[實(shí)用新型]具有過流保護(hù)功能的開關(guān)量輸出電路

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720016009.7
• 申請日: 2007-11-19
• 公開（公告）號: CN201122941Y
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王文舉;姜磊;戴碧君
• 申請（專利權(quán)）人: 謝步明
• 主分類號: H03K17/082
• 分類號: H03K17/082;H03K17/687;H02H3/08
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 李洪福

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型所述的具有過流保護(hù)功能的開關(guān)量輸出電路，涉及工業(yè)自動化控制的電氣控制電路。

背景技術(shù)

開關(guān)量輸出電路作為一種基本輸出電路，它的任務(wù)是把計算機(jī)或控制器輸出的微弱數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成能對生產(chǎn)過程進(jìn)行控制的數(shù)字驅(qū)動信號。根據(jù)現(xiàn)場負(fù)荷的不同，如指示燈、繼電器、接觸器、電機(jī)、閥門等，可以選用不同的功率放大器件構(gòu)成不同的開關(guān)量驅(qū)動輸出通道。開關(guān)量輸出電路的過流保護(hù)設(shè)計是開關(guān)量輸出電路設(shè)計的重要組成部分，目前已有多種比較成熟的設(shè)計。但這些設(shè)計有的非常復(fù)雜，可靠性卻不一定高；有的采用專門帶過流保護(hù)功能的驅(qū)動芯片，以致成本較高。針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，研究設(shè)計一種新型的具有過流保護(hù)功能的開關(guān)量輸出電路，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，本實(shí)用新型的目的是研究設(shè)計一種新型的具有過流保護(hù)功能的開關(guān)量輸出電路，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的設(shè)計的線路復(fù)雜、可靠性不高、投資大成本高等問題。本實(shí)用新型所述的具有過流保護(hù)功能的開關(guān)量輸出電路是由過流檢測裝置(R5)，過流保護(hù)關(guān)斷裝置(T1)，開關(guān)量輸出裝置(M1)，輸入控制裝置和輸出故障反饋裝置所組成。過流檢測裝置(R5)為一精密小阻值電阻，它串聯(lián)在電源和M1的源極之間，將流過的電流值轉(zhuǎn)換成為成比例的電壓值。電阻值的大小由開關(guān)量輸出裝置(M1)在正常工作狀態(tài)下輸出電流的最大值和過流保護(hù)關(guān)斷裝置(T1)基極閾值電壓決定。過流保護(hù)關(guān)斷裝置(T1)為PNP型三極管，它的B極和E極并聯(lián)在R5的兩端，C極通過光藕和柵極電阻和M1的柵極相連，當(dāng)流過R5的電流值大于保護(hù)值時，T1管開通。開關(guān)量輸出裝置M1為一允許較大電流流過的P溝道MOSFET管。在輸入控制信號高電平有效的條件下，M1開通，輸出一個大電流的高電平信號。輸入控制裝置和輸出故障反饋裝置為控制和反饋端，均采用光藕隔離。

本實(shí)用新型所述的開關(guān)量輸出電路包括過流檢測裝置(R5)，過流保護(hù)關(guān)斷裝置(T1)，開關(guān)量輸出裝置(M1)，輸入控制裝置和輸出故障反饋裝置等。輸入控制裝置控制開關(guān)量輸出裝置的通斷，過流保護(hù)關(guān)斷裝置根據(jù)過流檢測裝置產(chǎn)生的、與電流大小相對應(yīng)的電壓信號，確定是否關(guān)斷開關(guān)量輸出裝置，以及是否輸出故障信號。

本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)新穎、電路簡單、實(shí)用、可靠，在一定范圍內(nèi)可滿足工業(yè)現(xiàn)場控制的需要等優(yōu)點(diǎn)，其大批量投入市場必將產(chǎn)生積極的社會效益和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

本實(shí)用新型共有一張附圖，其中

附圖：1、具有過流保護(hù)功能的開關(guān)量輸出電路的原理圖

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的具體實(shí)施例如附圖所示，M1為P溝道的MOSFET，作為開關(guān)量輸出裝置。它在控制信號的作用下開通，輸出一個具有一定功率等級的開關(guān)量信號。

控制信號來自于控制芯片。它經(jīng)過一個非門取反后，進(jìn)入光藕OT1的輸入端發(fā)光二極管的負(fù)極，其正極通過一個限流電阻與正電源相連。當(dāng)有一個高電平的控制信號輸入時，光藕開通，A點(diǎn)的電位被拉低，該點(diǎn)的電壓值由24V電壓經(jīng)R3，R4分壓得到，其值低于M1的源極電壓，M1導(dǎo)通。本實(shí)用新型涉及的開關(guān)量電路就輸出一個大電流的高電平信號。當(dāng)輸入控制信號為負(fù)時，光藕OT1截止，A點(diǎn)通過R4與24V電源相連，A點(diǎn)的電位也上拉為24V高電平，M1也截止，開關(guān)量電路M1沒有輸出。

過流檢測裝置(R5)串接在輸出電路的電流路徑中，當(dāng)電流值增大時，R5上的電壓也線性增長。當(dāng)M1開通時，若流過R5的電流達(dá)到或超過保護(hù)值，其產(chǎn)生的電壓值也達(dá)到使三極管T1開通的閾值電壓。此時T1開通，A點(diǎn)被上拉到接近24V，MOS管M1截止，以防止輸出電路元件因過電流而燒毀。

輸出故障反饋裝置OT2串接在T1的C極和A點(diǎn)之間，當(dāng)T1導(dǎo)通時，OT2也導(dǎo)通，輸出一個低電平的故障信號。故障反饋信號在正常情況下被上拉至高電平，而且只有在控制信號高有效(即允許輸出)的情況下才能被置低。

當(dāng)故障反饋信號被置低后，前級控制電路應(yīng)立刻將控制信號輸入置低。因?yàn)樵诒緦?shí)用新型涉及的開關(guān)量電路，從簡單實(shí)用的角度出發(fā)，沒有設(shè)計復(fù)雜的故障鎖存和故障后延時自恢復(fù)功能。T1在發(fā)生過流故障時，只是短暫關(guān)斷M1，當(dāng)電流減小時，T1立刻使M1恢復(fù)導(dǎo)通。

本實(shí)用新型所涉及的具有過流保護(hù)功能的開關(guān)量輸出電路簡單、實(shí)用、可靠，在一定范圍內(nèi)可滿足工業(yè)現(xiàn)場控制的需要。