专利名称：电平转换电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电平转换电路。
背景技术：
目前在国内工厂中所使用的PLC控制设备，有很多是上世纪70年代的产品，如德 国AEG公司的CP80系列。这些设备的工作电压一般为60V，输入点可检测的有效电平为 10 60V。由于使用年代久远，线路老化，信号源带载能力降低等原因，在这些设备的某些 输入点的信号电平只有10 11V，处于这些设备临界可检测电平附近。随着工厂对自动化程度要求的日益增长，必然要求对原系统进行改造，但是有些 时候改造成本太高，这就需要增加另外一套先进的控制系统，达到对安全、生产、物流等多 方面控制的要求，以弥补原系统的缺陷。在这种情况下，往往需要从老系统的输入点处把信 号分路，进行电平转换后，输入新系统(工作电压一般为24V)。在原系统20的基础上增加一套新系统30，满足对安全、生产、物流等多方面控制 的要求，当需要对信号进行电平转换时，大多采用如图1所示的方式。由于年代久远，图纸 保存不完整等原因，大多数时候需要取得原信号10时，是直接在原PLC系统20的输入点处 对原信号进行分路，并把分路出来的信号通过一个电平转换装置40转换成所需电平后输 入新PLC系统30。此方法在对正常的信号电平进行分路转换时，是有效的。但是，对于处于临界低电 平状态的信号而言，会降低原信号的信号强度，影响原系统的稳定性。图2所示为PLC输入点电路与电平转换装置电路原理示意图。在电平转换装置中， 一般采用光耦隔离方式，而为了保持光耦的正常导通，要求流过光耦的电流为6 10mA，可 保证光耦输出端的饱和导通，减少光耦输出端集电极与发射极间的压降，减少对转换后电 平的影响。正由于这个要求，一般的电平转换装置的输入电阻比较小。例如，当输入信号为 60V时，为了满足IOmA的导通电流，也就要求电平转换装置的输入电阻不能超过6kQ。这 就等于在原PLC输入点处并联了一个电阻，减少了该输入点处的电阻，也就减少了信号源 的输出负载，也就减少了该输入点处的电压，造成在这些输入点处采集临界可检测电平时， 会造成输入点的电平低于临界电平，使得老设备无法正常检测到电平信号。而如果把电平转换装置的输入电阻加大，虽然能减少对信号电平的影响，但是会 造成输入电流减小，导致电平转换装置中的光耦无法饱和导通，造成光耦的输出端压降加 大，也就减少了输出电压，会造成新PLC设备无法检测到电平信号。例如，西门子S7系列输 入模块可检测的有效电平为13 24V，但是可靠的可检测的电平范围为18 24V。如果在 光耦的输出端压降超过6V，西门子PLC系统就有可能检测不到此信号。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电平转换电路，其能在不影响老系统稳定运 行的前提下，把所需电平信号转换成新系统所要求的电平。
为解决上述技术问题，本发明的电平转换电路，用于将第一系统中的输入点的输 入电平转换为第二系统所需的工作电平包括第一电平转换模块和第二电平转换模块；所述第一电平转换模块包括第一输入电阻和第一光耦合器，输入电平的正负极分 别接至所述第一光耦合器中的发光二极管正极和负极，所述第一输入电阻串接在所述第一 光耦合器中的发光二极管的正极或所述第一光耦合器中的发光二极管的负极；所述第二电平转换模块包括第二输入电阻和第二光耦合器，所述第二光耦合器中 的发光二极管的正极接所述第一光耦合器中的光敏三极管的发射极，所述第二光耦合器中 的发光二极管负极接地，所述第二光耦合器中的光敏三级管发射极输出电平信号给所述第 二系统，所述第二输入电阻接于所述第一光耦合器中的光敏三极管的发射级与所述第二光 耦合器中的发光二极管正极之间，或接于所述第二光耦合器中的发光二极管负极；所述第一输入电阻的阻值设为使输入点的输入电平大于所述第一系统的临界可 检测电平，所述第二输入电阻的阻值设为使所述第二光耦合器中的光敏三极管饱和导通。本发明的电平转换电路，采用两级隔离设计。为了解决信号分路对原信号强度的 影响，第一级采用大输入电阻，可在最大程度上减少对原信号的影响。在此情况下，第一级 光耦没有饱和导通，在光耦输出端的压降比较大。因此，第二级光耦根据第一级光耦的输出 端压降采用小输入电阻，以保证前一极光耦没有饱和导通的情况下，仍然可保证第二极光 耦的饱和导通。这样，可在不影响原电平信号的前提下，保证输出新系统所需的电平信号给 新PLC系统。因此，本发明在最大程度减少对原临界低电平信号的影响的情况下，对信号实 现电平转换。
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明图1为电平转换电路一个具体应用系统示意图；图2为信号输入点电路与电平转换装置电路示意图；图3为本发明的一具体电平转换电路。
