一种双模式电子压力控制电路的制作方法

文档序号:15286646发布日期:2018-08-29 00:09阅读:212来源:国知局

本实用新型涉及电子技术领域,特别涉及一种双模式电子压力控制电路。



背景技术:

水泵电子控制器是利用电子集成回路的水泵控制设备,能根据所检测到的水源状态、管道用水量和管道压力变化等数据去启动与停止水泵,能完全替代由压力罐、压力开关、缺水保护装置、止回阀四通等所构成的传统系统。带电部分与管道的完全隔离和高密封性的控制箱使该控制器拥有了传统控制器所无法比拟的安全性,集成化的设计在安装时能节省更多的时间与材料。

现有技术中的电子压力控制回路通常有两种,一种是采用流量信号主控,压力信号辅助控制的电子压力控制回路,另一种是采用模拟量的压力压力传感器信号主控,流量信号辅助控制的电子压力控制回路。但无论是哪一种控制方式,都无法做到满足所有的控制要求。对于采用流量信号主控,压力信号辅助控制的电子压力控制回路,其优点是:控制简单,稳定,成本较低;其缺点是:对于不同的扬程的水泵需要调节不同的起跳压力,不然会造成水泵保压不停机,或者卸压不启动等异常情况,而且用于自来水增压供水时,当自来水压力足够高时,只要有用户用水,及时此时不需要增压,水泵也会启动,这样就造成了大量的能源浪费。对于采用采用模拟量的压力压力传感器信号主控,流量信号辅助控制的电子压力控制回路,其优点是:能够根据水泵扬程自动调节起跳压力;其缺点是:当小流量使用水泵时,会造成水泵频繁启动,影响用户试用体验。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种双模式电子压力控制电路,可以通过一个开关切换至流量主控模式或压力主控模式。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种双模式电子压力控制电路,包括MCU、以及与MCU使能端连接的信号采集单元,还包括开关信号单元,所述开关信号与MCU使能端相连,所述开关信号单元中,电阻R26的一端连接至MCU的使能端,所述电阻R26的另一端连接开关元件的公共端2引脚,所述开关元件的1引脚接地,所述开关元件的3引脚与电阻R28的一端相连,所述R28的另一端与MCU的电源端VDD相连;

通过采用上述技术方案,MCU能根据开关信号单元发送的不同的开关信号执行不同的控制程序,压力传感器和流量传感器反馈信号给MCU,MCU通过内部的逻辑运算后从使能端输出信号。当拨动开关元件时2引脚与3引脚相连时,此时MCU能通过电阻R26采集到数字信号“1”,切换压力主控模式;当拨动开关元件时2引脚与1引脚相连时,此时MCU能通过电阻R26采集到数字信号“0”,切换流量主控模式。这里的开关元件可以为两位拨码开关,比较方便用户的操作,同时也可以选择自锁式的轻触开关。

进一步设置为:所述信号采集单元中,接线端子P7的1引脚连接电阻R22的一端,该端同时连接电阻R23的一端,所述电阻R22的另一端与MCU的电源端VDD相连,所述电阻R23的另一端与MCU的使能端相连,所述接线端子P7的2引脚接地;所述接线端子P8的1引脚与MCU的电源端VDD相连,所述接线端子P8的2引脚连接电阻R24的一端,该端同时连接电容C24的一端及MCU的使能端,所述电阻R24的另一端与电容C24的另一端及接线端子P8的3引脚相连且共同接地。

通过采用上述技术方案,接线端子P7对应连接流量传感器端子,MCU芯片通过限流电阻R23采集流量信号。接线端子P8对应连接压力传感器端子,MCU芯片通过使能端到采集压力信号。压力传感器的2,3引脚上并联一个滤波电容C24,用于滤除压力传感器输出端子上的高频电压,防止MCU采集的信号因外界干扰而发生频繁波动。下拉电阻R24接在压力传感器的输出端子上,可以在压力传感器电压输出不稳定的时候提高输出电压的稳定性。

进一步设置为:所述MCU处理回路中的MCU设置有烧录引脚,所述烧录引脚连接有接线端子P4,所述接线端子P4连接有程序烧录器。

通过采用上述技术方案,将程序烧录器对应连接烧录引脚,就能进行程序的烧写,为了方便烧写设置了接线端子,烧录引脚和接线端子连接,需要烧录程序时,将烧写器与接线端子连接即可。

