一種可編程電阻輸出裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可編程電阻輸出裝置和方法，該裝置包括：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；開關(guān)陣列，其連接在控制模塊與電阻網(wǎng)絡(luò)之間，包括若干開關(guān)單元，開關(guān)單元與電阻網(wǎng)絡(luò)中相應(yīng)的電阻并聯(lián)，用于在控制信號的作用下短路或?qū)ㄏ鄳?yīng)的電阻，以控制電阻網(wǎng)路的輸出電阻阻值；狀態(tài)反饋模塊，其連接在控制模塊與開關(guān)陣列之間，用于根據(jù)開關(guān)陣列的狀態(tài)產(chǎn)生相應(yīng)的狀態(tài)信號，并將狀態(tài)信號反饋給控制模塊，以供控制模塊判斷所述開關(guān)陣列工作狀態(tài)是否正常。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、控制方便，具有狀態(tài)反饋功能，能夠?qū)崟r監(jiān)控各個電阻輸出通道的實際狀態(tài)，從而保證了整個裝置的可靠性。
【專利說明】—種可編程電阻輸出裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]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)】
[0002]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刻需要采用不同阻值的電阻。在一些精密度要求不高的場合，這種電阻可以采用滑動變阻器來實現(xiàn)。而滑動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合，滑動變阻器也就無法滿足要求，此時就需要用到可編程電阻輸出裝置。
[0003]圖1示出了現(xiàn)有的可編程電阻輸出裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0004]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?，F(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，必然會使電阻輸出通道的輸出阻值異常。
[0005]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)。當繼電器發(fā)生故障時，對應(yīng)通道的電阻輸出實際值與期望值可能出現(xiàn)較大偏差，甚至直接導(dǎo)致短路。由于沒有途徑及時將故障狀況反饋給用戶，用戶無法及時隔離故障并采取補救措施。
[0006]此外，現(xiàn)有的可編程電阻輸出裝置中電阻輸出板102 —般是以PCI或PXI總線板卡的形式存在，其自身不具備遠程通信功能，只能間接地通過具備遠程通信(如以太網(wǎng)通信)接口的總線控制器101來實現(xiàn)遠程控制。這種結(jié)構(gòu)及控制方式非常復(fù)雜，且成本高昂。
[0007]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】

[0008]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:
[0009]電阻網(wǎng)絡(luò)，其包括若干電阻；
[0010]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；
[0011]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；
[0012]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，并將所述狀態(tài)信號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。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，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，所述開關(guān)電阻對與所述通道開關(guān)串聯(lián)，其中所述開關(guān)電阻對包括并聯(lián)的開關(guān)單元和電阻。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述開關(guān)單元關(guān)包括至少含有2對觸點的繼電器，其中第一對觸點中的一個觸點與相應(yīng)的電阻的一端連接，另一個觸點與所述相應(yīng)的電阻的另一端連接，第二對觸點中的一個觸點與所述狀態(tài)反饋模塊連接，另一個觸點與第一低壓電源的正極連接。