本發(fā)明屬于變頻器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及變頻器數(shù)字信號輸入端子及變頻器。

背景技術(shù)：

變頻器的控制端子電路與外部控制線路相連接。變頻器的控制端子，以電路性質(zhì)來分，可分為數(shù)字控制端子和模擬控制端子；以信號的輸入、輸出來分，可分為輸入信號端子和輸出信號端子。數(shù)字信號輸入端子，可對變頻器完成起動、停止、復(fù)位、多段速運行等控制。

現(xiàn)有的變頻器數(shù)字信號輸入端子主要由跳線端子、二極管、電阻、電容及光耦通過電氣連接實現(xiàn)。輸入端子的數(shù)字信號經(jīng)過二極管、電阻及電容等組成的前級電路連接至光耦原邊，通過光耦的通斷控制，最終由光耦副邊將數(shù)字信號傳送至數(shù)字信號處理芯片?，F(xiàn)有變頻器產(chǎn)品一般都有4-7路數(shù)字信號輸入端子并提供擴展功能，則需要用到4-7個或更多的光耦，由于光耦本身的價格較高，造成生產(chǎn)成本高昂。因此，現(xiàn)有的變頻器數(shù)字信號輸入端子因采用光耦實現(xiàn)而存在成本高的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供變頻器數(shù)字信號輸入端子及變頻器，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的變頻器數(shù)字信號輸入端子采用光耦實現(xiàn)，成本高的問題。

本發(fā)明的第一方面，提供了變頻器數(shù)字信號輸入端子，用于連接在數(shù)字信號源和控制器之間，包括模式控制電路和數(shù)字信號處理電路；

所述模式控制電路的第一輸出端連接所述控制器的第一輸入端，所述模式控制電路的第二輸出端連接所述數(shù)字信號處理電路的第一輸入端，所述數(shù)字信號處理電路的第二輸入端連接所述數(shù)字信號源的輸出端，所述數(shù)字信號處理電路的輸出端連接所述控制器的第二輸入端；

所述模式控制電路輸出使能信號使所述控制器確定相應(yīng)的信號處理模式，所述模式控制電路輸出防誤操作信號用于穩(wěn)定所述數(shù)字信號處理電路的輸出電壓，所述數(shù)字信號處理電路根據(jù)所述數(shù)字信號源輸出的數(shù)字源信號得到數(shù)字信號并輸出給所述控制器。

本發(fā)明的第二方面，提供了變頻器，包括上述的變頻器數(shù)字信號輸入端子。

本發(fā)明通過在變頻器數(shù)字信號輸入端子中采用模式控制電路和數(shù)字信號處理電路，由模式控制電路輸出使能信號使控制器確定相應(yīng)的信號處理模式，模式控制電路輸出防誤操作信號用于穩(wěn)定數(shù)字信號處理電路的輸出電壓，數(shù)字信號處理電路根據(jù)數(shù)字信號源輸出的數(shù)字源信號得到數(shù)字信號并輸出給控制器，從而使變頻器數(shù)字信號輸入端子在不使用光耦的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)與帶有光耦的常規(guī)變頻器相一致的功能，降低了制造成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例所提供的變頻器數(shù)字信號輸入端子的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明第一實施例所提供的變頻器數(shù)字信號輸入端子的示例電路結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明第二實施例所提供的變頻器數(shù)字信號輸入端子的示例電路結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明實施例通過在變頻器數(shù)字信號輸入端子中采用模式控制電路和數(shù)字信號處理電路，由模式控制電路輸出使能信號使控制器確定相應(yīng)的信號處理模式，模式控制電路輸出防誤操作信號用于穩(wěn)定數(shù)字信號處理電路的輸出電壓，數(shù)字信號處理電路根據(jù)數(shù)字信號源輸出的數(shù)字源信號得到數(shù)字信號并輸出給控制器，從而使變頻器數(shù)字信號輸入端子在不使用光耦的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)與帶有光耦的常規(guī)變頻器相一致的功能，降低了制造成本。。

圖1示出了本發(fā)明實施例所提供的變頻器數(shù)字信號輸入端子的結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分，詳述如下：

