[發(fā)明專利]數(shù)字輸出電路

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010569348.4
• 申請(qǐng)日: 2010-11-24
• 公開（公告）號(hào): CN102142834A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大野弘之;吉田卓弘;松浦邦晶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 松下電工神視株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H03K19/14
• 分類號(hào): H03K19/14
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 劉瑜;王英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于例如可編程邏輯控制器(PLC)中的數(shù)字輸出電路。

背景技術(shù)

通常，PLC廣泛用于控制各種外部裝置。近年來，被控制的外部裝置趨于具有復(fù)雜的配置，需要將輸入/輸出信號(hào)以高速度進(jìn)行處理。

已提出一種通用PLC單元，如圖3所示，所述通用PLC單元包括：外部連接器15′，其連接到要被控制的外部裝置；連接連接器16′，其連接到具有CPU的CPU單元，用于執(zhí)行例如順序程序等；可編程邏輯器件(PLD)17′，其基于由CPU執(zhí)行的順序程序，來進(jìn)行外部裝置的順序控制；以及顯示單元18′，其具有例如，用于顯示PLC單元的操作狀態(tài)的發(fā)光二極管等。PLC單元還包括：隔離單元19′，其設(shè)置于外部連接器15′與PLD17′之間，并且具有當(dāng)外部連接器15′與PLD17′相互電隔離時(shí)用于發(fā)送輸入和輸出信號(hào)的多個(gè)光電耦合器；設(shè)置開關(guān)20′，其對(duì)PLD17′的操作狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置；以及電源單元21′，其將電力供應(yīng)給PLD17′、顯示單元18′、隔離單元19′以及設(shè)置開關(guān)20′(參見，例如，日本專利申請(qǐng)公開No.2002-222003)。此外，PLD17′設(shè)置有微型計(jì)算機(jī)(下文簡稱為“微機(jī)”)，以檢測來自外部裝置的輸入信號(hào)或者將輸出信號(hào)輸出到外部裝置。

在具有圖3示出的配置的通用PLC單元中，可以將與由一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)光電晶體管所組成的通用光電耦合器相比而言具有高響應(yīng)速度的高速光電耦合器用作充當(dāng)數(shù)字輸入/輸出電路的隔離單元19′的光電耦合器。在這樣的情況下，PLC單元可以響應(yīng)于從PLD17′上輸出的、在高電平與低電平之間迅速且反復(fù)變化的輸出信號(hào)的電壓電平。然而，相比通用光電耦合器而言，高速光電耦合器更為昂貴，因此難于以較低的成本實(shí)現(xiàn)數(shù)字輸入/輸出電路。

因此，又提出一種使用通用光電耦合器的數(shù)字輸出電路1。如圖4中所示，該數(shù)字輸出電路1包括：例如，通用光電耦合器的發(fā)光二極管LD6，其與PLC?2的內(nèi)部電路11相連接，該P(yáng)CL?2用于處理輸出到充當(dāng)負(fù)載的輸出裝置(外部裝置)L1的輸出信號(hào)；通用光電耦合器的光電晶體管PT8，其根據(jù)發(fā)光二極管LD6的開和關(guān)來接通或斷開；以及晶體管TR13，其將從光電晶體管PT8輸出的輸出信號(hào)發(fā)送到輸出裝置L1(參見例如日本專利申請(qǐng)公開No.2000-224021)。此外，通過封裝形成的上述光電耦合器包括有發(fā)光二極管LD6和面向發(fā)光二極管LD6的光電晶體管PT8。

在圖4示出的數(shù)字輸出電路1中，將光電晶體管PT8的集電極端子連接到與電源V1的正極連接的電源端子T3，并且將光電晶體管PT8的發(fā)射極端子經(jīng)由電阻器R4和電阻器R2的串聯(lián)電路連接到與電源V1的負(fù)極連接的公共端子T5。此外，將在電阻器R2與連接到光電晶體管PT8的發(fā)射極端子的電阻器R4之間的連接節(jié)點(diǎn)，連接到晶體管TR13的基極端子。將晶體管TR13的集電極端子連接到輸出端子T4，以將輸出信號(hào)輸出到輸出裝置L1。將晶體管TR13的發(fā)射極端子連接到在電阻器R2與公共端子T5之間的連接節(jié)點(diǎn)。此外，將輸出裝置L1和電源V1的串聯(lián)電路連接在輸出端子T4與公共端子T5之間。將在輸出裝置L1與電源V1的正極之間的連接節(jié)點(diǎn)連接到電源端子T3。

在下文中，將描述在圖4中示出的數(shù)字輸出電路1的操作。

例如，如果從內(nèi)部電路11輸出的輸出信號(hào)的電壓電平從低變?yōu)楦?，則發(fā)光二極管LD6開啟，并且電流I1流入光電耦合器的發(fā)光二極管LD6。結(jié)果，光電晶體管PT8接通(即，變?yōu)殚_狀態(tài))。在電阻器R4與電阻器R2之間的連接節(jié)點(diǎn)的電勢下晶體管TR13的基極-發(fā)射極偏置，并且晶體管TR13開啟。因而，電流I2從電源V1流向輸出裝置L1。

另一方面，如果從內(nèi)部電路11輸出的輸出信號(hào)的電壓電平從高變?yōu)榈?，則發(fā)光二極管LD6關(guān)斷并且電流I1不流入光電耦合器的發(fā)光二極管LD6。結(jié)果，光電晶體管PT8斷開(即，變?yōu)殛P(guān)狀態(tài))，并且因而晶體管TR13的基極-發(fā)射極不偏置。因此，晶體管TR13也關(guān)斷，并且電流I2不從電源V1流向輸出裝置L1。

此外，還提出使用通用光電耦合器的另一種數(shù)字輸出電路。如圖5所示，該數(shù)字輸出電路包括：例如，通用光電耦合器PC5的發(fā)光二極管LD6，其連接在電源(微型計(jì)算機(jī)10的控制電源)Vcc的正極與于PLC中設(shè)置的微型計(jì)算機(jī)10的輸出端口T1之間；通用光電耦合器PC5的光電晶體管PT8，其根據(jù)發(fā)光二極管LD6的開和關(guān)來進(jìn)行接通或斷開；以及晶體管TR13，其將從光電晶體管PT8輸出的輸出信號(hào)發(fā)送到負(fù)載L。此外，由封裝形成的上述光電耦合器PC5包括有發(fā)光二極管LD6和面向發(fā)光二極管LD6的光電晶體管PT8。