[實用新型]一種適配電路、接口電路和驅動器

有效

• 申請號: 201220710270.8
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN203039667U
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 吳建元;許偉清
• 申請（專利權）人: 西門子數控（南京）有限公司
• 主分類號: H03K19/0185
• 分類號: H03K19/0185
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李慧

技術領域

本實用新型涉及電氣控制技術領域，具體地說，本實用新型涉及一種適配電路以及包括該適配電路的接口電路和驅動器。

背景技術

電氣控制系統一般由多個設備構成，為屏蔽外界干擾，這些設備往往需要通過電纜連接，這樣各設備就需要具有相應的輸入、輸出接口。例如，圖1示出了一種常見的電氣控制系統，它包括依次連接的可編程邏輯控制器1（下文中簡稱為PLC）、驅動器2和電機3。其中，PLC具有多個脈沖序列輸出接口（Pulse?Train?Output?interface，下文中簡稱為PTO接口），圖1中PTO1接口和PTO2接口可輸出20kHz和100kHz的脈沖序列信號，驅動器2具有脈沖序列輸入接口（Pulse?Train?Input?interface，下文中簡稱為PTI接口），PLC的PTO接口一般通過電纜連接驅動器的PTI接口，從而將脈沖序列輸出至驅動器，再由驅動器2驅動電機3工作。圖1中PLC還具有一模擬輸出接口（AO接口），驅動器2也可以通過AO接口接收PLC的信號。

目前PLC的PTO接口有三種電壓級，分別是24v級輸出接口，12v級輸出接口和5v級輸出接口。傳統的驅動器的PTI接口產品往往只能直接匹配其中一種電壓級的PTO接口。PLC端的PTO接口與驅動器端的PTI接口只有在具有相同的電壓級時才能直接連接。當PLC的PTO接口電壓級與驅動器的PTI接口不匹配時，則需要在PLC和驅動器之間增加額外的外置電路或外置連接器，使用起來十分不便。

西門子的驅動器提供5v級PTI接口，它可以直接連接PLC的5v級PTO接口，如果要連接24v或12v級PTO接口，則需要使用集成了電路的特制電纜連接。而其它公司的驅動器中，有一類為不同電壓輸入提供多個不同針腳連接器，一些針腳連接器可以直接連接5v級PTO接口，另一些針腳連接器可以直接連接24v級PTO接口，這樣雖然能解決5v級和24v級脈沖序列信號的直連問題，但由于需要增加更多的針腳連接器不利于節省電路板的空間和開銷。并且，這類驅動器仍然無法直接適配12v的脈沖序列信號，如果要連接12v級PTO接口，仍需要增加額外的連接器或電阻。到目前為止，市場上尚沒有提供具有能夠自動適配不同電壓級脈沖序列的PTI接口的驅動器。因此，當前迫切需要一種適配不同電壓級脈沖序列的PTI接口解決方案。

實用新型內容

本實用新型旨在提供一種能夠適配不同電壓級工業數字信號的適配電路。

為實現上述目的，本實用新型提出了一種適配電路，包括耗盡型場效應晶體管和限流電阻，所述耗盡型場效應晶體管的漏極連接所述適配電路的第一端，源極連接所述限流電阻的一端，柵極連接所述限流電阻的另一端并與所述適配電路的第二端連接，所述適配電路的第一端和第二端分別用于輸入或輸出電流。該方案中，適配電路能夠在一定的電壓范圍內限制電流，并且該適配電路的工作頻率滿足工業數字信號的要求，因此能夠適配不同電壓級的工業數字信號。

一個實施例中，所述耗盡型場效應晶體管為N溝道耗盡型場效應晶體管，所述適配電路的第一端用于輸入電流，所述適配電路的第二端用于輸出電流。

一個實施例中，所述耗盡型場效應晶體管為P溝道耗盡型場效應晶體管，所述適配電路的第二端用于輸入電流，所述適配電路的第一端用于輸出電流。

一個實施例中，限流電阻的阻值R=-V_gs0/I₀，其中I₀為適配電路所需限定的最大電流，V_gs0是所述耗盡型場效應晶體管的驅動電壓V_gs和導通電流I_ds的關系曲線中，I_ds=I₀時所對應的驅動電壓V_gs的值。該方案中，適配電路能夠在一定的電壓范圍內更加精確地限制電流，從而更好地適配不同電壓級的工業數字信號。

進一步地，本實用新型的另一目的是提供一種能夠適配不同電壓級工業數字信號輸入的接口電路。

為實現上述目的，本實用新型提出了一種接口電路，該接口電路中具有適配電路，該適配電路包括耗盡型場效應晶體管和限流電阻，所述耗盡型場效應晶體管的漏極連接所述適配電路的第一端，源極連接所述限流電阻的一端，柵極連接所述限流電阻的另一端并與所述適配電路的第二端連接，所述適配電路的第一端和第二端分別用于輸入或輸出電流。該方案中，適配電路能夠在一定的電壓范圍內限制電流，從而保證接口電路適配不同電壓級的工業數字信號輸入，對于不同電壓級的工業數字信號，該接口電路不需要重寫多個針腳連接器，節省了電路板的空間和開銷，且便于使用。