變頻器數(shù)字信號輸入端子，用于連接在數(shù)字信號源300和控制器400之間，包括模式控制電路100和數(shù)字信號處理電路200。

模式控制電路100的第一輸出端連接控制器400的第一輸入端，模式控制電路100的第二輸出端連接數(shù)字信號處理電路200的第一輸入端，數(shù)字信號處理電路200的第二輸入端連接數(shù)字信號源300的輸出端，數(shù)字信號處理電路200的輸出端連接控制器400的第二輸入端。

模式控制電路100輸出使能信號使所述控制器400確定相應(yīng)的信號處理模式，模式控制電路100輸出防誤操作信號用于穩(wěn)定數(shù)字信號處理電路200的輸出電壓，數(shù)字信號處理電路200根據(jù)數(shù)字信號源300輸出的數(shù)字源信號得到數(shù)字信號并輸出給控制器400。

在本發(fā)明實施例中，數(shù)字信號源300為用戶接入的數(shù)字信號源?？刂破?00為數(shù)字信號處理芯片，例如DSP(Digital Signal Processing，數(shù)字信號處理)芯片或FPGA(Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程邏輯門陣列)芯片等。

模式控制電路100輸出使能信號使控制器400確定相應(yīng)的信號處理模式。具體的，作為一種可實施方式，當控制器400的第一輸入端接收的使能信號為低電平時，其第二輸入端接收的數(shù)字信號為高電平有效；當控制器400的第一輸入端接收的使能信號為高電平時，其第二輸入端接收的數(shù)字信號為低電平有效。

模式控制電路100輸出防誤操作信號給數(shù)字信號處理電路200，主要是為了保證在數(shù)字信號源300無信號輸入數(shù)字信號處理電路200(即數(shù)字信號處理電路200的第二輸入端懸空)時，數(shù)字信號處理電路200的輸出依然穩(wěn)定，避免數(shù)字信號處理電路200輸出錯誤信號給控制器400從而導致控制器400發(fā)生誤操作。以具體情況為例，當數(shù)字信號處理電路200的第二輸入端懸空時，其接收的數(shù)字源信號為不穩(wěn)定信號(電壓可能為高，也可能為低)，則可能由外部引起誤操作，例如操作員的手部接觸靜電可能會引起一個高電平輸入，從而導致觸發(fā)控制器。防誤操作信號用于避免這種情況，保證數(shù)字信號處理電路200的輸出電壓穩(wěn)定。

數(shù)字信號處理電路200根據(jù)數(shù)字信號源300輸出的數(shù)字源信號得到數(shù)字信號并輸出給控制器400。具體的，數(shù)字信號處理電路200將數(shù)字源信號進行處理，調(diào)整得到的數(shù)字信號在控制器400允許輸入的電壓范圍內(nèi)。

以下結(jié)合具體實施例對上述的變頻器數(shù)字信號輸入端子的具體實現(xiàn)進行詳細描述：

實施例一：

圖2示出了本發(fā)明第一實施例所提供的變頻器數(shù)字信號輸入端子的示例電路結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明第一實施例相關(guān)的部分，詳述如下：

作為本發(fā)明一實施例，模式控制電路100包括：

第一連接器、電阻R1、電阻R2、電容C1、二極管D1及二極管D2。

第一連接器的第一端接第一電源V1，第一連接器的第二端為模式控制電路的第二輸出端，第一連接器的第二端連接電阻R1的第一端，電阻R1的第二端為模式控制電路的第一輸出端，電阻R1的第二端同時連接電阻R2的第一端、電容C1的第一端及二極管D1的正極，電阻R2的第二端與電容C1的第二端共同接地，二極管D1的正極接二極管D2的負極，二極管D2的正極接地，二極管D1的負極接第二電源V2。

具體的，第一連接器可以為多種接插件或者開關(guān)等。

具體的，第一電源V1和第二電源V2均為直流電源，可根據(jù)需要設(shè)置為不同電壓等級。第一電源V1和第二電源V2可以是設(shè)置在模式控制電路100中的電源模塊，也可以是外接電源。

具體的，在本發(fā)明第一實施例中，第一連接器為排針J1。

作為本發(fā)明一實施例，數(shù)字信號處理電路200包括：

電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電容C3、二極管D3、二極管D4及二極管D5。

二極管D3的正極為數(shù)字信號處理電路的第一輸入端，二極管D3的負極接電阻R6的第一端，電阻R6的第二端為數(shù)字信號處理電路的第二輸入端，電阻R6的第二端同時連接電阻R7的第一端和電阻R8的第一端，電阻R8的第二端為數(shù)字信號處理電路的輸出端，電阻R8的第二端同時連接電阻R9的第一端、電阻R10的第一端、電容C3的第一端及二極管D4的正極，電阻R7的第二端、電阻R9的第二端及電容C3的第二端共接于地，電阻R10的第二端和二極管D4的負極共同連接第五電源V5，二極管D4的正極接二極管D5的負極，二極管D5的正極接地。