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，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觸點中的一個觸點連接，所述發(fā)光二極管的負極與所述第一低壓電源的負極連接，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，同時所述發(fā)射極還通過一串接電阻與第二低壓電源的負極連接，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。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述發(fā)光二極管的正極與負極之間并聯(lián)有穩(wěn)壓管，所述穩(wěn)壓管的正極與所述發(fā)光二極管的負極連接，所述穩(wěn)壓管的負極與所述發(fā)光二極管的正極連接。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述裝置還包括開關(guān)陣列驅(qū)動模塊，其電連接于所述控制模塊和開關(guān)陣列之間，用于對接收到的所述控制信號進行處理，以增強所述控制信號的驅(qū)動能力。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述開關(guān)陣列驅(qū)動模塊包括電壓轉(zhuǎn)換單元和/或電流轉(zhuǎn)換單元。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，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行轉(zhuǎn)換后傳輸?shù)剿隹刂颇K。
[0020]本發(fā)明還提供了一種采用如上所述裝置進行電阻輸出的方法，所述方法包括以下步驟:
[0021]根據(jù)電阻輸出指令產(chǎn)生并輸出相應(yīng)的控制信號；
[0022]根據(jù)所述控制信號短路或?qū)ㄏ鄳?yīng)的電阻，并產(chǎn)生相應(yīng)的狀態(tài)信號；
[0023]收集所述狀態(tài)信號，比較所述狀態(tài)信號與控制信號，根據(jù)比較結(jié)果判斷所述裝置工作狀態(tài)是否正常。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述方法還包括以下步驟:
[0025]如果所述裝置工作狀態(tài)存在異常，產(chǎn)生并輸出故障狀態(tài)信號，同時輸出隔離信號，以隔離存在故障的電阻網(wǎng)絡(luò)。
[0026]本發(fā)明提供的可編程電阻輸出裝置結(jié)構(gòu)簡單、控制方便，通過增加狀態(tài)反饋模塊使得該裝置具有狀態(tài)反饋功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對各個電阻輸出通道的實際狀態(tài)的實時監(jiān)控，從而保證了整個裝置的可靠性。
[0027]本發(fā)明提供的裝置還能夠通過數(shù)據(jù)通信模塊來實現(xiàn)以太網(wǎng)接口，這樣不僅提供了狀態(tài)反饋路徑，更實現(xiàn)了一種不需要中繼或載體的遠程控制方式，所以本裝置在與上位機進行通信時，相比與現(xiàn)有的方案，不需要額外配備總線控制器，簡化了裝置的結(jié)構(gòu)，降低了裝置的成本。
[0028]同時，本發(fā)明提供的被可編程電阻輸出方法流程簡單、方便可用，能夠?qū)崟r監(jiān)控各個電阻輸出通道的狀態(tài)，保證了各個電阻輸出通道的可靠性。[0029]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要的附圖做簡單的介紹:
[0031]圖1是現(xiàn)有可編程電阻輸出裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0032]圖2是根據(jù)本發(fā)明的可編程電阻輸出裝置一個實施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0033]圖3是根據(jù)本發(fā)明的電阻輸出通道一個實施例的原理圖；
[0034]圖4是根據(jù)本發(fā)明的狀態(tài)反饋電路一個實施例的原理圖；
[0035]圖5是根據(jù)本發(fā)明的可編程電阻輸出裝置的一個實施例的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0036]以下將結(jié)合附圖及實施例來詳細說明本發(fā)明的實施方式，借此對本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達成技術(shù)效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。需要說明的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個實施例以及各實施例中的各個特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0037]圖2示出了一種可編程電阻輸出裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0038]如圖2所示，本實施例中，可編程電阻輸出裝置包括電阻網(wǎng)絡(luò)201、控制模塊202、開關(guān)陣列203和狀態(tài)反饋模塊204。其中，控制模塊202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，以控制輸出電阻的阻值。本實施例中，電阻輸出指令由相關(guān)的上位機發(fā)出，該上位機可以為安裝有相應(yīng)控制軟件的個人計算機，但本發(fā)明不限于此。
