專利名稱：邏輯輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輸入裝置。具體地，涉及一種用于將夾雜有諧波干擾的交流輸入信號(hào)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(shù)：
對(duì)于iMCC(Intelligent Motor Control Center 智能馬達(dá)控制中心)、PLC(可編程邏輯控制器)以及一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(duì)交流電源線會(huì)產(chǎn)生諸如諧波噪聲的污染。如果這樣的雜有諧波干擾的交流電源信號(hào)直接輸入到諸如電路保護(hù)的一些功能部件的邏輯電路的邏輯輸入端時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域的針對(duì)上述的邏輯輸入裝置的一些設(shè)計(jì)電路無(wú)法屏蔽這些諧波的影響。就造成了包含這樣的保護(hù)功能部件的產(chǎn)品的電容器的損壞，從而發(fā)出錯(cuò)誤的保護(hù)動(dòng)作。圖1示出了包含現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)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并聯(lián)在輸入AC電源線L、N之間的電容器C13 ;依次串聯(lián)在輸入AC電源線L、N之間的電阻器R21、R15、16、R17 ;與串聯(lián)的電阻器R15、R16并聯(lián)的電容器C14 ;與電阻器R17并聯(lián)的電容器C8 ;以及穩(wěn)壓器件U12、U13串聯(lián)連接在電阻器R16、R17的連接節(jié)點(diǎn)，U13的輸出端信號(hào)作為邏輯輸入信號(hào)輸入到后續(xù)的諸如光電耦合器Ull的邏輯器件的輸入端。光電耦合器Ull之后的電路是功能部件的具有諸如保護(hù)功能的電路部分，與本發(fā)明無(wú)關(guān)，在此不進(jìn)行過多描述，以避免混淆本發(fā)明。在圖1所示的邏輯輸入裝置中，電容器C13—般吸收輸入AC電源信號(hào)的高壓尖峰，電阻器R21起限制輸入電流的作用，并聯(lián)連接的電容器C8和電阻器R17對(duì)將輸入到UlI的信號(hào)進(jìn)行一般的濾波。而輸入AC電源信號(hào)大部分降在C14和與之并聯(lián)的串聯(lián)電阻器R15、R16這個(gè)中間環(huán)節(jié)上。如果輸入AC電源信號(hào)夾雜大量頻率高于50Hz的諧波噪聲，則會(huì)使電容器C14的容抗很快降低，并且使流經(jīng)C14的電流也產(chǎn)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(jìn)一步地，由于C14上電流也產(chǎn)生了大量諧波電流，使得在Ull的輸入引腳I上的電流信號(hào)非常不穩(wěn)定，從而使Ull的輸出引腳4上的輸出信號(hào)在0-5V之間與上述諧波電流相應(yīng)地變動(dòng)，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(hào))，因而光電I禹合器Ul I產(chǎn)生了誤動(dòng)作。因此，如何針對(duì)夾雜有諧波干擾的交流電源信號(hào)輸入，設(shè)計(jì)能夠抵抗這些諧波干擾的邏輯輸入裝置，是本發(fā)明要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于將夾雜有諧波干擾的交流輸入信號(hào)經(jīng)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(hù)組件，接收交流輸入信號(hào)，用于防止過電流以及交流輸入信號(hào)中的高壓尖峰信號(hào)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(lián)的第一電阻器，連接到輸入保護(hù)組件，用于分擔(dān)大部分的交流輸入信號(hào)；以及濾波穩(wěn)壓組件，連接到中間組件，對(duì)中間組件的信號(hào)進(jìn)行濾波和穩(wěn)壓，并將處理后的信號(hào)作為所述邏輯輸入裝置的輸出。其中輸入保護(hù)組件包括并聯(lián)在輸入交流電源線之間的第一電容器以及依次串聯(lián)在輸入交流電源線上的第二電阻器。其中濾波穩(wěn)壓組件包括由并聯(lián)的第三電阻器和第二電容器組成的濾波器以及由穩(wěn)壓器件組成的穩(wěn)壓器。


通過下面結(jié)合附圖對(duì)示例實(shí)施例的詳細(xì)描述，將更好地理解本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)清楚地理解，所描述的示例實(shí)施例僅僅是作為說(shuō)明和示例，而本發(fā)明不限于此。本發(fā)明的精神和范圍由所附權(quán)利要求書的具體內(nèi)容限定。下面描述附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明，其中:圖1示出了包含現(xiàn)有技術(shù)的邏輯輸入裝置的功能部件的電路圖；圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的邏輯輸入裝置的關(guān)鍵元件和本發(fā)明的邏輯輸入裝置的關(guān)鍵元件上的仿真電流比較；圖3示出了采用現(xiàn)有技術(shù)的邏輯輸入裝置和本發(fā)明的邏輯輸入裝置的仿真邏輯輸出電壓比較；以及圖4示出了包含本發(fā)明的邏輯輸入裝置的功能部件的電路圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參照附圖2-4來(lái)詳細(xì)介紹根據(jù)本發(fā)明的邏輯輸入裝置。分析圖1的現(xiàn)有技術(shù)的邏輯輸入裝置，可以看出，圖1的電容器C14對(duì)AC輸入電源信號(hào)所夾雜的諧波電壓響應(yīng)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，由于電感器對(duì)電流的抑制作用，所以本發(fā)明考慮采用一電感器來(lái)代替圖1中的電容器。