附图说明

图1为实施例的电路图;

图2为实施例的具体应用电路图;

图3为实施例中MCU对开关信号的处理流程图。

图中:1、电源降压回路;2、继电器驱动回路;3、MCU处理回路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参考图1,其中MCU的1引脚连接DC5V的输入电压端及电容C27的一端,MCU的8引脚连接地VSS及电容C27的另一端,MCU的7引脚连接电阻R26的一端,电阻R26的另一端连接开关元件S1的公共端2引脚,开关元件S1的3引脚连接电阻R28的一端,电阻R28的另一端连接DC5V的输入电压,开关元件S1的1引脚接地VSS。MCU的3引脚连接电阻R23的一端,电阻R23的另一端连接电阻R22的一端及接线端子P7的1引脚,电阻R22的另一端接DC5V的输入电压,接线端子P7的2引脚接地VSS,MCU的5引脚同时连接电容C24的一端、电阻R24的一端及接线端子P8的2引脚,电容C24的另一端与电阻R24的另一端及接线端子P8的3引脚相连并同时接地VSS,接线端子P8的1引脚连接DC5V的输入电压。所述的MCU选用PIC12F509。

开关元件S1为方便使用,优选为拨码开关。当用户拨动拨码开关,拨动开关的2引脚与1引脚相连接时,MCU通过限流电阻R26采集到数字信号“0”,表示此时处于流量主控模式,再通过程序切换到流量主控程序;当拨动开关的2引脚与3引脚相连接,由于拨动开关的2引脚连接了一个上拉电阻R28,MCU通过限流电阻R26采集到数字信号“1”,表示此时处于压力主控模式,再通过程序切换到压力主控程序。

当处于流量主控模式时,接线端子P7接流量传感器的端子,MCU通过限流电阻R23采集流量信号;当处于压力主控模式时,接线端子P8接压力传感器端子,MCU通过引脚5采集压力信号。压力传感器的2,3引脚上并联一个滤波电容C24,用于滤除压力传感器输出端子上的高频电压,防止MCU采集的信号因外界干扰而发生频繁波动。下拉电阻R24接在压力传感器的输出端子上,可以在压力传感器电压输出不稳定的时候提高输出电压的稳定性。MCU能通过采集到的压力传感器或流量传感器的反馈信号,进行内部逻辑运算后从MCU的2引脚输出信号给继电器驱动电路2。

同时,MCU的7引脚连接接线端子P4的4引脚,MCU的6引脚连接接线端子P4的5引脚,MCU的4引脚连接接线端子P4的1引脚,该端同时连接电阻R29的一端,电阻R29的另一端连接接线端子P4的2引脚,该端同时连接DC5V的输入电压,MCU的3引脚接地VSS。MCU的7引脚为ICSPDAT,用作编程下载时钟信号口;MCU的6引脚为ICSPCLK,用作编程下载时钟信号口;MCU的4引脚为MCLR,用作编程电压口。所述接线端子P4与烧录器连接,可以通过烧录器对MCU进行程序烧写。

参考图2,包括将输入的交流电压AC220V转化为驱动继电器的DC12V电压及为MCU使用的DC5V电压电源降压电路1、与水泵继电器相连的继电器驱动电路2,用于逻辑运算和切换控制模式的MCU处理电路3。

其中电源降压电路1包括对输入电源进行整流的整流单元、对整流后电压进行滤波处理的滤波单元和实现输出电压的恒压、恒流的控制单元,整流单元与滤波单元相连接,滤波单元与控制单元相连接。