[0039]開關(guān)陣列203電連接于電阻網(wǎng)絡(luò)201和控制模塊202之間，其包括若干開關(guān)單元，各個開關(guān)單元與電阻網(wǎng)絡(luò)中的相應(yīng)的電阻并聯(lián)，用于在控制信號的作用下閉合或斷開，以短路或?qū)ㄏ鄳?yīng)的電阻，從而控制電阻網(wǎng)絡(luò)輸出相應(yīng)電阻阻值。
[0040]本實施例中，可編程電阻輸出裝置包括若干個電阻輸出通道，各個電阻輸出通道的電路結(jié)構(gòu)相同，以下以一個電阻輸出通道為例來對本發(fā)明的原理、目的以及優(yōu)點作進一步地闡述。
[0041]圖3示出了本實施例中可編程電阻輸出裝置中一個電阻輸出通道的電路原理圖。
[0042]如圖3所示，電阻輸出通道包括通道開關(guān)301和若干串聯(lián)的開關(guān)電阻對302，開關(guān)電阻對302與通道開關(guān)301串聯(lián)，其中，開關(guān)電阻對包括并聯(lián)的開關(guān)單元303和電阻304。
[0043]本實施例中，通道開關(guān)301采用常閉繼電器，開關(guān)電阻對302與繼電器的觸點串聯(lián)。當電路正常工作時，控制模塊202根據(jù)電阻輸出指令產(chǎn)生并輸出相應(yīng)的控制信號控制通道開關(guān)301處于閉合狀態(tài)。而當該電阻電阻輸出通道發(fā)生故障時，控制模塊202根據(jù)電阻輸出指令產(chǎn)生并輸出相應(yīng)的控制信號控制通道開關(guān)301處于斷開狀態(tài)，以隔離該發(fā)生故障的電阻電阻輸出通道，從而保護外部用電設(shè)備。
[0044]電阻輸出通道中電阻的選擇遵循一定的編碼原則，其一般采用8421形式的十進制編碼。本實施例中，電阻輸出通道的電阻網(wǎng)絡(luò)由12種不同阻值的電阻串聯(lián)構(gòu)成，如果該電阻輸出通道的分辨率為I Ω，則可以選擇I Ω、2 Ω、4 Ω、8 Ω、10 Ω、20 Ω、40 Ω、80 Ω、100 Ω ,200 Ω ,400 Ω和800 Ω這12種阻值的電阻，但本發(fā)明不限于此。如果該電阻輸出通道需要輸出999 Ω的電阻信號，則通過控制相應(yīng)的開關(guān)單元303閉合，分別短路2Ω、4Ω、20Ω、40Ω、200Ω 和 400Ω 電阻，而導(dǎo)通 I Ω、8 Ω、10 Ω、80 Ω、100 Ω、和 800 Ω 電阻即可。
[0045]需要說明的是，因為上述電阻的某些電阻阻值為非標準電阻阻值，而非標準電阻不易采購且價格較貴，所以對于非標準電阻，可以采用標準電阻通過串聯(lián)、并聯(lián)等方式來獲得需要的電阻阻值。
[0046]再次如圖2所示，為了克服現(xiàn)有技術(shù)中對可編程電阻輸出裝置進行遠程控制時，因必須依賴其他設(shè)備而造成結(jié)構(gòu)和控制方式復(fù)雜、設(shè)備成本昂貴的缺點，本發(fā)明提供的可編程電阻輸出裝置還可以包括數(shù)據(jù)通信模塊205。
[0047]數(shù)據(jù)通信模塊205能夠接收上位機發(fā)出的電阻輸出指令，并將該指令進行轉(zhuǎn)換后傳輸給控制模塊202，控制模塊202根據(jù)電阻輸出指令產(chǎn)生并輸出相應(yīng)的控制信號，以控制開關(guān)陣列203短路或?qū)娮杈W(wǎng)絡(luò)201中相應(yīng)的電阻，從而使得可編程電阻輸出裝置能夠輸出相應(yīng)的電阻阻值。通過數(shù)據(jù)通信模塊205，本發(fā)明提供的可編程電阻輸出裝置實現(xiàn)了一種不需要中繼及或載體的遠程控制方式其結(jié)構(gòu)簡單，能夠不依賴于其它設(shè)備，從而簡化整個裝置的復(fù)雜度，有利于提高工作效率、減少人力和物力的投入。
[0048]本實施例中，數(shù)據(jù)通信模塊205包括以太網(wǎng)接口電路，該以太網(wǎng)接口電路包括連接器接口防護電路、以太網(wǎng)PHY芯片、晶振等，用于為可編程電阻輸出裝置提供以太網(wǎng)的物理層接口，該接口電路還具有10/100Μ自適應(yīng)功能。需要說明的是，在本發(fā)明的其他實施例中，數(shù)據(jù)通信模塊205還可以包括其它合理的接口電路，以實現(xiàn)控制模塊202與上位機的數(shù)據(jù)通信，本發(fā)明不限于此。