具體的，第五電源V5為直流電源，可根據(jù)需要設(shè)置為不同電壓等級。第五電源V5可以是設(shè)置在數(shù)字信號處理電路200中電源模塊，也可以是外接電源。

具體的，在本發(fā)明第一實施例中，控制器400為數(shù)字信號處理(DSP)芯片。

以下結(jié)合工作原理對上述的變頻器數(shù)字信號輸入端子作進一步說明：

如圖2所示，模式控制電路100的第一輸出端輸出的使能信號為EN信號，第二輸出端輸出的防誤操作信號為Source信號。數(shù)字信號處理電路200的第二輸入端接收的數(shù)字源信號為D_IN信號，輸出端輸出的數(shù)字信號為D_OUT信號。

工作時，模式控制電路100中，第一電源V1和第二電源V2可根據(jù)不同的設(shè)計調(diào)整為不同的電壓等級。排針J1的1腳連接至第一電源V1；電容C1起濾波作用；二極管D1和二極管D2的一端接至第二電源V2，一端接地，主要作用是將節(jié)點電壓V_D鉗位在0～V2之間，從而保證輸入到DSP芯片第一輸入端的EN信號在允許輸入的電壓范圍內(nèi)，避免DSP芯片過壓損壞。

當排針J1的1、2腳不短接，Source信號通過電阻R1、電阻R2被拉到地，同理EN信號也被拉到地，即Source信號為0V，EN信號為低電平狀態(tài)，此時輸入DSP芯片的D_OUT信號為高電平有效；

當排針J1的1、2腳短接，Source信號與第一電源V1連通，電阻R1、電阻R2構(gòu)成分壓電路，此時EN信號等于電阻R2兩端的電壓，即Source信號等于V1，EN信號為高電平狀態(tài)，此時輸入DSP芯片的D_OUT信號為低電平有效。

工作時，數(shù)字信號處理電路200中，電阻R7、電阻R8串聯(lián)后與電阻R9并聯(lián)，再與電阻R10構(gòu)成分壓電路，對第五電源V5進行分壓，第五電源V5扣去電阻R10兩端電壓后的電壓由D_OUT信號傳送至DSP芯片，從而保證DSP芯片的第二輸入端有一個確定的電平，此電平落在低電平和高電平的中間間隔區(qū)域，無論模式控制電路100中排針J1的1、2腳是否短接，都保證在模式控制電路100的第二輸入端懸空即無D_IN信號時，DSP芯片不發(fā)生誤操作。數(shù)字信號處理電路200中，D_IN信號為數(shù)字源信號，由用戶接入；二極管D3用以防止負電壓倒灌流到Source信號端；電容C3在電路中起濾波作用；電阻R8主要是為了防止輸入到DSP芯片的D_OUT信號電流超過其允許輸入的最大值，致使DSP芯片過流損壞，起限流作用；二極管D4和二極管D5將輸入到DSP芯片的D_OUT信號電壓鉗在0V～V2之間，防止DSP芯片過壓損壞，起鉗位作用。

綜上，當排針J1的1、2腳不短接時，Source信號為0V，EN信號為低電平狀態(tài)，D_OUT為第五電源V5經(jīng)分壓鉗位后的電壓，此時D_IN信號為高電平有效。當排針J1的1、2腳短接時，Source信號等于V1，EN信號為高電平狀態(tài)，此時D_IN信號為低電平有效。

由此可知，Source信號的電平總是和D_IN信號的有效電平相反，這樣就可以保證當用戶什么都不接的時候控制器400不會出現(xiàn)誤操作(用戶什么都不接時，數(shù)字信號處理電路200的第二輸入端懸空，為不確定電平)。所以Source的作用就是給數(shù)字信號處理電路200的第一輸入端一個確定的電平，保證用戶不接入信號，控制器400工作不出錯。

如果用戶不接入D_IN信號，數(shù)字信號處理電路200的第二輸入端懸空時，電平可能為高，也可能為低，這樣就可能由外部引起誤操作，例如操作員的手部接觸靜電可能會引起一個高電平輸入，Source信號主要就是避免這種情況，避免外部觸發(fā)。