具体为:所述的整流单元包括电阻R25、整流桥D5,电容C1,隔离变压器T1;所述的滤波单元包括二极管D1,电容C3,C19,C20,C21,电阻R3,三端集成稳压芯片U12;所述的控制单元包括集成IC芯片U1,快恢复二极管D2,D3,电容C2,C4,C25,电阻R1,R2,R4,R5,R6,R7,R8。所述的二极管D1选用SS120,所述的二极管D2及D3选用E1J。所述的芯片U1选用SD8583STR,所述的三端稳压芯片U12选用78L05。其中所述的电阻R25一端接市电的火线,电阻R25另一端接整流桥的输入端,整流桥的另一输入端接市电的零线,整流桥的输出端负极接地GND,整流桥的输出端正极连接电容C1的正极,该端同时连接电阻R2的一端、电容C2的一端、电阻R1的一端及隔离变压器T1的1引脚,电容C1的负极接地GND,电阻R2的另一端连接电阻R4,电阻R4的另一端与芯片U1的1引脚相连,电容C2的另一端与电阻R1的另一端相连,该端同时连接二极管D3的阳极,二极管D3的阴极与芯片U1的5引脚及6引脚先连接,该端同时连接隔离变压器T1的2引脚,芯片U1的1引脚连接电容C25的正极,电容C25的负极与隔离变压器T1的6引脚相连且同时接地,隔离变压器T1的5引脚连接电阻R6的一端及二极管D2的阳极,电阻R6的另一端连接电阻R7的一端,该端同时连接芯片U1的2引脚,电阻R7的另一端接地GND,二极管D2的阴极连接电阻R5的一端,电阻R5的另一端连接芯片U1的1引脚,芯片U1的3引脚连接电容C4的一端,电容C4的另一端连接芯片U1的7引脚且同时接地GND,芯片U1的4引脚连接电阻R8的一端,电阻R8的另一端接地GND。

隔离变压器T1的4引脚连接二极管D1的阳极,二极管D1的阴极连接电容C3的正极,该端同时连接电阻R3的一端、电容C19的一端及芯片U12的3引脚,电容C3的负极与电阻R3的另一端、电容C19的另一端及芯片U12的2引脚相连并同时接地VSS,芯片U12的1引脚连接电容C20的一端及电容C21的一端,电容C20的另一端与电容C21的另一端相连并同时接地VSS。

变压器的5,6引脚提供芯片U1的供电电压,电容C4为线性补偿端,其作用是补偿输出电压在电缆上的压降。电阻R8与芯片U1的4引脚相连,为峰值电流采样端,用于限制芯片U1的最大输出电流。芯片U1的2引脚为电电压采样端,用于调节输出IC芯片的输出占空比。芯片U1的5,6引脚为芯片U1内部高压MOS管漏极。电容D3为续流二极管,当内部高压MOS关断时,储存在变压器内部的能量可以通过电阻R1和电容C2消耗。电阻R6和R7为两个分压电阻,通过调节电阻R6和R7的阻值可以输出不同的电压。再通过三端稳压芯片U12可以使12V电源降压到5V,贴片电容C20可以滤除5V电源的高频杂波,电容C21可以在当5V电路耗电发生波动时起稳压作用。

其中继电器驱动回路2具体为:其中电阻R30的一端接MCU的PUMP引脚,电阻R30的另一端接NPN三极管Q2的基极,三极管Q2的的发射极接地VSS,三极管Q2的集电极接继电器RL11控制端的一端,该端同时连接二极管D21的阳极,继电器RL11控制端的另一端与二极管D21的阴极及电阻R15的一端相连,电阻R15的接DC12V的电压,继电器R11负载端的一端连接市电的火线L及压敏电阻RV21的一端,继电器R11负载端的另一端连接压敏电阻RV21的另一端,该端同时通过接线端子连接负载,即水泵。

经过芯片U1降压并滤波的DC12V为继电器RL11提供控制电压。。三极管Q2的基极连接MCU的使能端PUMP,通过MCU的程序使该端输出高电平或低电平,从而控制三极管Q2的导通,进而控制继电器RL11内触点的断开或吸合。由于继电器RL11线圈需要流过较大的电流(约50mA)才能使继电器RL11吸合,MCU的使能端拉电流只有10mA左右,无法驱动继电器RL11,因此需要一个三极管Q2进行驱动。压敏电阻RV21起到过压保护作用,二极管D21为续流二极管,可以选用1N4007,能够消除线圈断电时产生的反向感生电流,保护驱动继电器的半导体元、器件。

参考图3,MCU内部的定时器每隔一段固定时间会产生一个中断信号,进入中断后,MCU内的程序会判断是否接收到第一开关信号,即数字信号“1”,如果接收到该信号,MCU内的程序切换至压力主控模式并退出中断;如果没有接收到该信号,则继续判断是否接收到第二开关信号,即数字信号“0”,如果接受到该信号,MCU内的程序切换至流量主控模式并退出中断;如果没有接收到该信号则不切换模式并退出中断。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型技术作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本实用新型的技术或者超越所附权利要求书所定义的范围。

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