[發(fā)明專利]一種可編程電阻輸出裝置和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410160373.5
• 申請(qǐng)日: 2014-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN103926853A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉偉良;李小文;蘇理;譚利紅;陳明奎;余長超;李進(jìn)進(jìn);劉麗君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/04
• 分類號(hào): G05B19/04
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯(lián)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種可編程電阻輸出裝置和方法。

背景技術(shù)

電阻幾乎是所有電路中必不可少的部件，常見的也有很多不同阻值的電阻。而在一些電路中，電路的同一位置在不同時(shí)刻需要采用不同阻值的電阻。在一些精密度要求不高的場(chǎng)合，這種電阻可以采用滑動(dòng)變阻器來實(shí)現(xiàn)。而滑動(dòng)變阻器無法確定電阻的具體阻值，所以在精密度要求較高的場(chǎng)合，滑動(dòng)變阻器也就無法滿足要求，此時(shí)就需要用到可編程電阻輸出裝置。

圖1示出了現(xiàn)有的可編程電阻輸出裝置的結(jié)構(gòu)圖。

如圖1所示，現(xiàn)有的可編程電阻輸出裝置包括總線控制器101和電阻輸出板102。現(xiàn)有的可編程電阻輸出裝置中使用了大量的繼電器，而繼電器由于其固有特性，往往容易出現(xiàn)一些故障，導(dǎo)致其不能正常工作。而且，繼電器的數(shù)量越多，故障出現(xiàn)的概率將越大。若繼電器故障，必然會(huì)使電阻輸出通道的輸出阻值異常。

現(xiàn)有的可編程電阻輸出裝置采用的是一種開環(huán)控制結(jié)構(gòu)，不具備狀態(tài)反饋功能，使得用戶無法監(jiān)控電阻輸出板102中電阻輸出通道的狀態(tài)。當(dāng)繼電器發(fā)生故障時(shí)，對(duì)應(yīng)通道的電阻輸出實(shí)際值與期望值可能出現(xiàn)較大偏差，甚至直接導(dǎo)致短路。由于沒有途徑及時(shí)將故障狀況反饋給用戶，用戶無法及時(shí)隔離故障并采取補(bǔ)救措施。

此外，現(xiàn)有的可編程電阻輸出裝置中電阻輸出板102一般是以PCI或PXI總線板卡的形式存在，其自身不具備遠(yuǎn)程通信功能，只能間接地通過具備遠(yuǎn)程通信(如以太網(wǎng)通信)接口的總線控制器101來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。這種結(jié)構(gòu)及控制方式非常復(fù)雜，且成本高昂。

基于上述情況，亟需一種結(jié)構(gòu)簡單、方便可用、能夠保證輸出通道可靠性的可編程電阻輸出裝置。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種可編程電阻輸出裝置，所述裝置包括：

電阻網(wǎng)絡(luò)，其包括若干電阻；

控制模塊，其用于根據(jù)電阻輸出指令產(chǎn)生并輸出相應(yīng)的控制信號(hào)；

開關(guān)陣列，其連接在所述控制模塊與電阻網(wǎng)絡(luò)之間，包括若干開關(guān)單元，所述開關(guān)單元與所述電阻網(wǎng)絡(luò)中相應(yīng)的電阻并聯(lián)，用于在所述控制信號(hào)的作用下短路或?qū)ㄏ鄳?yīng)的電阻，以控制所述電阻網(wǎng)路的輸出電阻阻值；

狀態(tài)反饋模塊，其連接在所述控制模塊與開關(guān)陣列之間，用于根據(jù)所述開關(guān)陣列的狀態(tài)產(chǎn)生相應(yīng)的狀態(tài)信號(hào)，并將所述狀態(tài)信號(hào)反饋給所述控制模塊，以供所述控制模塊判斷所述開關(guān)陣列工作狀態(tài)是否正常。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述裝置包括若干電阻輸出通道，每一所述電阻輸出通道包括通道開關(guān)和若干串聯(lián)的開關(guān)電阻對(duì)，所述開關(guān)電阻對(duì)與所述通道開關(guān)串聯(lián)，其中所述開關(guān)電阻對(duì)包括并聯(lián)的開關(guān)單元和電阻。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述開關(guān)單元關(guān)包括至少含有2對(duì)觸點(diǎn)的繼電器，其中第一對(duì)觸點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)與相應(yīng)的電阻的一端連接，另一個(gè)觸點(diǎn)與所述相應(yīng)的電阻的另一端連接，第二對(duì)觸點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)與所述狀態(tài)反饋模塊連接，另一個(gè)觸點(diǎn)與第一低壓電源的正極連接。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述狀態(tài)反饋模塊包括光耦合器，其中，所述光耦合器包括發(fā)光二極管和光敏三極管，所述發(fā)光二極管的正極作為所述光耦合器的輸入端與所述第二對(duì)觸點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)連接，所述發(fā)光二極管的負(fù)極與所述第一低壓電源的負(fù)極連接，所述光敏三極管的發(fā)射極作為所述光耦合器的輸出端與所述控制模塊連接，同時(shí)所述發(fā)射極還通過一串接電阻與第二低壓電源的負(fù)極連接，所述光敏三極管的集電極與所述第二低壓電源的正極連接。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述發(fā)光二極管的正極與負(fù)極之間并聯(lián)有穩(wěn)壓管，所述穩(wěn)壓管的正極與所述發(fā)光二極管的負(fù)極連接，所述穩(wěn)壓管的負(fù)極與所述發(fā)光二極管的正極連接。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述裝置還包括開關(guān)陣列驅(qū)動(dòng)模塊，其電連接于所述控制模塊和開關(guān)陣列之間，用于對(duì)接收到的所述控制信號(hào)進(jìn)行處理，以增強(qiáng)所述控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述開關(guān)陣列驅(qū)動(dòng)模塊包括電壓轉(zhuǎn)換單元和/或電流轉(zhuǎn)換單元。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述裝置還包括數(shù)據(jù)通信模塊，其與所述控制模塊連接，用于將接收到的所述電阻輸出指令進(jìn)行轉(zhuǎn)換后傳輸?shù)剿隹刂颇K。

本發(fā)明還提供了一種采用如上所述裝置進(jìn)行電阻輸出的方法，所述方法包括以下步驟：

根據(jù)電阻輸出指令產(chǎn)生并輸出相應(yīng)的控制信號(hào)；

根據(jù)所述控制信號(hào)短路或?qū)ㄏ鄳?yīng)的電阻，并產(chǎn)生相應(yīng)的狀態(tài)信號(hào)；

收集所述狀態(tài)信號(hào)，比較所述狀態(tài)信號(hào)與控制信號(hào)，根據(jù)比較結(jié)果判斷所述裝置工作狀態(tài)是否正常。