[實用新型]輸出通道電壓狀態檢測電路

有效

• 申請號: 201220620635.8
• 申請日: 2012-11-21
• 公開（公告）號: CN203025235U
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 宋宇;俞泓;諶鋒;楊朝霞
• 申請（專利權）人: 上海富欣智能交通控制有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R15/22
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 孫大為

技術領域

本實用新型屬于電子電路設計技術領域，具體是指一種應用于工業控制系統和安全信號系統中的通道輸出狀態檢測電路，尤其是較低電壓信號的檢測。

背景技術

工業控制系統和安全信號系統（應用于航空電子、鐵路信號、核電等行業）中，控制器通過開關輸出通道來實現對外部受控信號的開啟和關閉。為確保通道輸出的正確性，一般在輸出端口并聯電壓檢測電路，采集輸出狀態。

如圖1所示，是常見的一種輸出通道電路設計，該電路由控制器1、固態繼電器2、光耦3、齊納管4及電阻5，電阻6等組成。當通道輸出電平高于齊納管4嵌位電壓、且可以產生大于光耦3的LED導通閾值電流時，光耦3的輸出端導通，否則關斷。圖1中，1控制器，2固態繼電器，3光耦，4齊納管，5限流電阻，6上拉電阻。

常規檢測電路中，假設光耦在驅動電流小于Isd時關斷，大于Iop后導通。在齊納管擊穿后，光耦驅動電流隨通道電壓線性變化，光耦從確定關斷到確定導通的經歷的電壓范圍較大，減小了端口電壓可檢測范圍。此外，在低輸出電壓的場合，需選取低鉗位電壓的齊納管，但其漏電流在uA~mA級，隨溫度顯著增加，可能在通道未達檢測閾值時誤驅動光耦導通。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種通道輸出電壓狀態檢測電路，它可以適合應用于多輸出通道的系統中，實現對齊納管漏電流的衰減，可避免因其引起的光耦誤導通。

為了解決以上技術問題，本實用新型提供了一種通道輸出電壓狀態檢測電路，包括：固態繼電器、敏感光耦、非線性控制晶體管、檢測電路閾值調整限流電阻、檢測電路閾值調整齊納管、閾值調整電阻和上拉電阻；所述非線性控制晶體管的發射極通過閾值調整齊納管及限流電阻后接輸出端口，基極通過敏感光耦連接后到地，集電極通過閾值調整電阻后連接到地。

本實用新型的有益效果在于：電路設計簡單，參數調諧方便，只采用少數種類的元件，低成本。電路所占體積（面積）小，十分適合應用于多輸出通道的系統中。實現了對齊納管漏電流的衰減，可避免因其引起的光耦誤導通。對檢測電路非線性化，通過改善其開關特性增大了其電壓可檢測范圍。

所述敏感光耦，非線性控制晶體管，檢測電路閾值調整限流電阻、檢測電路閾值調整齊納管、閾值調整電阻可以采用不同閾值的齊納管、或者采用不同阻值的檢測電路閾值調整限流電阻、閾值調整電阻的組合。

采用較低導通電流閾值的敏感光耦作為隔離器件。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細說明。

圖1是一種常見的控制系統輸出通道電路設計結構示意圖；

圖2是本實用新型的輸出通道電壓狀態檢測電路的原理圖。

圖3是本實用新型的一個實施例電路的原理圖。

具體實施方式

為實現檢測電路非線性化，改善了其電壓可檢測范圍，同時衰減齊納管漏電流對檢測的影響，需要設計一種由分離元器件組成的輸出電壓狀態檢測電路。

本實用新型提供一種輸出通道電壓狀態檢測電路，該電路能夠應用于包括但并不局限于安全信號系統、工業控制系統等領域。本實用新型輸出通道狀態檢測電路的技術方案是：如圖2所示，由光耦2、齊納管5、P溝道晶體管3、電阻4、電阻6和電阻7組成。其中，1固態繼電器，2光耦，3P型晶體管，4電阻，5齊納管，6電阻，7電阻。

根據設計參數的需要，可選取不同嵌位電壓的齊納管5、不同阻值的電阻4和電阻6，不同增益的P溝道晶體管3，采用一個或多個穩壓管串聯等。

如圖2所示的輸出通道電壓檢測電路，所需檢測的電壓閾值為U0；光耦2的導通電壓閾值為U2，導通電流為I2；P溝道晶體管3在放大區的電流放大倍數為h3，基極電流為Ib，集電極電流為Ic，發射極電流為Ie,；電阻4的阻值為R4；齊納管5的嵌位電壓為U5；電阻6的阻值為R6；各模塊之間的參數滿足以下關系：