[實用新型]一種兩線制傳感器的開關量信號接口電路

有效

• 申請號: 201220361219.0
• 申請日: 2012-07-25
• 公開（公告）號: CN203313150U
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 魏燕
• 申請（專利權）人: 南京江寧中等專業學校
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及信號接口電路，尤其涉及以兩線制傳感器作為開關量信號的接口電路，屬于電子自動化控制技術領域。?

背景技術

在電氣自動化控制系統中，開關量輸入包括兩類：一類是設備的輔助觸點和有關繼電器的觸點，以檢測這些設備的工作狀態開合；另一類是智能控制裝置本身的一些觸點，如輸出繼電器的觸點和裝置面板上的切換開關。通過開關的閉合或斷開，以電平的形式反映設備的狀況。這種開關狀態量的輸入電路是電氣控制系統申最為基本的一個環節，它的可靠性和電氣特性直接影響控制系統的性能和結構。?

目前的數字量輸入信號采用的兩線制傳感器，其中一芯電纜為信號線，另外一芯為電源線，當傳感器檢測到被監控的物理量有變化時，在信號線上會出現高低電平信號的輸出，后級設備可以采集信號線的高低電平來獲知物理量的狀態。當兩線制傳感器直接接入電磁繼電器的回路時，傳感器在由有信號輸入到無信號輸入的變換時，會出現因靜態電流的存在而導致電磁繼電器的釋放不可靠的情況，導致了信號的傳輸失敗。另外，經常要使用按鈕開關、搬鈕開關、多位開關、接觸器、繼電器等。它們常常是開關量的輸入源。由于這類開關大都是機械開關，當開關觸點閉合時，在達到穩定之前會產生短暫的抖動，彈跳抖動的時間一般可達數毫秒。?

因此，對輸入輸出信號的電平、傳送速度、傳送方式通常都有要求，外部信號如不滿足這些要求，就需要接口，以便與微機系統取得協調。另外，接口能幫助解決干擾問題，當信號輸入到接口時，將無用的、錯誤的信號阻隔在外或加以區別。只有合理選擇微機接口電路，才會使微機控制系統安全可靠地工作。?

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的以上問題，提出一種兩線制傳感器?的開關量信號接口電路，采用信號轉換電路消除靜態漏電流的方式，解決兩線制傳感器在輸出數字量開關信號時，因傳感器在沒有輸入情況下，需要啟動電流來維持傳感器的正常工作；由于有漏電流的存在，采集信號錯誤，尤其是驅動電磁繼電器時，會導致電磁繼電器不能可靠釋放的問題；能較好地保證控制器的穩定性、延長器件的使用壽命。?

本實用新型的上述目的，將通過以下技術方案得以實現：?

一種兩線制傳感器的開關量信號接口電路，其特征在于：由信號源S1、初始回路、穩壓電路、繼電器回路、輸出端構成，信號源S1連接初始回路的兩輸入端，初始回路的兩輸出端連接穩壓二極管D1兩端，繼電器K1的輸入端連接初始回路輸出端的電阻R3、發光二極管B2和續流二極管D1的兩端，所述的初始回路由功率開關管Q1、功率開關管Q2、電阻R1、電阻R2、電阻R4、電阻R5、電阻(R6)組成，所述的功率開關管Q1、功率開關管Q2的輸入端連接穩壓電路；信號源S1正向電壓接入功率開關管Q1的正向輸入端，反向電壓接入功率開關管Q1的反向輸入端，功率開關管Q1的反向輸入端與功率開關管Q2的正向輸入端相連并接入繼電器的正向輸入端，功率開關管Q1、功率開關管Q2的輸出端連接入繼電器回路中。?

進一步地，初始回路為開關量前置觸發電路，其反向輸入端接入信號源中，信號源S1接入電路后，由電阻R1、電阻R2、電阻R4、電阻R5、電阻R6、功率開關管Q1、功率開關管Q2形成了傳感器的初始回路，電阻R6與穩壓二極管ZD1為Q1提供了靜態工作條件，保護二極管D2保護了功率開關管Q1的反向沖擊電壓。電阻R2和穩壓二極管ZD2為功率開關管Q2提供了靜態工作條件，保護二極管D3保護了功率開關管Q2的反向沖擊電壓。在傳感器無輸入信號時，功率開關管Q1、功率開關管Q2處于導通狀態，傳感器的靜態啟動電流經由功率開關管Q2回到電源負，此時V1接近0V，此時電磁繼電器由于工作電壓低于動作電壓而無法吸合。?

初始回路中的功率開關管Q1、功率開關管Q2為觸發電路的功率開關管，具有一定的門限啟動電壓，門限電壓通過電源經電阻R1、電阻R2、電阻?R4、電阻R5、電阻R6分壓獲得，其正向電壓接入功率開關管Q1的正向輸入端，反向電壓接入功率開關管Q1的反向輸入端，功率開關管Q1的反向輸入端與功率開關管Q2的正向輸入端相連并接入繼電器的正向輸入端，開關管功率開關管Q1、功率開關管Q2的輸出端相連并接入繼電器回路中。?

進一步地，所述繼電器回路為由位于初始回路之后的電阻R3、發光二極管B2和續流二極管D1組成，由于繼電器上的電壓不能突變，續流二極管D1將電磁繼電器線路中的殘留電流能量釋放掉，從而使電壓不會隨觸點閉合或斷開時的抖動而急劇變化，消除了抖動干擾。其次信號源提供正常工作條件時，驅動電流經過電阻R3可維持發光二極管B2顯示，使得工作狀態可知。?