[發明專利]數字輸出電路及工業控制設備

在審

• 申請號: 201810315648.6
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108733122A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 安普風;李培偉;柏子平
• 申請（專利權）人: 蘇州匯川技術有限公司
• 主分類號: G05F1/573
• 分類號: G05F1/573;G05F1/46;G05B19/05
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 陸軍

本發明提供了一種數字輸出電路及工業控制設備，所述數字輸出電路包括光耦、第一開關管、數字輸出端口、第二電阻和過流保護單元，所述過流保護單元包括偵測子單元以及電壓鉗位子單元；所述偵測子單元的兩端分別連接數字輸出端口和電壓鉗位子單元的控制端；所述第二電阻串聯連接在所述第一供電電源與第一電阻之間，所述電壓鉗位子單元在第一電阻和第二電阻連接點電壓大于或等于第一預設值且該電壓鉗位子單元的控制端電壓大于第二預設值時將所述第一電阻和第二電阻連接點電壓鉗位到第三預設值。本發明通過檢測數字輸出電路的數字輸出端口電壓來鉗位光耦輸出電壓，從而在不影響數字輸出電路功能的同時，有效防止數字輸出電路因短路、過流而損壞。

技術領域

本發明涉及電子設備領域，更具體地說，涉及一種數字輸出電路及工業控 制設備。

背景技術

在工業控制設備中，數字輸出電路(Digital Output Circle，簡稱DO電路) 是應用最為廣泛的電路，例如可以用于變頻器或伺服電機控制器向上位機(例 如PLC，即可編程邏輯控制器)傳輸高低電平狀態信息以及脈沖信息等。一般 來說DO電路會與上位機的數字輸入電路(Digital Input Circle，簡稱DI電路) 連接，如圖1所示。

由于DO電路11和DI電路12之間的連線一般是人手工接線，存在對接線不 清楚或者接線失誤的問題，例如可能導致DO端口誤接DI電路12的供電電源 VCC(例如24V)的情況(該情況可以稱之為短路)。若DO電路11的DO端口 短路且輸出三極管Q處于導通狀態，則必然會使流入輸出三極管Q的集電極的 電流過大(該情況可以稱之為過流)，且此時供電電源VCC的電壓會直接加在 輸出三極管Q的集電極和發射極之間，近似于供電電源VCC通過輸出三極管Q 對地短路，導致輸出三極管Q功率遠遠超過其額定功率，瞬間會損壞輸出三極 管Q，且這種損壞是不可恢復的，從而導致該路數字輸出電路失效。

針對上述情況，目前主要在DO端口之前加入可恢復保險絲F1，如圖1所示。 然而，在DO端口之前加入可恢復保險絲F1時，由于可恢復保險絲F1是由于過 流后發熱導致斷開，在斷開過程中會持續短到幾十毫秒，長到數秒的延遲時間。 這段時間內，輸出三極管Q必然會發熱比較嚴重，并且由于可恢復保險絲F1的 可恢復特性，會一直重復通斷切換狀態，從而輸出三極管Q的溫度并不會明顯 下降。雖然這種方式短時間不會損壞輸出三極管Q，但是上述這種工作方式必 然會大大降低輸出三極管Q和可恢復保險絲F1的壽命，并且最終也會導致該路 數字輸出電路失效。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對上述數字輸出電路中因接線失誤而影 響第一開關管和可恢復保險絲壽命的問題，提供一種新的數字輸出電路及工業 控制設備。

本發明解決上述技術問題的技術方案是，提供一種數字輸出電路，包括光 耦、第一開關管以及數字輸出端口，且所述光耦輸出端的集電極經由第一電阻 連接到第一供電電源、發射極連接到所述第一開關管的控制端，所述數字輸出 電路還包括第二電阻和過流保護單元，且所述過流保護單元包括偵測子單元以 及電壓鉗位子單元；所述偵測子單元的兩端分別連接所述數字輸出端口和所述 電壓鉗位子單元的控制端；所述第二電阻串聯連接在所述第一供電電源與第一 電阻之間，所述電壓鉗位子單元在所述第一電阻和第二電阻連接點的電壓大于 或者等于第一預設值且所述電壓鉗位子單元的控制端電壓大于第二預設值時 將所述第一電阻和第二電阻連接點的電壓鉗位到第三預設值。

在本發明所述的數字輸出電路中，所述偵測子單元包括二極管，且所述二 極管的陽極連接到所述電壓鉗位子單元的控制端，所述二極管的陰極連接到所 述數字輸出端口。

在本發明所述的數字輸出電路中，所述電壓鉗位子單元包括第三電阻和電 源基準芯片，且所述電壓鉗位子單元的控制端由所述電源基準芯片的參考極構 成；所述電源基準芯片的陽極連接參考地、陰極連接所述第一電阻和第二電阻 的連接點、參考極連接所述二極管的陽極，所述第三電阻的兩端分別連接所述 電源基準芯片的陰極以及所述參考極。