一种模拟量输入电压型和电流型切换电路制造技术

一种模拟量输入电压型和电流型切换电路，包括输入端口和与之连接的模拟量切换电路和模拟信号处理电路，所述模拟量切换电路连接电流转电压电路，所述模拟信号处理电路连接DSP/MCU电路，所述模拟量切换电路包括依序连接的MOSEET开关电路、门极驱动电路、BJT电平切换电路，所述MOSEET开关电路接输入端口并与电流转电压电路连接，所述BJT电平切换电路与DSP/MCU电路连接。其优点是可完全替代传统的物理开关，操作方便，导通可靠，降低对结构、PCB的设计要求，增强驱动器防护等级，提高抗振等级；相对于通用的模拟开关又具有输入范围宽、价格便宜、使用灵活的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟量输入电压型和电流型切换电路
本技术涉及伺服系统控制电路，尤其涉及一种模拟量输入电压型和电流型切换电路。
技术介绍
伺服驱动器一般都会配置有模拟量输入口，简称AI，通过该模拟量，驱动器可以接收上位控制器的速度、转矩、压力等相关指令，也可以接收各种传感器或者其他设备送过来的模拟量信号。不管是指令信号还是传感器信号，一般都有电压类型信号和电流类型信号，所以一般驱动器都会提供两种输入类型的接口。为了满足两种类型输入要求，要么分别提供各自的接口，即在物理端口上电流输入和电压输入是分开的，这就要求有更多的端口，增加成本，加大驱动器体积，对PCB要求也比较高，所以通常的方式是只提供一个接口，既可以连接电压型输入也可以连接电流型输入，这样就需要内部通过物理开关根据实际输入情况切换输入类型，一般是拨码开关或者跳线等。这会带来操作问题：如果该物理开关是在驱动器外壳上，则需要在设备上额外开孔，增加结构设计复杂度，也降低驱动器防护等级；如果在机器内部，则操作时候需要打开外壳，操作不便、繁琐；还会带来其他一些问题，比如说抗震动问题，特别是跳线抗震动特性比较弱，以及防尘问题等等。
技术实现思路
针对现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种模拟量输入电压型和电流型切换电路。旨在解决使用物理开关带来的各种操作问题、可靠性问题，并降低对结构、PCB的设计要求。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种模拟量输入电压型和电流型切换电路，包括输入端口和与之连接的模拟量切换电路和模拟信号处理电路，所述模拟量切换电路连接电流转电压电路，所述模拟信号处理电路连接DSP/MCU电路，所述模拟量切换电路包括依序连接的MOSEET开关电路、门极驱动电路、BJT电平切换电路，所述MOSEET开关电路接输入端口并与电流转电压电路连接，所述BJT电平切换电路与DSP/MCU电路连接。所述BJT电平切换电路包括第一三极管和第二三极管，第一三极管是NPN型，第二三极管是PNP型，第一三极管的基极接DSP/MCU电路的输出控制管脚，其发射极接地，其集电极接第二三极管的基极，第二三极管的发射极接+15V，集电极通过第一电阻接-15V，两个MOSFET漏极分别引出来作为开关的切换触点。所述MOSEET开关电路包括两个N-MOSFET管，两个MOSFET管的门极和源极分别短接在一起，第二三极管的集电极通过第二电阻连接MOSFET管的门极，MOSFET管的门极和源极之间并接稳压管。本技术的有益效果是：可完全替代传统的物理开关，操作方便，导通可靠，降低对结构、PCB的设计要求，增强驱动器防护等级，提高抗振等级；相对于通用的模拟开关又具有输入范围宽、价格便宜、使用灵活的优点。另外，该技术不仅可用于模拟量输入电压型和电流型的切换，也可用于其他的模拟信号切换。附图说明下面结合附图对本技术作进一步的描述。图1是本技术的原理框图。图2是本技术的模拟开关切换电路图。图3是本技术的模拟信号处理电路图。具体实施方式参见附图，本技术一种模拟量输入电压型和电流型切换电路，其特征在于：包括输入端口AI和与之连接的模拟量切换电路1和模拟信号处理电路3，所述模拟量切换电路1连接电流转电压电路2，所述模拟信号处理电路3连接DSP/MCU电路4，所述模拟量切换电路1包括依序连接的MOSEET开关电路11、门极驱动电路12、BJT电平切换电路13，所述MOSEET开关电路11接输入端口AI并与电流转电压电路2连接，所述BJT电平切换电路13与DSP/MCU电路4连接。