一种基于485通讯和IO控制的固态继电器电路的制作方法

本发明属于控制电路，具体涉及一种基于485通讯和io控制的固态继电器电路。

背景技术：

1、在电气化的应用中，固态继电器也是一个绕不过去的器件，其使用越来越广泛，对固态继电器的要求也越来越高。

2、但是，在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：目前市面普及的固态继电器以io控制为主，缺点就是在使用很多的固态继电器的场景，对控制器的io控制点数也要求比较高，比较耗费控制器的io资源，同时布线也会比较麻烦。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。为此，本发明目的在于提供一种基于485通讯和io控制的固态继电器电路。

2、本发明所采用的技术方案为：

3、一种基于485通讯和io控制的固态继电器电路，包括：

4、io控制模块，io控制模块与切换模块相连，用于实现宽电压io控制信号输入，对超过电源电压vdd的电压进行压稳压到电源电压vdd的伏值，并做限流处理；

5、485通讯模块，485通讯模块与主控芯片相连，用于实现485通讯信号的收发；

6、切换模块，切换模块与主控芯片相连，用于实现485通讯信号与io控制信号的切换；

7、隔离控制模块，隔离控制模块与切换模块相连，用于实现双向可控硅的隔离控制。

8、优选地，所述主控芯片包括mcu主控单元u4，mcu主控单元u4具有to_mcu_rxd端口、to_mcu_txd端口、to_mcu_485r/t端口、485_scr_en端口和485_scl端口，to_mcu_rxd端口和to_mcu_txd为收发端口，与485通讯模块相连实现485通讯信号的数据收发；to_mcu_485r/t为485通讯模块的485通讯芯片u3的收发使能；485_scr_en端口和485_scl端口为输出端口，当485通讯信号选择485控制驱动双向可控硅时，485_scl端口输出高电平，切换模块的模拟开关u1选择485_scr_en为scr_en的控制信号，scr_en根据485_scr_en信号实现对双向可控硅q2的控制。

9、优选地，所述io控制模块包括scr_en_input端口，外部io控制信号通过scr_en_input端口接入，经过第一电阻r1和稳压管d1将电压稳定到电源电压vdd的电压伏值，再经过第二电阻r2和第一电容c1组成的rc滤波单元将干扰滤除，得到io_scr_en控制信号。

10、优选地，所述485通讯模块包括485通讯芯片u3，485通讯芯片u3具有接收管脚pin4、发送管脚pin1、接收使能管脚pin2和发送使能管脚pin3，to_mcu_485r/t端口同时与接收使能管脚pin2和发送使能管脚pin3相连，当to_mcu_485r/t为低电平时，接收使能有效，485通讯芯片u3将pin6、pin7差分总线上的数据转换为串行数据输出到接收管脚pin4上；当to_mcu_485r/t为高电平时，发送使能有效，485通讯芯片u3将pin6、pin7差分总线上的数据转换为串行数据输出到发送管脚pin1上。

11、优选地，所述切换模块包括模拟开关u1，在上电默认情况下，当485_scl信号为低电平时，控制模拟开关u1的pin3和pin4接通，scr_en的信号与io_scr_en相同；当485_scl为高电平时，scr_en的信号与io_scr_en控制模拟开关u1的pin1和pin4接通，scr_en的信号与485_scr_en相同。

12、优选地，所述隔离控制模块包括光耦t1和双向可控硅q2，第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7与mos管q1组成光耦t1的初级驱动，在scr_en信号为高阻浮空时提供准确的低电平信号，使mos管q1工作在截止状态，光耦t1处于关断状态；光耦t1的初级为二极管，次级为可控硅，当初级二极管导通时，次级可控硅也导通，初级二极管关断时，次级可控硅也关断；

13、第八电阻r8、第九电阻r9为双向可控硅q2门极提供限流，第十电阻r10与第四电容c4组成rc阻容吸收单元；当scr_en为低电平时，mos管q1截止，光耦t1初级二极管关断，次级可控硅也关断，从而断开l_in与l_out的连接；当scr_en为高电平时，mos管q1导通，光耦t1初级二极管导通，次级可控硅也导通，从而开启l_in与l_out的连接。