具体实施例方式本发明的电平转换电路，用在原系统的基础上增加一套新的系统的情况下，将原 系统中的输入点的信号分路，并将该信号转换为新系统所需的工作电平后输入新系统。本 发明采用两级隔离设计，在最大程度上减小对原临界低电平信号的影响下，可将所述信号 转换成新系统所要求的电平。本发明的一具体电平转换电路(见图3)，包括两个电平转换模块，第一电平转换 模块和第二电平转换模块；第一电平转换模块包括第一输入电阻Rl和第一光耦合器UA1，第一输入电阻Rl 的一端接来自输入点的输入电平，Rl的另一端连接至第一光耦合器UAl中的发光二极管正 极，即接线脚1，第一光耦合器UAl中的发光二极管负极(即接线脚2)接输入信号的负极， 第一光耦合器UAl中的光敏三极管集电极16接电源，发射极15接第二电平转换模块中的 第二输入电阻R2;
第二电平转换模块包括第二输入电阻R2和第二光耦合器UBl，第二输入电阻R2的 一端接第一光耦合器UAl中的光敏三级管发射极15，第二输入电阻R2的另一端接第二光耦 合器UBl中的发光二极管正极3，第二光耦合器中的发光二极管负极4接地，第二光耦合器 UBl中的光敏三极管发射极13将转换后的电平信号输出给新系统。在本发明的电平转换电路中，第一输入电阻Rl的阻值设为较大值，其能保证输入 点的输入电平大于原系统的临界可检测电平，而第二输入电阻R2的阻值应根据第一级光 耦的输出端压降设为较小值，以能保证第二光耦合器中的光敏三极管饱和导通。在本发明的电平转换电路中还设有三个发光二极管，用于直观显示电流信号，分 别为在第一输入电阻Rl之前接有第一发光二极管DSl，在第一光耦合器光敏三极管发射极 15和第二输入电阻R2之间设有第二发光二极管DS2，以及在第二光耦合器的光敏三极管发 射极13之后设有第三发光二极管DS3。本发明的电平转换电路，为了解决信号分路对原信号强度的影响，第一级中的输 入电阻的阻值应设为能保证使输入点的输入电平大于原系统的临界可检测电平，在这里第 一输入电阻Rl应设为较大阻值，如采用IOkQ，可在最大程度上减少对原信号的影响，保证 了原系统的稳定性。而在此情况下，第一级光耦没有饱和导通，故在光耦输出端的压降比 较大。而第二级的输入电阻的阻值应设为能保证第二级光耦的饱和导通，具体的第二输入 电阻R2应根据第一级光耦的输出端压降设为较小值，如采用Ik Ω，保证前一极光耦没有饱 和导通的情况下，仍然可为第二极光耦提供6 IOmA的电流，保证第二极光耦的饱和导通 (第二极光耦的饱和导通意味着接线端13和接线端14之间的压降最小)。这样，两个输入 电阻的配合设置使得可在不影响原电平信号的前提下，保证输出18 24V的电平信号给新 PLC系统。本发明中的第一输入电阻Rl也可串接在第一光耦合器UAl中的发光二极管的负 极(即接线脚2端)，第二输入电阻R2可串接在第二光耦合器UAl中的发光二极管的负极 (即接线脚4端)。
权利要求
一种电平转换电路，用于将第一系统中的输入点的输入电平转换为第二系统所需的工作电平，其特征在于包括第一电平转换模块和第二电平转换模块；所述第一电平转换模块包括第一输入电阻和第一光耦合器，输入电平的正负极分别接至所述第一光耦合器中的发光二极管正极和负极，所述第一输入电阻串接在所述第一光耦合器中的发光二极管的正极或所述第一光耦合器中的发光二极管的负极；所述第二电平转换模块包括第二输入电阻和第二光耦合器，所述第二光耦合器中的发光二极管的正极接所述第一光耦合器中的光敏三极管的发射极，所述第二光耦合器中的发光二极管负极接地，所述第二光耦合器中的光敏三级管发射极输出电平信号给所述第二系统，所述第二输入电阻接于所述第一光耦合器中的光敏三极管的发射级与所述第二光耦合器中的发光二极管正极之间，或接于所述第二光耦合器中的发光二极管负极；所述第一输入电阻的阻值设为使输入点的输入电平大于所述第一系统的临界可检测电平，所述第二输入电阻的阻值设为使所述第二光耦合器中的光敏三极管饱和导通。
2.如权利要求1所述的电平转换电路，其特征在于在所述第一光耦合器中的发光二 极管的正极串接有第一发光二极管，在所述第二光耦合器中的发光二极管的正极串接有第 二发光二极管，在所述第二光耦合器中光敏三极管的发射极之后串接有第三发光二极管。
3.如权利要求1所述的电平转换电路，其特征在于所述第一光耦合器中的光敏三极 管的集电极和所述第二光耦合器中的光敏三级管的集电极接电源。
全文摘要
本发明公开了一种电平转换电路，包括两个电平转换模块；第一电平转换模块包括第一输入电阻和第一光耦合器，第一输入电阻串接在第一光耦合器中的发光二极管的正极或发光二极管的负极；第二电平转换模块包括第二输入电阻和第二光耦合器，第二光耦合器中的发光二极管正极接第一光耦合器中的光敏三极管发射极，第二输入电阻接于第一光耦合器中的光敏三极管的发射级与第二光耦合器中发光二极管正极之间，或接于第二光耦合器的发光二极管负极；第一输入电阻的阻值设为使输入点的输入电平大于第一系统的临界可检测电平，第二输入电阻的阻值设为使第二光耦合器中的光敏三极管饱和导通。本发明的电路特别适用于临界低电平的分路转换中。
文档编号H03K19/14GK101895290SQ20091005728
公开日2010年11月24日 申请日期2009年5月20日 优先权日2009年5月20日
发明者滕亮, 连井涛, 陈欣 申请人:上海宝信软件股份有限公司