

優(yōu)選地，該電路還包括一恒流二極管D1，該恒流二極管D1的第一端與電阻R1的第一端電連接，該恒流二極管的第二端與光耦的輸入端正極電連接。

優(yōu)選地，在所述光耦H1與整流二極管之間還連接有一穩(wěn)壓二極管Z1，該穩(wěn)壓二極管Z1的第一端與光耦H1輸入端負極電連接，第二端與整流二極管D2的第一端電連接。

優(yōu)選地，所述電阻R4的第二端與輸出電源VCC電連接。

優(yōu)選地，正極輸入端input1和負極輸入端input2輸入的額定電壓為AC22V或DC220V 或DC110V 。

本發(fā)明技術方案的優(yōu)點主要體現(xiàn)在：本技術方案利用了穩(wěn)壓二極管的特性，保證在Ui增加到一定值后光耦導通，以滿足光耦在一定電壓后工作；同時恒流二極管的特性保證光耦前端電流If限制在一定范圍內(nèi)，不會隨著輸入電壓升高而增加，滿足低功耗要求；從這兩方面保證了該開關量在工業(yè)現(xiàn)場使用不會發(fā)生誤動的情況，進而對開關量輸入電壓是否大于電壓進行判斷，具有抗干擾和低功耗的優(yōu)點。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術開關量輸入電路的電路圖；

圖2是本發(fā)明開關量輸入電路的電路圖。

具體實施方式

本發(fā)明的目的、優(yōu)點和特點，將通過下面優(yōu)選實施例的非限制性說明進行圖示和解釋。這些實施例僅是應用本發(fā)明技術方案的典型范例，凡采取等同替換或者等效變換而形成的技術方案，均落在本發(fā)明要求保護的范圍之內(nèi)。

圖2為開關量輸入電路的電路圖，開關量輸入電壓控制電路，該電路包括正極輸入端input1、負極輸入端input2、輸出端DI1、產(chǎn)生光耦驅(qū)動電流的驅(qū)動光耦H1、恒流二極管D1、穩(wěn)壓二級管Z1、整流二極管D2、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電容C1、電容C2。在本實施例中，所述電阻R1和電阻R3為限流電阻，所述電阻R2為抗干擾電阻，所述電阻R4為上拉電阻，所述電容C1和電容C2為濾波電容，輸出端VCC為H1輸出端的工作電源。所述光耦H1為光電耦合器，在本實施例中，所述光電耦合器H1的型號優(yōu)選為PC817，該光耦具有體積小、壽命長、無觸點，抗干擾能力強，輸入和輸出之間絕緣，單向傳輸信號等優(yōu)點，能夠傳輸連續(xù)變化的模擬電壓或電流信號，隨著輸入信號的強弱變化會產(chǎn)生相應的光信號，從而使光敏晶體管的導通程度也不同，輸出的電壓或電流也隨之不同。

該正極輸入端input1與電阻R1第一端電連接，電阻R1第二端與恒流二極管D1第一端、電容C1第一端、電阻R2第一端電連接，恒流二極管D1的第二端與光耦H1輸入端的第一端電連接。光耦H1輸入端的第二端和電阻R2的第二端、電容C1的第二端、穩(wěn)壓二極管Z1的第一端電連接，負極輸入端input2輸入端與電阻R3的第一端電連接，電阻R3的第二端和整流二極管D2的第二端電連接，整流二極管D2的第一端與穩(wěn)壓二級管Z1的第二端電連接。光耦H1輸出端的第三端與電阻R4的第一端、電容C2的第一端電連接，光耦H1輸出端的第四端與電容C2的第二端連接接地，電容C2的第二端接地，所述電阻R4的第二端與輸出電源VCC電連接。

在電力控制系統(tǒng)中，常常使用AC220V、DC220V、DC110V作為開關量輸入的額定電壓，該電路在使用過程中通過單片機檢測開關量狀態(tài)的變化進而來實現(xiàn)工業(yè)控制。通常，對該電路的規(guī)定為：當輸入電壓小于50%時，電路可靠不響應；當大于70%時，電路可靠響應，所以，將輸入電壓為65%設為可靠動作的電壓。

該技術方案是利用穩(wěn)壓二極管和恒流二極管保證光耦前端電流If不隨輸入電壓變化而變化，從而穩(wěn)定光耦輸出。具體工作原理如下，假設：Ue為開關量輸入電壓的額定值，U i為開關量輸入電壓，U1e為開關量輸入電壓可靠工作電壓，U2e為穩(wěn)壓管的額定穩(wěn)壓值。假設Ui由0逐步增加達到Ue，在此過程中，本電路經(jīng)歷三個狀態(tài)：0<Ui<U2e、U2e <Ui<U1e、U1e <Ui<Ue。當0<Ui<U2e時，由穩(wěn)壓二極管的特性可知，流經(jīng)恒流二極管D1、穩(wěn)壓二極管Z1，限位電阻R1，限位電阻R3組成的回路電流幾乎為0，光耦H1前端電流If=0，此時光耦H1不導通。當U2e <Ui<U1e時，穩(wěn)壓二極管Z1開始穩(wěn)壓，而恒流二極管D1還未達到工作點，流經(jīng)恒流二極管D1的電流幾乎為0，隨著Ui的增加，光耦H1前端電流If開始增加，當If足夠大時，此時光耦H1導通。當U1e <Ui<Ue時，恒流二極管D1開始恒流，光耦H1前端電流If也因此保持恒定，從而實現(xiàn)了恒流。

本技術方案利用了穩(wěn)壓二極管的特性，保證在Ui增加到一定值后光耦導通，以滿足光耦在一定電壓后工作；同時恒流二極管的特性保證光耦前端電流If限制在一定范圍內(nèi)，不會隨著輸入電壓升高而增加，滿足低功耗要求；從這兩方面保證了該開關量在工業(yè)現(xiàn)場使用不會發(fā)生誤動的情況，進而對開關量輸入電壓是否大于電壓進行判斷，具有抗干擾和低功耗的優(yōu)點。

對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神和基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)，不應將權(quán)利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。