邏輯輸入裝置的製作方法
2023-07-14 20:47:11 1
專利名稱：邏輯輸入裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種輸入裝置。具體地，涉及ー種用於將夾雜有諧波幹擾的交流輸入信號輸入到由邏輯電子器件組成的功能部件的邏輯輸入裝置。
背景技術：
對於iMCC(Intelligent Motor Control Center 智能馬達控制中心)、PLC (可編程邏輯控制器)以及ー些其它控制模塊而言，它們一般需要與變頻器一起使用，變頻器對交流電源線會產生諸如諧波噪聲的汙染。如果這樣的雜有諧波幹擾的交流電源信號直接輸入到諸如電路保護的一些功能部件的邏輯電路的邏輯輸入端時，現有技術領域的針對上述的邏輯輸入裝置的一些設計電路無法屏蔽這些諧波的影響。就造成了包含這樣的保護功能部件的產品的電容器的損壞，從而發出錯誤的保護動作。圖I示出了包含現有技術領域的邏輯輸入裝置的功能部件的電路圖。其中邏輯輸入裝置包括並聯在輸入AC電源線L、N之間的電容器C13 ;依次串聯在輸入AC電源線L、N之間的電阻器R21、R15、16、R17 ;與串聯的電阻器R15、R16並聯的電容器C14 ;與電阻器R17並聯的電容器C8 ;以及穩壓器件U12、U13串聯連接在電阻器R16、R17的連接節點，U13的輸出端信號作為邏輯輸入信號輸入到後續的諸如光電耦合器Ull的邏輯器件的輸入端。光電耦合器Ull之後的電路是功能部件的具有諸如保護功能的電路部分，與本實用新型無關，在此不進行過多描述，以避免混淆本實用新型。在圖I所示的邏輯輸入裝置中，電容器C13—般吸收輸入AC電源信號的高壓尖峰，電阻器R21起限制輸入電流的作用，並聯連接的電容器C8和電阻器R17對將輸入到Ul I的信號進行一般的濾波。而輸入AC電源信號大部分降在C14和與之並聯的串聯電阻器R15、R16這個中間環節上。如果輸入AC電源信號夾雜大量頻率高於50Hz的諧波噪聲，則會使電容器C14的容抗很快降低，並且使流經C14的電流也產生大量的諧波電流，參見圖2中的由「□」指示的曲線所展示的電容器C14上的電流。進ー步地，由於C14上電流也產生了大量諧波電流，使得在Ull的輸入引腳I上的電流信號非常不穩定，從而使Ull的輸出引腳4上的輸出信號在0-5V之間與上述諧波電流相應地變動，參見圖3中的下面的線所展示的電阻器R18上的電壓(即Ull的輸出引腳4上的輸出信號)，因而光電I禹合器Ul I產生了誤動作。因此，如何針對夾雜有諧波幹擾的交流電源信號輸入，設計能夠抵抗這些諧波幹擾的邏輯輸入裝置，是本實用新型要解決的技術問題
實用新型內容
根據本實用新型的一方面，提供一種用於將夾雜有諧波幹擾的交流輸入信號經由輸入交流電源線輸入到由邏輯電子器件組成的功能部件的邏輯輸入裝置，該邏輯輸入裝置包括輸入保護組件，接收交流輸入信號，用於防止過電流以及交流輸入信號中的高壓尖峰信號流入所述邏輯輸入裝置；中間組件，包括一電感器以及與電感器串聯的第一電阻器，連接到輸入保護組件，用於分擔大部分的交流輸入信號；以及濾波穩壓組件，連接到中間組件，對中間組件的信號進行濾波和穩壓，並將處理後的信號作為所述邏輯輸入裝置的輸出。其中輸入保護組件包括並聯在輸入交流電源線之間的第一電容器以及依次串聯在輸入交流電源線上的第二電阻器。其中濾波穩壓組件包括由並聯的第三電阻器和第二電容器組成的濾波器以及由穩壓器件組成的穩壓器。
通過
以下結合附圖對示例實施例的詳細描述，將更好地理解本實用新型。應當清楚地理解，所描述的示例實施例僅僅是作為說明和示例，而本實用新型不限於此。本實用新型的精神和範圍由所附權利要求書的具體內容限定。下面描述附圖的簡要說明，其中圖I示出了包含現有技術的邏輯輸入裝置的功能部件的電路圖；圖2示出了現有技術的邏輯輸入裝置的關鍵元件和本實用新型的邏輯輸入裝置的關鍵元件上的仿真電流比較；圖3示出了採用現有技術的邏輯輸入裝置和本實用新型的邏輯輸入裝置的仿真邏輯輸出電壓比較；以及圖4示出了包含本實用新型的邏輯輸入裝置的功能部件的電路圖。
具體實施方式
