[发明专利]基于电气隔离理念的模块化嵌入式锂电池极片轧机控制器

权利要求书

1.一种基于电气隔离理念的模块化嵌入式锂电池极片轧机控制器，其特征在于该控制器包括控制主板，所述控制主板与信息交互设备通过接线端子相连接；所述控制主板与监控设备双向通信；

所述控制主板包括主控芯片、电源接口保护电路、主电源、隔离电源、通讯模块、TVS自恢复过载保护电路、CAN总线模块、片外掉电数据保护模块和测控信号隔离模块；

所述主控芯片分别与通讯模块、片外掉电数据保护模块、CAN总线模块和测控信号隔离模块通过自身I/O引脚双向通信连接；所述主电源分别与主控芯片、隔离电源、测控信号隔离模块单向连接，并为之提供电源；所述隔离电源与通讯模块和CAN总线模块单向连接，并为之提供电源；

CAN总线模块与监控设备双向通信，通讯模块通过TVS自恢复过载保护电路连接信息交互设备及监控设备；所述电源接口保护电路位于控制主板与外部电源接线处；

所述控制主板分为三个不同的电源区域：主电源区、信号输入区、信号输出区，分别接受三路相互独立的外部电源24V供电；第一路进入主电源区经过控制主板中的主电源将得到的24V电压转换成不同电压值的电源，传送至核心保护区、隔离电源和测控信号隔离模块的模拟信号输入隔离及模拟信号输出隔离；隔离电源再将得到的电源做隔离处理传送至通讯模块和CAN总线模块；所述核心保护区是主控芯片和片外掉电保护模块所在的电路区域；第二路进入信号输入区然后直接用外部电源24V为该区域测控信号隔离模块中的数字输入隔离和高速数字输入隔离提供所需电源；第三路外部电源进入信号输出区，然后直接为该区域测控信号隔离模块中的数字输出隔离和高速数字输出隔离提供所需电源。

2.根据权利要求1所述的基于电气隔离理念的模块化嵌入式锂电池极片轧机控制器，其特征在于，所述主电源对进入主电源区的外部电源转换过程是：先将外部电源24V 经过电源接口保护电路的保护处理；然后再将此24V电压用四个不同的开关稳压集成芯片转换为四个不同的电压源，分别为12V 1A 模拟电源、5V 1A数字电源、3.3V 1A数字电源、3.3V1A模拟电源；其中12V 1A的模拟电源为提供给测控信号隔离模块中的模拟信号输入隔离和模拟信号输出隔离中的运算放大器作为参考电压；5V1A的数字电源提供给隔离电源；3.3V1A的数字电源给主控芯片、片外掉电保护模块供电；3.3V1A的模拟电源为测控隔离模块的模拟信号输入、输出隔离提供电源。

3.根据权利要求1所述的基于电气隔离理念的模块化嵌入式锂电池极片轧机控制器，其特征在于，所述隔离电源由两个隔离式的DC-DC转换器构成，将3.3V的主电源转换为3.3V的隔离电源，将5V的主电源转化为5V的隔离电源，为通讯模块供电。

4.根据权利要求1所述的基于电气隔离理念的模块化嵌入式锂电池极片轧机控制器，其特征在于，所述电源接口保护电路由肖特基二极管和TVS二极管并联若干不同大小的电容组成。

5.根据权利要求4所述的基于电气隔离理念的模块化嵌入式锂电池极片轧机控制器，其特征在于，所述电源接口保护电路在接入的外部电源24V的入口VCC24与开关稳压集成芯片的电压入口DC24之间靠近VCC24处串联一个肖特基二极管D1，靠近DC24处串联一个TVS二极管R1，在肖特基二极管D1和TVS二极管R1之间将三个不同大小的电容按照电容值由低到高依次并联到地线GND上。

6.根据权利要求1所述的基于电气隔离理念的模块化嵌入式锂电池极片轧机控制器，其特征在于，所述TVS自恢复过载保护电路 由若干TVS二极管串联在通讯模块与外部信息交互设备相接处。

7.根据权利要求1所述的基于电气隔离理念的模块化嵌入式锂电池极片轧机控制器，其特征在于，通讯模块包括RS232接口、RS485接口、USB接口、以太网接口；所述以太网接口通过网线与云平台数据库连接，用于把锂电池极片轧机设备运行状况信息通过以太网传递到云平台数据库做远程实时数据分析和故障诊断。