[發明專利]用于工業控制的具有生成和吸收性能及低熱耗的輸出模塊

有效

• 申請號: 201310184785.8
• 申請日: 2013-05-17
• 公開（公告）號: CN103425063A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 約翰·R·奧康奈爾;達勒·特爾丹;大衛·A·帕塞拉;沙爾邁納·J·萬·米寧;布雷特·S·希爾德布蘭
• 申請（專利權）人: 洛克威爾自動控制技術股份有限公司
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;陳煒

1.一種用于工業控制系統的I/O模塊電路，包括：

殼體；

端子，所述端子由所述殼體支承，用于接收由所述I/O模塊電路控制的電功率；以及

包含在所述殼體中的電路，設置有：

至少一個場效應晶體管，所述場效應晶體管具有在所述端子之間串聯的源極和漏極，以根據由所述場效應晶體管的柵極所接收的第一信號來控制流經所述端子的電流；

輸入，所述輸入由所述殼體支承，接收表示所述I/O模塊的端子處的電功率的期望控制的第二信號；

功率隔離器，所述功率隔離器在第一控制器側接收第二信號并且在第二現場側提供輸出功率以及傳送所述第二信號的信息的第一信號；

其中，所述輸出功率由在所述功率隔離器的第一控制器側所接收的輸入電功率來得出，但相對于所述輸入功率被隔離并且浮動；以及

其中，所述第一信號相對于所述第二信號被隔離并且浮動。

2.根據權利要求1所述的I/O模塊，其中，所述輸入電功率由所述第二信號得出。

3.根據權利要求2所述的I/O模塊，其中，所述功率隔離器包括從所述第二信號所驅動的光源接收光的光伏堆，以及其中，所隔離的輸出電功率和第一信號通過所述光伏堆將光轉換成電能來產生。

4.根據權利要求1所述的I/O模塊，其中，所述輸入電功率獨立于所述第二信號。

5.根據權利要求4所述的I/O模塊，其中，所述功率隔離器包括具有受所述第二信號驅動的至少一個變壓器的初級繞組的至少一個變壓器，以及其中，所隔離的輸出電功率和所述第一信號由所述變壓器的次級繞組產生。

6.一種用于工業控制系統的I/O模塊電路，包括：

殼體；

端子，所述端子由所述殼體支承，用于接收由所述I/O模塊電路控制的電功率；以及

包含在所述殼體中的電路，設置有：

至少一個場效應晶體管，所述場效應晶體管具有在所述端子之間串聯的源極和漏極，以根據由所述場效應晶體管的柵極所接收的信號來控制流經所述端子的電流；

光伏電壓光學隔離器，所述光伏電壓光學隔離器具有連接至所述場效應晶體管的柵極的光伏堆并且與發光二極管光學隔離；以及

輸入，所述輸入由所述殼體支承，接收表示所述I/O模塊的端子處的電功率的期望控制的信號，所述信號控制流經所述發光二極管的電流。

7.根據權利要求6所述的I/O模塊電路，其中，包含在所述殼體中電路包括兩個串聯連接的場效應晶體管，以及其中，所述光伏堆在所述兩個串聯連接的場效應晶體管的源極的連接點與所述兩個串聯連接的場效應晶體管的柵極之間相連。

8.根據權利要求7所述的I/O模塊電路，其中，所述兩個場效應晶體管相連接，第一場效應晶體管的漏極連接至第一端子，所述第一場效應晶體管的源極連接至第二場效應晶體管的源極，并且所述第二場效應晶體管的漏極連接至第二端子。

9.根據權利要求7所述的I/O模塊電路，其中，所述兩個場效應晶體管由與所述電路的電路板通信的第一模塊支承，所述第一模塊以可釋放的方式電連接至所述電路板，并且還包括也以可釋放的方式電連接至所述電路板的第二模塊并且保持具有不同的電壓或電流限制的兩個不同的場效應晶體管。

10.根據權利要求8所述的I/O模塊電路，還包括在所述第一場效應晶體管和所述第二場效應晶體管的柵極與所述兩個串聯連接的場效應晶體管的連接點之間連接的有源下拉晶體管。

11.根據權利要求10所述的I/O模塊電路，還包括將所述光伏堆與所述有源下拉晶體管至所述場效應晶體管的柵極的連接分離的二極管，以及其中，所述有源下拉晶體管的控制輸入在所述二極管的與所述場效應晶體管的柵極相對的側上連接至所述光伏堆。

12.根據權利要求6所述的I/O模塊電路，還包括在光伏堆兩端的下拉電阻器。

13.根據權利要求6所述的I/O模塊電路，還包括連接至所述端子的過零檢測器，用于對連接至所述端子的AC波形的過零進行檢測，以在臨近所述AC波形的過零時刻控制所述場效應晶體管的開關。