如图2电路所示，所述模拟量切换电路1包括第一三极管T1A和第二三极管T1B，第一三极管T1A是NPN型，第二三极管是PNP型，第一三极管T1A的基极接DSP/MCU电路的输出控制管脚，其发射极接地，其集电极接第二三极管T1B的基极，第二三极管的发射极接+15V，集电极通过第一电阻R252接-15V。所述MOSEET开关电路11包括两个N-MOSFET管Q16、Q17，两个MOSFET管的门极和源极分别短接在一起，T1B的集电极通过第二电阻R335连接MOSFET管的门极，MOSFET管的门极和源极之间并接稳压管D50，两个MOSFET漏极分别引出来作为开关的切换触点。如图2所示，最左边由两个三极管组成，一个是NPN，一个是PNP。NPN管子T1A的基极接DSP/MCU的控制管脚，发射极接地，集电极接PNP管子T1B的基极，PNP管子的发射极则接到+15V，集电极则通过一个电阻接到-15V，这样DSP/MCU逻辑电平为3.3V时，T1A导通，T1B也导通，T1B集电极输出+15V，当DSP/MCU逻辑电平为0V时，T1A管子截止，T1B管子也截止，T1B管子的集电极则通过电阻R252下拉到-15V。这里用到NPN和PNP管子电流都很小，所以可以采用如图所示的对管，两个管子封装在一个SOT-363封装里，且已经配置基极电阻，外部无需其他器件。由两个N-MOSFET组成的开关电路，两个MOSFET的门极和源极分别短接在一起，确保两个管子的Vgs完全一致，任何时候开关状态都一致。当模拟量输入类型为电流型时，输入最大电流为20mA，如图上所示，电流信号转电压信号用的采样电阻是250ohm，也就是最大电压是5V。由此可知在前面的NPN和PNP组成的电平切换电路输出+15V的高电平时，Vgs至少为10V，两个管子会同时导通。同时从T1B的集电极输出到MOSFET的门极之间串了一个电阻，而门极和源极之间又并了一个稳压管，稳压管的压差是10V，这样只要两个MOSFET的漏极以及源极的电压，即输入模拟电压，不超过5V，Vgs都是一个恒定的10V的电压，确保开关通道的阻抗恒定。即使输入模拟电压超过5V，只要低于10V，依然保证Vgs大于5V，仍可以有很低的导通阻抗。而在DSP/MCU控制电平为低电平，T1B关断时，两个MOSFET会通过-15V的电压可靠的关断。如上所介绍的整个模拟开关电路用于切换电压型和电流型时按如下方式工作：如果输入类型为电压型，通过菜单参数选择，DSP/MCU控制管脚输出低电平，模拟开关断开，电流转电压电路与输入点被切断，从端口进来的电压型输入直接进到模拟量处理电路；如果输入类型为电流型，通过菜单参数控制DSP/MCU管脚输出高电平，模拟开关电路导通，电流转电压电路接入输入端口，将电流信号转化成电压信号，然后进入模拟量处理电路。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟量输入电压型和电流型切换电路，其特征在于：包括输入端口和与之连接的模拟量切换电路和模拟信号处理电路，所述模拟量切换电路连接电流转电压电路，所述模拟信号处理电路连接DSP/MCU电路，所述模拟量切换电路包括依序连接的MOSEET开关电路、门极驱动电路、BJT电平切换电路，所述MOSEET开关电路接输入端口并与电流转电压电路连接，所述BJT电平切换电路与DSP/MCU电路连接。

【技术特征摘要】
1.一种模拟量输入电压型和电流型切换电路，其特征在于：包括输入端口和与之连接的模拟量切换电路和模拟信号处理电路，所述模拟量切换电路连接电流转电压电路，所述模拟信号处理电路连接DSP/MCU电路，所述模拟量切换电路包括依序连接的MOSEET开关电路、门极驱动电路、BJT电平切换电路，所述MOSEET开关电路接输入端口并与电流转电压电路连接，所述BJT电平切换电路与DSP/MCU电路连接。2.根据权利要求1所述的一种模拟量输入电压型和电流型切换电路，其特征在于：所述模拟量切换电路包括第一三极管和第二三极管，第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王言荣，黄舜，黄柏洋，
申请(专利权)人：深圳市麦格米特驱动技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44