[0049]本實施例中，控制模塊202包括現(xiàn)場可編程門陣列(Field-Programmable GateArray,簡稱為FPGA)芯片、存儲器電路、時鐘電路等，在FPGA芯片內(nèi)部實現(xiàn)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層，并通過相應(yīng)的軟件實現(xiàn)以太網(wǎng)通信功能。FPGA芯片作為控制模塊202的控制核心，其能夠利用自身內(nèi)部的邏輯資源構(gòu)建處理器，實現(xiàn)以太網(wǎng)通信、內(nèi)存管理、故障處理分析等功能。同時利用豐富的輸入輸出管腳資源，F(xiàn)PGA芯片能夠?qū)崿F(xiàn)多達數(shù)十個開關(guān)單元或通道開關(guān)的控制以及狀態(tài)反饋。采用FPGA芯片避免了采用獨立的處理器實現(xiàn)通信和處理分析功能、采用獨立的FGPA實現(xiàn)輸入輸出管腳擴展的傳統(tǒng)開發(fā)模式，而是將二者的功能合二為一，不僅減少了所占用的PCB單板空間，使得在有限的PCB單板空間內(nèi)實現(xiàn)更多路數(shù)的電阻輸出通道，還能夠有效減低物料成本。
[0050]如圖2所示，為了使得控制模塊202能夠負載多個電阻輸出通道，本發(fā)明提供的可編程電阻輸出裝置還可以包括開關(guān)陣列驅(qū)動模塊206，其電連接于控制模塊202和開關(guān)陣列203之間，用于對接收到的控制模塊202發(fā)出的控制信號進行處理，以增強控制信號的驅(qū)動能力。
[0051]本實施例中，開關(guān)陣列驅(qū)動模塊206包括電壓轉(zhuǎn)換單元206a和電流轉(zhuǎn)換單元206b，電壓轉(zhuǎn)換單元206a與控制模塊202連接，電流轉(zhuǎn)換單元206b電連接于電壓轉(zhuǎn)換單元206a和開關(guān)陣列203之間。
[0052]電壓轉(zhuǎn)換單元206a包括電壓轉(zhuǎn)換芯片和阻容元件，本實施例中，控制模塊202輸出的控制信號為LVCOMS電平信號，電壓轉(zhuǎn)換單元206a能夠?qū)VCOMS電平信號轉(zhuǎn)換為TTL電平信號，以滿足開關(guān)陣列中各個開關(guān)單元的電壓要求。同時電壓轉(zhuǎn)換單元206a還能夠?qū)崿F(xiàn)控制模塊202與開關(guān)陣列203的電路隔離，提高了整個裝置的可靠性。需要說明的是，在本發(fā)明的其他實施例中，電壓轉(zhuǎn)換單元206a還可以將控制模塊202輸出的控制信號轉(zhuǎn)換為其它形式的電平信號，本發(fā)明不限于此。
[0053]電流轉(zhuǎn)換單元206b包括三極管或達靈頓管，以及阻容元件。因為控制模塊202輸出的控制信號的電流較小，電流轉(zhuǎn)換單元206b能夠?qū)⒖刂菩盘柕碾娏鬟M行放大，提高了電流推動能力，以滿足開關(guān)陣列的工作電流要求。
[0054]現(xiàn)有的可編程電阻裝置不具備狀態(tài)反饋功能，用戶無法監(jiān)控電阻輸出通道的實際狀態(tài)，為了克服該缺陷，本發(fā)明提供的可編程電阻輸出裝置包含了狀態(tài)反饋模塊204。如圖2所示，狀態(tài)反饋模塊204電連接于開關(guān)陣列203和控制模塊202之間，用于根據(jù)開關(guān)陣列203的狀態(tài)產(chǎn)生相應(yīng)的狀態(tài)信號，并將該狀態(tài)信號反饋給控制模塊202。
[0055]控制模塊202通過狀態(tài)反饋模塊204反饋的表征開關(guān)陣列203狀態(tài)的狀態(tài)信號判斷開關(guān)陣列203是否存在故障。如果存在故障，則產(chǎn)生相應(yīng)的故障信號，并將該故障信號通過數(shù)據(jù)通信模塊205反饋到上位機，以通知用戶采取進一步補救措施?？刂颇K202還能夠通過發(fā)出隔離信號控制發(fā)生故障的電阻輸出通道中的通道開關(guān)斷開，從而實現(xiàn)故障通道的隔離，以免因電阻輸出通道阻滯的變化給外部設(shè)備造成損害，提高了裝置的可靠性。
[0056]對于每一個開關(guān)單元和通道開關(guān)，狀態(tài)反饋模塊204都需要對其狀態(tài)進行反饋，各個開關(guān)單元和通帶開關(guān)的狀態(tài)反饋電路結(jié)構(gòu)相同，所以為了更加簡便與清楚地闡述狀態(tài)反饋模塊204的工作原理、目的以及優(yōu)點，以下以某一開關(guān)單元的狀態(tài)反饋電路為例進行說明。
[0057]圖4示出了本實施中狀態(tài)反饋模塊204的電路圖，其中該電路圖中還包含了電阻網(wǎng)絡(luò)201和開關(guān)陣列203的部分電路。
[0058]如圖4所示，本實施例中，開關(guān)單元采用繼電器401，繼電器401的線圈的一端與控制模塊202連接，線圈的另一端與控制模塊202的電源地連接。繼電器401包括至少2對觸點，其中第一對觸點Kl中的一個觸點與電阻網(wǎng)絡(luò)中相應(yīng)的電阻R402的一端連接，另一個觸點與電阻R402的另一端連接，第二對觸點K2中的一個觸點與狀態(tài)反饋模塊204的輸入端連接，另一個觸點通過一串接電阻R403與第一低壓電源的正極連接。
