[实用新型]一种多路光电隔离的D/A转换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业自动化控制技术领域，具体地说是一种多路光电隔离的D/A转换器。 

背景技术  

在工业自动化控制中经常需要将数据量转换为电压、电流等模拟量，以驱动像变频调速器等以模拟量为输入信号的执行器。D/A转换本身并不困难，目前市场有多种类型和精度的D/A转换器芯片，难点在于如何实现D/A转换器与主机间的电气隔离、抗变频器的高频干扰、大功率驱动能力（每路驱动能力达250mA）以及短路保护。

现有技术的D/A转换器一般都采用模拟隔离器与主机进行电气隔离，当输出路数比较多时（目前使用的是带16台电机变频调速器），如采用模拟隔离器不仅成本高，抗变频器的高频干扰、大功率驱动能力以及短路保护、精度和线性度都难以满足控制要求。 

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足而设计的一种多路光电隔离的D/A转换器，采用固定周期和占空比可变脉宽调制PWM脉冲信号，该信号经光电隔离和分路滤波的放大，实现多路光电隔离D/A输出，使输出电压与主机完全隔离，输出电压的分辨率及扫描速度均由CPU内置用户控制顺序软件设定，具有短路保护功能和输出驱动能力强的特点，结构简单，体积小，成本低。 

本实用新型的目的是这样实现的：一种多路光电隔离的D/A转换器，其特点是该D/A转换器由中央处理器与多路光电隔离模块、多路分路模块和多路放大驱动模块依次串接组成；所述中央处理器将控制时序数据分别以固定周期和占空比可变脉宽调制PWM信号输入多路光电隔离模块，多路光电隔离模块将各路脉冲信号进行电气隔离后输入多路分路模块，多路分路模块将各路脉冲信号以各周期的脉冲信号输入多路放大驱动模块，多路放大驱动模块将各周期的脉冲信号以模拟直流电压输出各路变频调速器的控制电压。 

本实用新型与现有技术相比具有输出电压与主机完全隔离、短路保护功能和输出驱动能力强的特点，输出电压的分辨率及扫描速度均由CPU内置根据用户控制时序软件设定，结构简单，抗干扰能力强，使用方便，体积小，成本低。 

附图说明

图1为本实用新型结构示意图 

图2为实施例图。

具体实施方式

参阅附图1，本实用新型由中央处理器1与多路光电隔离模块2、多路分路模块3和多路放大驱动模块4依次串接组成；所述中央处理器1将各路D/A值分别以固定周期和占空比可变脉宽调制PWM信号输入多路光电隔离模块2，多路光电隔离模块2将各路脉冲信号进行电气隔离后输入多路分路模块3，多路分路模块3将各路脉冲信号以各周期的脉冲信号输入多路放大驱动模块4，多路放大驱动模块4将各周期的脉冲信号以模拟直流电压输出到各路电机变频调速器输入端的控制电压。 

下面以8位分辨率对16台变频调速器控制的具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。 

实施例1 

参阅附图2，将本实用新型的多路放大驱动模块4与16台变频调速器5连接。中央处理器（C8051F120）1根据用户控制时序数据由内置的PWM脉宽调制器产生16路0~5V电压对应的PWM信号，PWM信号以26微秒定时中断扫描方式将16路D/A值每隔26微秒输出一路以精度为15纳秒，周期为3.858微秒，脉宽为0~3.858微秒的3.3V正脉冲输入多路光电隔离模块2，如分辨率为12位或16位，其PWM信号所对应的周期分别为61.728μs和987.654μs，精度均为15纳秒。多路光电隔离模块2为 6路光电隔离模块，其CPU的主频为66.3552MHz，多路光电隔离模块2以每隔26微秒输出一路以15纳秒为精度，周期为3.858微秒，脉宽为0~3.858微秒的3.3V正脉冲D/A值输入多路分路模块3。多路分路模块3由两片8路（74HC4051）数字分路模块组成，多路分路模块3将16路D/A值脉冲信号以16个周期为3.858微秒，脉宽为0~3.858微秒的5V正脉冲D/A值输入多路放大驱动模块4。多路放大驱动模块4由四片4路滤波保持放大模块（AD8594A）组成，每路滤波保持放大驱动模块根据输入脉宽，输出D/A值0~5V的模拟直流电压接到16台变频调速器5，当输入脉冲宽度为0微秒时输出=0V，当输入脉冲宽度为3.858微秒时输出=5V，每台变频调速器（GOODRIV）控制一台（SBD50）交流电机，模拟直流电压0V为停机，模拟直流电压为5V电机速度最快，从而达到变频调速控制电机运转目的。

本实用新型应用高速单片机的软件优势，使电路结构非常简单，控制速度精度高、硬件成本低、性能稳定、可靠，抗干扰能力强、可维护性好，使企业效益和社会效益达到最佳。 

以上只是对本实用新型做进一步说明，并非用以限制本专利，凡为本实用新型等效实施，均应包含于本专利的权利要求范围之内。