一種帶隔離功能的時間可控式積分給定電路的製作方法
2024-03-06 01:32:15 1
專利名稱：一種帶隔離功能的時間可控式積分給定電路的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種電路技術，具體涉及一種帶隔離功能的時間可控式積分給定 電路。
二、背景技術 目前，常用的積分給定電路大致有2種一種是由電阻/電容組成的簡單RC非線 形積分給定電路、另一種是由電阻/電容/運算放大器組成的線形積分給定運算電路。RC 積分電路屬於非線形積分電路，積分電壓輸出波形按指數規律曲線變化，其充、放電時間常 數基本一致，難以實現給定電路對充、放電時間參數的非對稱要求，且輸出信號很大程度上 受輸入信號幅值的影響，同時該電路對外部電磁幹擾敏感。線形積分運算電路，不但能夠實 現線形積分功能，而且通過使用光耦合器與可調電阻，可以滿足輸入、輸出信號的隔離和積 分時間可調節功能，從電路靈活性與可靠性來看，比RC積分電路具有很大的優勢。縱觀現 有的線形積分運算電路，由於其充、放電迴路一致，難以實現積分給定電路對非對稱式時間 的要求。如在柴油發電機組的電子控制系統技術領域中，通常為了避免柴油機由於轉速突 然增加產生的附加應力與載荷對其傳動機構的衝擊與損傷，一般要求操作上要滿足緩慢升 速、快速減速的功能。
三、發明內容本實用新型就是要解決傳統積分電路不能緩慢充電、快速放電的非對稱式積分給 定的問題。本實用新型可通過以下技術方案實現一種帶隔離功能的時間可控式積分給定電 路，包括光耦合器隔離電路(1)和線形積分運算電路(2)，光耦合器隔離電路(1)包括輸入 端Uin、開關、電容Cl、隔離地COM、光耦合器U1、電阻R1、二極體D1、光耦合器Ul、+12V電 源，線形積分運算電路(2)包括電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、限流電阻R6、可調電位器 W1、二極體D2、信號地DGND、電容C2、電容C3、電容C4、運算放大器U2、+12V電源。在光耦合器隔離電路(1)的輸入端Uin處可通過導線外接一個開關，並通過導線 與電容Cl的正極連接，電容Cl的負極與隔離地COM相連接；從輸入端Uin通過一個電阻Rl 連接到光耦合器Ul控制端正極；在光耦合器Ul的控制端正極接電阻R1，光耦合器Ul的控 制端負極接隔離地COM ；光耦合器Ul控制端並接一個二極體Dl，二極體Dl的負極與光耦合 器Ul控制端的正極連接，二極體Dl的正極與光耦合器Ul控制端的負極相連；光耦合器Ul 輸出端的C極接+12V電源，光耦合器的E極接電阻R2。光耦合器Ul的輸出信號通過電阻R2輸入線形積分運算電路(2)，電阻R2的另一 端與可調電位器Wl的中間接線端相連；可調電位器Wl的兩固定電阻端與二極體D2並聯， 中間接線端接二極體D2的負極，並通過電阻R3接信號地DGND ；同時二極體D2的負極通過 電容C3接運算放大器U2的輸出管腳6 ；二極體D2的正極通過限流電阻R6接運算放大器 U2的反相輸入端；運算放大器U2的同相輸入端，接由串連電阻R4、R5組成的分壓電路，電阻R4 —端接+12V電源，另一端通過電阻R5接信號地DGND ；運算放大器U2的第7腳接+12V 電源，並通過電容C4接信號地DGND，U2的第4腳接信號地DGND，第5腳不接任何信號，第1 腳與第8腳之間接電容C2，第6腳為信號輸出管腳。本實用新型與現有技術相比具有以下有益效果本實用新型利用了光耦合器的光 電隔離功能，加強了電路的抗幹擾能力；在充電迴路中，使用可調電位器，實現了給定時間 可調節功能；在放電迴路中，利用二極體的正向電阻特性(正向電阻小)，實現了快速放電 功能，通過對二極體器件電氣特性的巧妙使用，形成了 2套分離的積分運算迴路，低阻抗回 路、高阻抗迴路，實現了緩慢充電、快速放電的非對稱式積分給定功能。
四
圖1為本實用新型的電路圖。
五具體實施方式一種帶隔離功能的時間可控式積分給定電路，包括光耦合器隔離電路(1)和線形 積分運算電路(2)，光耦合器隔離電路(1)包括輸入端Uin、開關、電容Cl、隔離地COM、光耦 合器U1、電阻R1、二極體D1、光耦合器U1、+12V電源，線形積分運算電路(2)包括電阻R2、 電阻R3、電阻R4、電阻R5、限流電阻R6、可調電位器Wl、二極體D2、信號地DGND、電容C2、電 容C3、電容C4、運算放大器U2、+12V電源。在光耦合器隔離電路(1)的輸入端Uin處可通過導線外接一個開關，並通過導線 與電容Cl的正極連接，電容Cl的負極與隔離地COM相連接；從輸入端Uin通過一個電阻Rl 連接到光耦合器Ul控制端正極；在光耦合器Ul的控制端正極接電阻R1，光耦合器Ul的控 制端負極接隔離地COM ；光耦合器Ul控制端並接一個二極體Dl，二極體Dl的負極與光耦合 器Ul控制端的正極連接，二極體Dl的正極與光耦合器Ul控制端的負極相連；光耦合器Ul 輸出端的C極接+12V電源，光耦合器的E極接電阻R2。