[0059]該開關(guān)單元的狀態(tài)反饋電路包括光耦合器404 (Optical Coupler，簡稱為0C)、穩(wěn)壓管D405和電阻R406。其中光耦合器404包括發(fā)光二極管和光敏三極管，發(fā)光二極管的正極作為光耦合器404的輸入端與繼電器401中第二對觸點K2中的一個觸點連接，發(fā)光二極管的負極與第一低壓電源的負極連接，光敏三極管的發(fā)射極作為光耦合器404的輸出端與控制模塊202連接，同時發(fā)射極還通過一串接電阻R406與第二低壓電源的負極連接，光敏三極管的集電極與第二低壓電源的正極連接。
[0060]需要說明的是，第一電壓電源的輸出電壓根據(jù)光耦合器404的工作電壓選取，而第二電壓電源的輸出電壓根據(jù)控制模塊202的相應(yīng)端口的電壓要求選取。本實施例中，第二低壓電源為3.3V電源，但本發(fā)明不限于此。
[0061]在電阻輸出通道工作的過程中，當需要短路電阻R402時，控制模塊202輸出相應(yīng)的控制信號使得繼電器401的線圈流過工作電流，從而使得繼電器401的第一對觸點Kl和第二對觸點K2均閉合。第一對觸點Kl閉合使得電阻R402短路，第二對觸點K2閉合使得光耦合器404的輸入端與第一低壓電源正極之間的連接導(dǎo)通，進而使得光敏三極管導(dǎo)通。光敏三極管導(dǎo)通能夠使得光耦合器404的輸出端與第二低壓電源正極之間的連接導(dǎo)通，反饋電路向控制模塊202反饋表征繼電器處于導(dǎo)通狀態(tài)的高電平狀態(tài)信號。
[0062]當需要導(dǎo)通電阻R402時，控制模塊202輸出相應(yīng)的控制信號，使得繼電器401的線圈中沒有電流流過，從而使得繼電器401的第一對觸點Kl和第二對觸點K2均斷開。第一對觸點Kl斷開使得電阻R402導(dǎo)通，第二對觸點K2斷開使得光耦合器404的輸入端與第一低壓電源正極之間的連接斷開，光耦合器404無電壓輸入，進而使得光敏三極管斷開，光率禹合器404向控制模塊202反饋表征繼電器401處于斷開狀態(tài)的低電平狀態(tài)信號。
[0063]控制模塊202判斷輸出的控制信號和接收到的狀態(tài)信號是否匹配。如果匹配，則表明繼電器工作正常；如果不匹配，則表明繼電器工作異常，控制模塊202產(chǎn)生相應(yīng)的隔離信號，以使該故障繼電器所處的電阻輸出通道上的通道開關(guān)斷開，達到隔離該故障電阻輸出通道的作用，以免因通道輸出的電阻阻值變化而給電阻輸出裝置的外部設(shè)備造成損害。控制模塊202還能夠通過數(shù)據(jù)通信模塊205向上位機反饋故障信號，以供用戶實時監(jiān)控電阻輸出通道的實際狀態(tài)。
[0064]需要說明的是，通道開關(guān)的狀態(tài)反饋原理與上述開關(guān)單元的狀態(tài)反饋原理相同，在此不在贅述。
[0065]本發(fā)明還提供了一種使用上述可編程電阻輸出裝置進行電阻輸出的方法，圖5示出了該方法的流程圖。
[0066]如圖5所示，首先在步驟S501中進行初始化，并在初始化完成后于步驟S502中判斷是否接收到上位機發(fā)出的電阻輸出指令。本實施例中，上位機可以為安裝有相應(yīng)控制軟件的個人計算機，其與可編程電阻輸出裝置之間采用以太網(wǎng)連接，但本發(fā)明不限于此。
[0067]如果沒有接收到上位機發(fā)出的電阻輸出指令，則繼續(xù)執(zhí)行步驟S502直至接收到該電阻輸出指令。如果在步驟S501中接收到了電阻輸出指令，則在步驟S503中讀取該指令，并在步驟S504中判斷讀取到的電阻輸出指令是否合法。如果不合法，則表示本次接收到的電阻輸出指令為錯誤指令，此時返回步驟S501以繼續(xù)監(jiān)測上位機發(fā)出的電阻輸出指令；如果合法，則執(zhí)行步驟S505，對讀取到的電阻輸出指令進行解析。
[0068]在步驟S506中，根據(jù)解析后的電阻輸出指令產(chǎn)生并輸出相應(yīng)的控制信號。在步驟S507中根據(jù)控制信號相應(yīng)地短路或?qū)ㄍǖ篱_關(guān)以及開關(guān)陣列中的開關(guān)單元，從而相應(yīng)地斷開或?qū)ㄍǖ篱_關(guān)，以及短路或?qū)ㄩ_關(guān)單元對應(yīng)的電阻，同時還會產(chǎn)生對應(yīng)于導(dǎo)通開關(guān)和開關(guān)單元通斷狀態(tài)的狀態(tài)信號。
[0069]隨后在步驟S508中讀取狀態(tài)反饋模塊反饋的狀態(tài)信號，并在步驟S509中判斷輸出的控制信號和接收的狀態(tài)信號是否匹配，以判斷通道開關(guān)或開關(guān)單元是否正常。
[0070]如果輸出的控制信號與接收的狀態(tài)信號匹配，則表明通道開關(guān)或開關(guān)單元正常工作，此時返回步驟S501以等待下一次電阻輸出指令；如果不匹配，則表明通道開關(guān)或開關(guān)單元存在異常，控制模塊在步驟S510中對異常原因進行分析，并根據(jù)分析結(jié)果產(chǎn)生相應(yīng)的隔離信號，隔離存在故障的電阻輸出通道，同時還通過數(shù)據(jù)通信模塊向上位機發(fā)送故障信號，以反饋故障狀態(tài)，隨后返回步驟S501以等待下一次電阻輸出指令。
