一种程控高压充电系统设计
时间：11-26
来源：EDN
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2．3 信号转换电路
S7-200PLC支持多种通信协议，比如点到点接口协议(PPI)、多点接口协议(MPI)、Profibus协议、用户定义的协议等。触摸屏和PLC之间采用RS 485协议通讯，为避免实验过程中储能电容放电产生的高压脉冲干扰通过串行总线耦合到屏蔽间内部，设计了针对RS 485协议的光电／电光转换电路，实现串口数据的光纤传输。由于RS 485属于半双工协议，标准的协议转换芯片都需要控制数据流方向，一般采用的方式是用一根信号线来控制，实现收发的切换，这种方式不但需要增加电路，还需要进行编程控制。本系统采用的思路则巧妙的由硬件本身完成了接收和发送的自动转换，电路简单，抗干扰能力强，可靠实现了RS 485信号和TTL信号的转换。
1414T和2412T是一对标准的光电收发器件，最高数据传输速度为5 Mb／s，传输距离超过1 km，完全满足RS 485信号的传输要求。对于1414T光发射器必须提供足够的正向驱动电流才能发出所需光功率，而2412T是集电极开路输出，通过一个上拉电阻即可获得光信号经光电二极管转换成的电信号。根据光电收发器件的电器特性，增加必要的驱动、反向等电路后，系统能够可靠进行TTL信号的光纤传送和转换，从而实现RS 485信号的长距离光纤传输。电路原理图如图3所示，其中Q1应根据使用的串口通讯速度选取合适的开关管，并根据光纤的长度来调节R3的阻值，以改变光发射功率，确保光传输稳定可靠。
3 结 语
此程控充电系统完全满足设计要求，已经应用于多项物理实验，抗干扰能力强，可靠性好。简单修改触摸屏和PLC程序，可以配合不同指标的高压电源组成各种充电系统，通用性好，使用范围广。通过修改通讯协议，还可以用计算机替代触摸屏，将充电系统纳入整个实验控制系统进行统一管理。系统中使用的RS 485光传输电路，可以广泛用于高压大电流场合，有效提高主控设备的抗干扰能力。
编辑：博子
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