14、本发明的有益效果为：

15、本发明所提供的一种基于485通讯和io控制的固态继电器电路，能够降低对控制器io资源的依赖，同时也兼容传统的固态继电器应用需求，既可以采用传统的io控制，也可以采用485通讯总线的控制，通过485总线控制可以实现布线简单，扩展性强，尤其是在控制器远程控制和多固态继电器应用的场合，优势非常显著，能够无缝实现多固态继电器独立控制和级联控制。

技术特征：

1.一种基于485通讯和io控制的固态继电器电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的固态继电器电路，其特征在于：所述主控芯片包括mcu主控单元u4，mcu主控单元u4具有to_mcu_rxd端口、to_mcu_txd端口、to_mcu_485r/t端口、485_scr_en端口和485_scl端口，to_mcu_rxd端口和to_mcu_txd为收发端口，与485通讯模块相连实现485通讯信号的数据收发；to_mcu_485r/t为485通讯模块的485通讯芯片u3的收发使能；485_scr_en端口和485_scl端口为输出端口，当485通讯信号选择485控制驱动双向可控硅时，485_scl端口输出高电平，切换模块的模拟开关u1选择485_scr_en为scr_en的控制信号，scr_en根据485_scr_en信号实现对双向可控硅q2的控制。

3.根据权利要求1所述的固态继电器电路，其特征在于：所述io控制模块包括scr_en_input端口，外部io控制信号通过scr_en_input端口接入，经过第一电阻r1和稳压管d1将电压稳定到电源电压vdd的电压伏值，再经过第二电阻r2和第一电容c1组成的rc滤波单元将干扰滤除，得到io_scr_en控制信号。

4.根据权利要求1或2所述的固态继电器电路，其特征在于：所述485通讯模块包括485通讯芯片u3，485通讯芯片u3具有接收管脚pin4、发送管脚pin1、接收使能管脚pin2和发送使能管脚pin3，to_mcu_485r/t端口同时与接收使能管脚pin2和发送使能管脚pin3相连，当to_mcu_485r/t为低电平时，接收使能有效，485通讯芯片u3将pin6、pin7差分总线上的数据转换为串行数据输出到接收管脚pin4上；当to_mcu_485r/t为高电平时，发送使能有效，485通讯芯片u3将pin6、pin7差分总线上的数据转换为串行数据输出到发送管脚pin1上。

5.根据权利要求4所述的固态继电器电路，其特征在于：所述485通讯芯片u3连接有用于去耦的第三电容c3和485通讯终端电阻第四电阻r4。

6.根据权利要求1-3任一所述的固态继电器电路，其特征在于：所述切换模块包括模拟开关u1，在上电默认情况下，当485_scl信号为低电平时，控制模拟开关u1的pin3和pin4接通，scr_en的信号与io_scr_en相同；当485_scl为高电平时，scr_en的信号与io_scr_en控制模拟开关u1的pin1和pin4接通，scr_en的信号与485_scr_en相同。

7.根据权利要求6所述的固态继电器电路，其特征在于：所述模拟开关u1连接有用于去耦的第二电容c2，模拟开关u1和485_scl端口之间设有用于限流的第三电阻r3。

8.根据权利要求1所述的固态继电器电路，其特征在于：所述隔离控制模块包括光耦t1和双向可控硅q2，第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7与mos管q1组成光耦t1的初级驱动，在scr_en信号为高阻浮空时提供准确的低电平信号，使mos管q1工作在截止状态，光耦t1处于关断状态；光耦t1的初级为二极管，次级为可控硅，当初级二极管导通时，次级可控硅也导通，初级二极管关断时，次级可控硅也关断；

技术总结
本发明属于控制电路技术领域，公开了一种基于485通讯和IO控制的固态继电器电路，包括：IO控制模块，IO控制模块与切换模块相连，用于实现宽电压IO控制信号输入；485通讯模块，485通讯模块与主控芯片相连，用于实现485通讯信号的收发；切换模块，切换模块与主控芯片相连，用于实现485通讯信号与IO控制信号的切换；隔离控制模块，隔离控制模块与切换模块相连，用于实现双向可控硅的隔离控制。本发明的固态继电器电路，能够降低对控制器IO资源的依赖，同时也兼容传统的固态继电器应用需求，既可以采用传统的IO控制，也可以采用485通讯总线的控制。

技术研发人员：李凯,吴文辉,钟荣坤
受保护的技术使用者：深圳千行易能技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14