[0071]本方法流程簡單、方便可用，能夠?qū)崟r監(jiān)控各個電阻輸出通道的狀態(tài)，保證了各個電阻輸出通道的可靠性。[0072]雖然本發(fā)明所揭露的實施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明而采用的實施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實施的形式上及細節(jié)上作任何的修改與變化，但本發(fā)明的專利保護范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種可編程電阻輸出裝置，其特征在于，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； 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，并將所述狀態(tài)信號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。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，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，所述開關(guān)電阻對與所述通道開關(guān)串聯(lián)，其中所述開關(guān)電阻對包括并聯(lián)的開關(guān)單元和電阻。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述開關(guān)單元關(guān)包括至少含有2對觸點的繼電器，其中第一對觸點中的一個觸點與相應(yīng)的電阻的一端連接，另一個觸點與所述相應(yīng)的電阻的另一端連接，第二對觸點中的一個觸點與所述狀態(tài)反饋模塊連接，另一個觸點與第一低壓電源的正極連接。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，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觸點中的一個觸點連接，所述發(fā)光二極管的負極與所述第一低壓電源的負極連接，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，同時所述發(fā)射極還通過一串接電阻與第二低壓電源的負極連接，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。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述發(fā)光二極管的正極與負極之間并聯(lián)有穩(wěn)壓管，所述穩(wěn)壓管的正極與所述發(fā)光二極管的負極連接，所述穩(wěn)壓管的負極與所述發(fā)光二極管的正極連接。
6.如權(quán)利要求1~5中任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括開關(guān)陣列驅(qū)動模塊，其電連接于所述控制模塊和開關(guān)陣列之間，用于對接收到的所述控制信號進行處理，以增強所述控制信號的驅(qū)動能力。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述開關(guān)陣列驅(qū)動模塊包括電壓轉(zhuǎn)換單元和/或電流轉(zhuǎn)換單元。
8.如權(quán)利要求1~7中任一項所述的裝置，其特征在于，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行轉(zhuǎn)換后傳輸?shù)剿隹刂曝S吳塊。
9.一種采用如權(quán)利要求1~8中任一項所述裝置進行電阻輸出的方法，其特征在于，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； 根據(jù)所述控制信號短路或?qū)ㄏ鄳?yīng)的電阻，并產(chǎn)生相應(yīng)的狀態(tài)信號； 收集所述狀態(tài)信號，比較所述狀態(tài)信號與控制信號，根據(jù)比較結(jié)果判斷所述裝置工作狀態(tài)是否正常。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟: 如果所述裝置工作狀態(tài)存在異常，則產(chǎn)生并輸出故障信號，同時輸出隔離信號，以隔離存在故障的電阻網(wǎng)絡(luò)。
【文檔編號】G05B19/04GK103926853SQ201410160373
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】劉偉良, 李小文, 蘇理, 譚利紅, 陳明奎, 余長超, 李進進, 劉麗君 申請人:株洲南車時代電氣股份有限公司