實施例二：

圖3示出了本發(fā)明第二實施例所提供的變頻器數(shù)字信號輸入端子的示例電路結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明第二實施例相關(guān)的部分，詳述如下：

作為本發(fā)明一實施例，模式控制電路100包括：

第二連接器、電阻R3、電阻R4、電容C2、開關(guān)管101及電阻R5；

第二連接器的第一端接第三電源V3，第二連接器的第二端為模式控制電路的第二輸出端，第二連接器的第二端連接電阻R3的第一端，電阻R3的第二端同時連接電阻R4的第一端、電容C2的第一端及開關(guān)管101的受控端，電阻R4的第二端與電容C2的第二端共同接地，開關(guān)管101的高電位端為模式控制電路的第一輸出端，開關(guān)管101的高電位端接電阻R5的第一端，電阻R5的第二端接第四電源V4，開關(guān)管101的低電位端接地。

具體的，上述開關(guān)管101為NPN型三極管Q1，NPN型三極管Q1的基極為開關(guān)管101的受控端，NPN型三極管Q1的集電極為開關(guān)管101的高電位端，NPN型三極管Q1的發(fā)射極為開關(guān)管101的低電位端。

具體的，第二連接器為排針J2。

具體的，第三電源V3和第四電源V4均為直流電源，可根據(jù)需要設(shè)置為不同電壓等級。第三電源V3和第四電源V4可以是設(shè)置在模式控制電路100中電源模塊，也可以是外接電源。

以下結(jié)合工作原理對上述的變頻器數(shù)字信號輸入端子作進一步說明：

如圖3所示，模式控制電路100的第一輸出端輸出的使能信號為EN’信號，第二輸出端輸出的防誤操作信號為Source’信號。數(shù)字信號處理電路200的第二輸入端接收的數(shù)字源信號為D_IN’信號，輸出端輸出的數(shù)字信號為D_OUT’信號。

工作時，模式控制電路100中，當排針J2短接，輸出EN’信號是低電平；當排針J2斷開，輸出EN’信號是高電平。

當排針J2短接，三極管Q1的基極加大電壓，三極管Q1處于飽和導通狀態(tài)，集電極和發(fā)射極導通，集電極和發(fā)射極之間相當于開關(guān)的導通狀態(tài)。

飽和導通狀態(tài)為：當加在三極管Q1發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導通電壓，并當基極電流增大到一定程度時，集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大，而是處于某一定值附近不怎么變化，這時三極管Q1失去電流放大作用，集電極與發(fā)射極之間的電壓很小，集電極和發(fā)射極之間相當于開關(guān)的導通狀態(tài)。

當排針J2斷開，三極管Q1處于截止狀態(tài)，集電極和發(fā)射極斷開。

截止狀態(tài)為：當加在三極管Q1發(fā)射結(jié)的電壓小于PN結(jié)的導通電壓，基極電流為零，集電極電流和發(fā)射極電流都為零，三極管Q1此時失去了電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間相當于開關(guān)的斷開狀態(tài)。

本實施例所提供的變頻器數(shù)字信號輸入端子中的數(shù)字信號處理電路200的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與本發(fā)明第一實施例所提供的數(shù)字信號處理電路200的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，因此不再贅述。

本發(fā)明實施例通過在變頻器數(shù)字信號輸入端子中采用模式控制電路100和數(shù)字信號處理電路200，由模式控制電路100輸出使能信號給控制器400以實現(xiàn)控制器400的信號處理模式的選擇，模式控制電路100的輸出防誤操作信號使數(shù)字信號處理電路200的輸出穩(wěn)定，數(shù)字信號處理電路200將處理后的數(shù)字輸出信號發(fā)送給控制器400，從而使變頻器數(shù)字信號輸入端子在不使用光耦的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)與帶有光耦的常規(guī)變頻器相一致的功能，降低了制造成本，且結(jié)構(gòu)簡單、電路閾值調(diào)整范圍廣，可以應(yīng)用在變頻器產(chǎn)品上，具有很強的適應(yīng)性和實用性。

基于上述變頻器數(shù)字信號輸入端子的優(yōu)勢，本發(fā)明實施例還提供了一種變頻器，其包括上述的變頻器數(shù)字信號輸入端子。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。