[实用新型]变频调速器用模拟量输入跟随处理电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种模拟量输入跟随处理电路，尤其涉及一种变频调速器用模拟量输入跟随处理电路。

背景技术

变频调速器调节频率输出时通常有两种方式，一种是变频调速器自身的程序给定方式，另一种是通过外部端子给定模拟量（0-10V电压量给定或0-20mA电流量给定）。程序给定方式需要直接操控变频调速器的人机界面，需要有操作人员时时守在变频调速器旁边，因此这种方式普遍用于变频调速器单机调试时采用，在工业应用中通常与上位机相连，上位机输出模拟量送至变频调速器外部端子来控制变频调速器的输出。

变频调速器外部端子给定采用的工控标准端口：0-10V电压量和0-20mA电流量，在通常的应用当中，往往是将上位机输出的电压量或电流量通过屏蔽电缆直接与变频调速器的主控制板连接而没有经过任何信号的处理过程。在工业应用中由于上位机与变频调速器的距离通常非常远，相应的连接上位机与变频调速器的屏蔽电缆的长度也很长，因此给定信号的抗干扰能力大大降低，很容易造成由于给定信号被干扰而引起的变频调速器的错误输出甚至系统的崩溃。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种变频调速器用模拟量输入跟随处理电路，该电路加在变频调速器的外部端子侧，以解决上述存在的问题。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种变频调速器用模拟量输入跟随处理电路，包括光电隔离电路和电源电路，其特征在于：所述光电隔离电路的一端通过电压量与电流量选择电路与上位机相连，另一端通过差分放大电路与变频调速器模拟量输入端子相连，电源电路分别与光电隔离电路及差分放大电路相连。 

本实用新型的有益效果是：通过对模拟量输入跟随电路的设计，不仅实现了输入信号电压量与电流量的自由选择、输入输出的信号等值跟随，同时还很好地解决了信号的干扰问题，实现了输出信号电压量与电流量的统一。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图。

图2是本实用新型的电原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型及其具体实施方式作进一步详细说明。

参见图1-2，本实用新型包括光电隔离电路和电源电路，其特征在于：所述光电隔离电路的一端通过电压量与电流量选择电路与上位机相连，另一端通过差分放大电路与变频调速器模拟量输入端子相连，电源电路分别与光电隔离电路及差分放大电路相连。 

AIN+和AIN-为上位机输出的模拟量给定信号（0-10V或4-20mA），AIN+和AIN-通过屏蔽电缆与上位机相连。当S1处于断开状态时，接受上位机的电压量信号（0-10V）；当S1处于闭合状态时，接受上位机的电流量信号（0-20mA）。

    当S1断开时，上位机的0-10V电压量信号通过R1和R4的分压后转换为0-100mV的差分电压小信号，供给光电隔离电路U1的差分输入端口。

    当S1闭合时，上位机的0-20mA电流量信号首先通过R3转换成0-5V的差分电压信号，然后经过R1、R2、R4分压后转换为0-100mV的差分电压小信号，供给光电隔离电路U1的差分输入端口。

    在该部分电路通过差分和信号缩小，抑制了干扰信号的能量，减小了干扰信号中的共模部分，同时通过电容C1滤除了干扰信号的高频部分，大大降低了对信号的干扰。另外，通过选择开关S1和电阻R2、R3的使用，将上位机的0-20mA的电流信号转换为0-100mV的电压信号，实现了上位机的电压信号和电流信号对于变频调速器模拟给定的归一化处理。

    U1为具有线性放大功能的光电隔离器件，U1的1、4、5、8脚与电源相连，2和3脚为差分输入端口，与电压量和电流量选择电路相连。光电隔离电路将0-100mV的差分电压小信号经过光电隔离、放大8倍（0-800mV）后送至输出端口6和7脚，然后连接至差分放大电路的输入端。

    经过光电隔离电路后的信号，已经完全滤除了信号中的干扰，仅保留了所需要的原始信号。同时，由于使用了具有放大功能的光电隔离器件，不仅使信号的输入与输出完全隔离避免了信号的二次干扰，而且使信号进行初步的线性放大。

    U 2为运算放大器，与电阻R5、R6、R7、R8、R9和电容C2组成差分放大电路，差分放大电路的同相端和反相端分别与隔离放大电路的输出端口6、7相连，差分放大电路的输出端经过R9与变频调速器的模拟量输入端子相连，放大器U2的电源端口分别与电源电路相连。

    该差分放大电路起到将输入的0-800mV的差分信号经过放大后恢复为0-10V信号，同时由于运算放大电路本身的隔离功能，使输入输出信号再次进行隔离，防止输入输出级的相互串扰，另外通过电容C2的去耦，差分放大电路输出信号AIO为无干扰的纯净0-10V信号，供给变频调速器模拟输入端子。