與圖1相應(yīng)的，圖4示出了包含本發(fā)明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(hù)組件、中間組件和濾波穩(wěn)壓組件。輸入保護(hù)組件包括并聯(lián)在輸入AC電源線L、N之間的電容器C13以及串聯(lián)在輸入AC電源線L上的電阻器R21。中間組件包括依次串聯(lián)在輸入AC電源線L、N之間的電阻器R15、16 ;與串聯(lián)的電阻器R15、R16并聯(lián)的電感器L14。以及濾波穩(wěn)壓組件包括電阻器R17、與電阻器R17并聯(lián)的電容器CS、穩(wěn)壓器件U12、U13，穩(wěn)壓器件U12、U13串聯(lián)連接在電阻器R16、R17的連接節(jié)點(diǎn)，U13的輸出端信號(hào)作為邏輯輸入信號(hào)輸入到后續(xù)的諸如光電耦合器Ull的邏輯器件的輸入端。光電耦合器Ull之后的電路是功能部件的具有諸如保護(hù)功能的電路部分，與本發(fā)明無(wú)關(guān)，在此不進(jìn)行過多描述，以避免混淆本發(fā)明。輸入保護(hù)組件接收交流輸入信號(hào)，用于防止過電流以及交流輸入信號(hào)中的高壓尖峰信號(hào)流入所述邏輯輸入裝置。中間組件連接到輸入保護(hù)組件，用于分擔(dān)大部分的交流輸入信號(hào)；以及濾波穩(wěn)壓組件連接到中間組件，對(duì)中間組件的輸出信號(hào)進(jìn)行濾波和穩(wěn)壓，并將處理后的信號(hào)作為所述邏輯輸入裝置的輸出。在圖4所示的本發(fā)明的邏輯輸入裝置中，電容器C13、電阻器R21、電容器CS、電阻器R17的作用與圖1中的相同。輸入AC電源信號(hào)大部分降在L14和與之并聯(lián)的串聯(lián)電阻器R15、R16這個(gè)中間組件環(huán)節(jié)上。如果輸入AC電源信號(hào)夾雜大量頻率高于50Hz的諧波噪聲，則由于電感器L14會(huì)抑制流過其自身的電流，從而使流經(jīng)L14的電流基本與主要的AC輸入信號(hào)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，沒有諧波干擾。進(jìn)一步地，由于L14上電流穩(wěn)定沒有諧波干擾，使得在Ull的輸入引腳I上的電流信號(hào)非常穩(wěn)定，從而使Ull的輸出引腳4上的輸出信號(hào)在0-5V之間與L14的正弦波形的電流一致地變動(dòng)，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(hào))，因而光電稱合器Ull不會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作。關(guān)于電感器L14的電感值的選取，取決于該電感器L14上所分擔(dān)的電壓值，并根據(jù)Rl = 2 fL來(lái)計(jì)算ο例如，假定圖1中的電容器C14是IOOnF,則通過使得圖1中的容抗與圖4中電感器L14的感抗相等來(lái)計(jì)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，采用了電感器的根據(jù)本發(fā)明的邏輯輸入裝置能夠很好地抑制輸入AC電源信號(hào)上夾雜的諧波干擾，從而使其后面的功能邏輯電路部件穩(wěn)定地工作。有效地解決了本發(fā)明的技術(shù)問題。雖然已經(jīng)圖示和描述了所考慮的本發(fā)明的示例實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，隨著技術(shù)的進(jìn)步，可以作出各種變更和修改并可以用等價(jià)物替換其元素而不背離本發(fā)明的真實(shí)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于將夾雜有諧波干擾的交流輸入信號(hào)經(jīng)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(hù)組件，接收交流輸入信號(hào)，用于防止過電流以及交流輸入信號(hào)中的高壓尖峰信號(hào)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(lián)的第一電阻器，連接到輸入保護(hù)組件，用于分擔(dān)大部分的交流輸入信號(hào)；以及 濾波穩(wěn)壓組件，連接到中間組件，對(duì)中間組件的輸出信號(hào)進(jìn)行濾波和穩(wěn)壓，并將處理后的信號(hào)作為所述邏輯輸入裝置的輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的邏輯輸入裝置，其中輸入保護(hù)組件包括并聯(lián)在輸入交流電源線之間的第一電容器以及依次串聯(lián)在輸入交流電源線上的第二電阻器。
3.如權(quán)利要求1所述的邏輯輸入裝置，其中濾波穩(wěn)壓組件包括由并聯(lián)的第三電阻器和第二電容器組成的濾波器以及由穩(wěn)壓器件組成的穩(wěn)壓器。
4.如權(quán)利要求1所述的邏輯輸入裝置，其中電感器的電感值的選取取決于該電感器上所分擔(dān)的電壓值。
全文摘要
提供一種用于將夾雜有諧波干擾的交流輸入信號(hào)經(jīng)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(hù)組件，接收交流輸入信號(hào)，用于防止過電流以及交流輸入信號(hào)中的高壓尖峰信號(hào)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(lián)的第一電阻器，連接到輸入保護(hù)組件，用于分擔(dān)大部分的交流輸入信號(hào)；以及濾波穩(wěn)壓組件，連接到中間組件，對(duì)中間組件的信號(hào)進(jìn)行濾波和穩(wěn)壓，并將處理后的信號(hào)作為所述邏輯輸入裝置的輸出。
文檔編號(hào)H02M1/12GK103187858SQ20111045372
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者徐秀芳 申請(qǐng)人:施耐德電器工業(yè)公司