[发明专利]一种基于LXI总线的功率开关

说明书

技术领域

本发明涉及一种功率开关，特别涉及一种基于LXI总线的功率开关。

背景技术

Agilent和VXIT于2004年提出了一种新的仪器总线—LXI（LAN eXten sions for Instrumentation）。LXI仪器无须专门的背板总线机箱 和零槽控制器，直接利用通用PC的标准LAN接口，很大程度上降低了开 发和应用成本。而LAN又是业界最稳定和生命周期最长并且还在不断发 展的开放式工业标准，各厂商很容易将现有的仪器产品移植到LXI平台 上来，这些都为组建更大范围的分布式自动测控系统提供了方便。同 时LXI仪器总线标准定义了基于IEEE1588的高精度时间同步，很容易构 建实时测试系统。由于现有的测试测量系统中使用的大多数基于VXI、 PCI、PXI的功率开关受机箱体积本身限制，高于百瓦级的功率开关已 无法做到，而LXI有很广阔的应用前景并且优势显著，因此研究开发基 于LAN的开关仪器具有重要的意义。

发明内容

本发明目的是提供了一种基于LXI总线的功率开关，可以使得PC机通过 LAN接口对开关实现实时快速的控制，用户通过浏览器，打开仪器Web 页面，可以对仪器进行网络配置、仪器控制等相关操作。

本发明的技术解决方案：

一种基于LXI总线的功率开关，包括电源电路以及依次连接的C类LXI接 口电路、功能电路和接口单元，其特殊之处在于：

所述电源电路向C类LXI接口电路以及功能电路提供双路隔离直流电源 ；

所述C类LXI接口电路包括LAN接口单元、总线隔离单元以及嵌入式系统 处理单元；所述LAN接口单元通过网络接口实现远程控制计算机与功率 开关通信，实现并行信号到串行差分信号以及串行差分信号到并行信 号的协议转换；所述总线隔离单元实现LAN接口单元和嵌入式系统处理 单元之间的数据隔离及增加信号的驱动；所述嵌入式系统处理单元用 于运行嵌入式Linux操作系统，建立Web Server和Control Server文 件系统，提供LAN接口以及与功能电路的通信端口； 

所述功能电路包括通讯隔离单元、驱动单元以及功率继电器单元；所 述通 讯隔离单元可在继电器切换过程中防止线圈产生的翻转电流对嵌入式 系统处理单元产生干扰，完成嵌入式系统处理单元与驱动单元的通信 与隔离；所述功率继电器单元包括至少一个功率继电器组，所述每个 功率继电器组包括至少一个强功率继电器，所述功率继电器单元可实 现每个强功率继电器的独立通断；所述驱动单元可向每个强功率继电 器提供驱动电流；

所述接口单元包括与功率继电器组连接的输入输出接口以及与嵌入式 系统处理单元相连的LAN系统状态显示单元。

上述网络接口采用标准RJ45接插座；

所述LAN接口单元包括以太网控制器U9、LAN复位芯片U13，总线隔离单 元包括三态缓冲芯片U6和总线隔离芯片U8；所述LAN复位芯片U13与处 理芯片（U4）连接，所述以太网控制器U9与网络接口连接，三态缓冲 芯片U6用于实现以太网控制器U9和处理芯片U4之间双向数据流的方向 控制，所述总线隔离芯片U8实现以太网控制器U9和处理芯片U4之间的 数据隔离及增加信号的驱动；

所述嵌入式系统处理单元包括处理芯片U4、总线驱动芯片U3、FLASH存 储器U5以及SDRAM存储芯片（U10、U11），所述处理芯片U4与FLASH存 储器U5和SDRAM存储芯片（U10、U11）连接，所述FLASH存储器U5用于 存储处理芯片U4的上电程序，所述SDRAM存储芯片（U10、U11）用于工 作过程中临时数据和程序的存储，所述总线驱动芯片U3驱动处理芯片 U4提供的多路控制信号，所述处理芯片U4通过总线驱动芯片U3与功能 电路的通讯隔离单元接连；

所述通讯隔离单元包括多个光耦U18，所述光耦U18用于实现总线驱动 芯片（U3）和驱动单元之间的信号隔离；

所述驱动单元包括多个驱动芯片Q1和二极管D22组成，所述驱动芯片Q 1向相应强功率继电器控制线圈提供工作电流；所述二极管D22反向并 接于相应强功率继电器控制线圈的两端，用于强功率继电器控制线圈 断开后的续流；

所述输入输出接口采用孔式JXZ-2接线柱；