光耦合器Ul的輸出信號通過電阻R2輸入線形積分運算電路(2)，電阻R2的另一 端與可調電位器Wl的中間接線端相連；可調電位器Wl的兩固定電阻端與二極體D2並聯， 中間接線端接二極體D2的負極，並通過電阻R3接信號地DGND ；同時二極體D2的負極通過 電容C3接運算放大器U2的輸出管腳6 ；二極體D2的正極通過限流電阻R6接運算放大器 U2的反相輸入端；運算放大器U2的同相輸入端，接由串連電阻R4、R5組成的分壓電路，電 阻R4 —端接+12V電源，另一端通過電阻R5接信號地DGND ；運算放大器U2的第7腳接+12V 電源，並通過電容C4接信號地DGND，U2的第4腳接信號地DGND，第5腳不接任何信號，第1 腳與第8腳之間接電容C2，第6腳為信號輸出管腳。工作過程當Uin輸入為高電平時，光耦合器Ul導通，VCC(+12V電源)通過充電 迴路向C3充電，隨著Vl的增大，U2(0P07)逐漸退出正飽和狀態，進入線形積分階段，積分 輸出Uout由高電平向低電平過渡，直到Uout輸出負飽和，積分過程結束，當Uin輸入為低 電平時，光耦合器Ul關斷，積分電容C3通過迴路放電，隨著Vl的減小，U2(0P07)逐漸退出 負飽和狀態，進入線形積分階段，積分輸出Uout由低電平向高電平過渡，直到Uout輸出正 飽和，積分過程結束。
權利要求一種帶隔離功能的時間可控式積分給定電路，包括光耦合器隔離電路(1)和線形積分運算電路(2)，光耦合器隔離電路(1)包括輸入端Uin、開關、電容C1、隔離地COM、光耦合器U1、電阻R1、二極體D1、光耦合器U1、+12V電源，線形積分運算電路(2)包括電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、限流電阻R6、可調電位器W1、二極體D2、信號地DGND、電容C2、電容C3、電容C4、運算放大器U2、+12V電源，其特徵是在光耦合器隔離電路(1)的輸入端Uin處可通過導線外接一個開關，並通過導線與電容C1的正極連接，電容C1的負極與隔離地COM相連接；從輸入端Uin通過一個電阻R1連接到光耦合器U1控制端正極；在光耦合器U1的控制端正極接電阻R1，光耦合器U1的控制端負極接隔離地COM；光耦合器U1控制端並接一個二極體D1，二極體D1的負極與光耦合器U1控制端的正極連接，二極體D1的正極與光耦合器U1控制端的負極相連；光耦合器U1輸出端的C極接+12V電源，光耦合器的E極接電阻R2；光耦合器U1的輸出信號通過電阻R2輸入線形積分運算電路(2)，電阻R2的另一端與可調電位器W1的中間接線端相連；可調電位器W1的兩固定電阻端與二極體D2並聯，中間接線端接二極體D2的負極，並通過電阻R3接信號地DGND；同時二極體D2的負極通過電容C3接運算放大器U2的輸出管腳6；二極體D2的正極通過限流電阻R6接運算放大器U2的反相輸入端；運算放大器U2的同相輸入端，接由串連電阻R4、R5組成的分壓電路，電阻R4一端接+12V電源，另一端通過電阻R5接信號地DGND；運算放大器U2的第7腳接+12V電源，並通過電容C4接信號地DGND，U2的第4腳接信號地DGND，第5腳不接任何信號，第1腳與第8腳之間接電容C2，第6腳為信號輸出管腳。
專利摘要一種帶隔離功能的時間可控式積分給定電路，包括光耦合器隔離電路(1)和線形積分運算電路(2)，光耦合器隔離電路(1)包括輸入端Uin、開關、電容C1、隔離地COM、光耦合器U1、電阻R1、二極體D1、光耦合器U1、+12V電源，線形積分運算電路(2)包括電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、限流電阻R6、可調電位器W1、二極體D2、信號地DGND、電容C2、電容C3、電容C4、運算放大器U2、+12V電源。本實用新型利用了光耦合器的光電隔離功能，加強了電路的抗幹擾能力；在充電迴路中，使用可調電位器，實現了給定時間可調節功能；在放電迴路中，利用二極體的正向電阻特性，實現了快速放電功能，實現了緩慢充電、快速放電的非對稱式積分給定功能。
文檔編號H03K17/78GK201656934SQ20102020801
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月25日 優先權日2010年5月25日
發明者劉麗峰, 孟慶濤, 孟長江, 張維彪, 楊俊恩, 褚全紅 申請人:中國兵器工業集團第七○研究所