[發明專利]高精度電壓電流隔離轉換模塊

有效

• 申請號: 201410034625.X
• 申請日: 2014-01-25
• 公開（公告）號: CN103762970A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 李鋼
• 申請（專利權）人: 濟南諾輝節能技術開發有限公司
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 王汝銀

技術領域

本發明涉及一種轉換電路，尤其涉及一種高精度電壓電流隔離轉換模塊。?

背景技術

在工業現場，通常情況下變頻器、閥門、執行機構等現場設備與控制器輸出端距離較遠，因而需要對現場設備進行遠距離控制，目前，大多采用0~20MA的電流信號進行遠程控制，為了排除信號傳輸時的干擾，需要對輸出信號進行電氣隔離，這樣就需要一種電壓轉換電流的的轉換模塊。

目前，雖然也有一些轉換模塊，然而現有的轉換模塊內部電路復雜，需要多種電源供電才能操作，因而誤差較大，穩定性不高，操作起來也不方便。而且，由于現有的轉換模塊中不具有過壓保護和極性保護功能，因而容易損壞。

發明內容

為解決上述現有技術中的缺陷，本發明提供了高精度電壓電流隔離轉換模塊，該模塊解決了穩定性低、成本高、誤差大的問題，并且具有驅動力高和極性保護的功能。

為解決上述技術問題，本發明方案包括：高精度電壓電流隔離轉換模塊，其特征在于，包括電壓跟隨電路、加法電路、信號發射電路、比例放大電路、電流轉換電路、穩壓電路和橋式整流電路，

所述的電壓跟隨電路包括運算放大器U1和OR電阻RX1，U1的第五引腳通過OR電阻連接輸入端，U1的第六引腳分別連接U1的第七引腳和RX1的一端；

所述的加法電路包括電阻R1、電阻R2、運算放大器U1、電容C1和光耦HCNR201，R1的一端連接RX1的另一端，R1的另一端連接R2的一端，R2的另一端連接U1的第二引腳，U1的第一引腳連接C1的一端，C1的另一端連接U1的第二引腳，U1的第三引腳和第四引腳接地，U1的第八引腳接+12V電源，HCNR201的第三引腳連接U1的第二引腳，HCNR201的第四引腳接地；

所述的信號發射電路包括電阻R3、三極管Q1和光耦HCNR201，Q1的基極連接U1的第一引腳，Q1的集電極接地，Q1的發射極連接HCNR201的第一引腳，HCNR201的第二引腳連接R3一端，R3另一端連接+12V電源；

所述的比例放大電路包括電阻R4、電阻R5、電阻R6、電容C2、光耦HCNR201和運算放大器U2，HCNR201的第五引腳連接U2的第三引腳，HCNR201的第六引腳連接U2的第四引腳，R4一端連接U2第三引腳，R4另一端連接R6一端，R6另一端分別連接R5一端和U2第四引腳，R5另一端連接U2的第二引腳，U2的第一引腳連接C2一端，C2另一端連接U2的第二引腳；

所述的電流轉換電路包括三極管Q4和電阻R7，Q4的基極連接U2的第一引腳，Q4的發射極連接R7一端，R7另一端連接U2的第四引腳；

所述的穩壓電路包括三極管Q2、三極管Q3、電阻R8、電阻R9、5.1V穩壓二極管D1和電容C3，C3的一端連接U2的第八引腳，C3的另一端連接Q2的發射極，Q2的發射極分別連接R9一端和HCNR201的第六引腳，R9另一端分別連接Q2基極和D1正極，D1負極分別連接U2第八引腳和Q3發射極，Q3集電極分別連接R8一端和Q4集電極，R8另一端分別連接Q3基極和Q2集電極；

所述的橋式整流電路包括二極管D3、二極管D4、二極管D5和二極管D6，D3負極連接Q3集電極，D3正極分別連接D5負極和第二輸出端，D5正極分別連接R6一端和D6正極，D6負極分別連接D4正極和第一輸出端，D4負極連接D3負極。

進一步的，所述的轉換模塊包括電容C4，C4的一端連接D3負極，C4的另一端連接D5正極。

進一步的，所述的轉換模塊包括36V穩壓二極管D2,D2負極連接D3負極，D2正極連接D5正極。

進一步的，所述的+12V電源通過兩個并聯的電容接地。

進一步的，所述的U1和U2均采用LM358系列的芯片。

進一步的，所述的Q1為PNP型三極管，Q2、Q3、Q4均為NPN型三極管。

本發明的有益效果是：該電路相比現有的隔離模塊，結構簡單，成本低廉，在輸入端增加電壓跟隨電路，增強了輸入信號的驅動能力；電路中采用多級穩壓，保證了電路的穩定性；通過多次濾波和設置精度電阻，有效降低了誤差，大大提高了電路的輸出精度；在輸出端，利用整流電路實現了對模塊的過壓保護和極性保護，大大延長了模塊的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發明的電路原理圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施進行說明，應當理解，此處所描述的實施示例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。