現在參照附圖2-4來詳細介紹根據本實用新型的邏輯輸入裝置。分析圖I的現有技術的邏輯輸入裝置，可以看出，圖I的電容器C14對AC輸入電源信號所夾雜的諧波電壓響應較快，因而電容器C14上的電流也反映了諧波電壓的影響。因此，由於電感器對電流的抑制作用，所以本實用新型考慮採用一電感器來代替圖I中的電容器。與圖I相應的，圖4示出了包含本實用新型的邏輯輸入裝置的功能部件的電路圖。其中邏輯輸入裝置包括輸入保護組件、中間組件和濾波穩壓組件。輸入保護組件包括並聯在輸入AC電源線L、N之間的電容器C13以及串聯在輸入AC電源線L上的電阻器R21。中間組件包括依次串聯在輸入AC電源線L、N之間的電阻器R15、16;與串聯的電阻器Rl 5、R16並聯的電感器L14。以及濾波穩壓組件包括電阻器R17、與電阻器R17並聯的電容器CS、穩壓器件U12、U13，穩壓器件U12、U13串聯連接在電阻器R16、R17的連接節點，U13的輸出端信號作為邏輯輸入信號輸入到後續的諸如光電耦合器Ull的邏輯器件的輸入端。光電耦合器Ull之後的電路是功能部件的具有諸如保護功能的電路部分，與本實用新型無關，在此不進行過多描述，以避免混淆本實用新型。輸入保護組件接收交流輸入信號，用於防止過電流以及交流輸入信號中的高壓尖峰信號流入所述邏輯輸入裝置。中間組件連接到輸入保護組件，用於分擔大部分的交流輸入信號；以及濾波穩壓組件連接到中間組件，對中間組件的輸出信號進行濾波和穩壓，並將處理後的信號作為所述邏輯輸入裝置的輸出。在圖4所示的本實用新型的邏輯輸入裝置中，電容器C13、電阻器R21、電容器CS、電阻器R17的作用與圖I中的相同。輸入AC電源信號大部分降在L14和與之並聯的串聯電阻器R15、R16這個中間組件環節上。如果輸入AC電源信號夾雜大量頻率高於50Hz的諧波噪聲，則由於電感器L14會抑制流過其自身的電流，從而使流經L14的電流基本與主要的AC輸入信號保持一致，參見圖2中的由「 」指示的曲線所展示的電感器14上的電流，其基本是正弦波形的電流，沒有諧波幹擾。進ー步地，由於L14上電流穩定沒有諧波幹擾，使得在Ull的輸入引腳I上的電流信號非常穩定，從而使Ull的輸出引腳4上的輸出信號在0-5V之間與L14的正弦波形的電流一致地變動，參見圖3中的上面的線所展示的電阻器R18上的電壓(即Ull的輸出引腳4上的輸出信號)，因而光電稱合器Ull不會產生誤動作。關於電感器L14的電感值的選取，取決於該電感器L14上所分擔的電壓值，井根據Rl = 2 fL來計算ο例如，假定圖I中的電容器C14是IOOnF,則通過使得圖I中的容抗與圖4中電感 器L14的感抗相等來計算電感器L14的電感值。即Rci4 = 1/2 Ti fC14 = I/ (2*3. 14*50*IOOnf) = 31. 847kohm = Rli4 = 2 n fL14所以L14 = 31847/(2*3. 14*50) = 101. 4H從圖2、3的仿真波形比較可以看出，採用了電感器的根據本實用新型的邏輯輸入裝置能夠很好地抑制輸入AC電源信號上夾雜的諧波幹擾，從而使其後面的功能邏輯電路部件穩定地工作。有效地解決了本實用新型的技術問題。雖然已經圖示和描述了所考慮的本實用新型的示例實施例，但是本領域技術人員 可以理解，隨著技術的進步，可以作出各種變更和修改並可以用等價物替換其元素而不背離本實用新型的真實範圍。
權利要求1.一種用於將夾雜有諧波幹擾的交流輸入信號經由輸入交流電源線輸入到由邏輯電子器件組成的功能部件的邏輯輸入裝置，其特徵在於該邏輯輸入裝置包括 輸入保護組件，接收交流輸入信號，用於防止過電流以及交流輸入信號中的高壓尖峰信號流入所述邏輯輸入裝置； 中間組件，包括一電感器以及與電感器串聯的第一電阻器，連接到輸入保護組件，用於分擔大部分的交流輸入信號；以及 濾波穩壓組件，連接到中間組件，對中間組件的輸出信號進行濾波和穩壓，並將處理後的信號作為所述邏輯輸入裝置的輸出。
2.如權利要求I所述的邏輯輸入裝置，其特徵在於輸入保護組件包括並聯在輸入交流電源線之間的第一電容器以及依次串聯在輸入交流電源線上的第二電阻器。
3.如權利要求I所述的邏輯輸入裝置，其特徵在於濾波穩壓組件包括由並聯的第三電阻器和第二電容器組成的濾波器以及由穩壓器件組成的穩壓器。
4.如權利要求I所述的邏輯輸入裝置，其特徵在於電感器的電感值的選取取決於該電感器上所分擔的電壓值。
專利摘要提供一種用於將夾雜有諧波幹擾的交流輸入信號經由輸入交流電源線輸入到由邏輯電子器件組成的功能部件的邏輯輸入裝置，該邏輯輸入裝置包括輸入保護組件，接收交流輸入信號，用於防止過電流以及交流輸入信號中的高壓尖峰信號流入所述邏輯輸入裝置；中間組件，包括一電感器以及與電感器串聯的第一電阻器，連接到輸入保護組件，用於分擔大部分的交流輸入信號；以及濾波穩壓組件，連接到中間組件，對中間組件的信號進行濾波和穩壓，並將處理後的信號作為所述邏輯輸入裝置的輸出。
文檔編號H02M1/12GK202406011SQ20112056684
公開日2012年8月29日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者徐秀芳 申請人:施耐德電器工業公司