[發(fā)明專利]光電隔離數(shù)字輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換電路

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810757256.5
• 申請(qǐng)日: 2018-07-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108832924A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 仇維斌;戈建鳴;趙偉軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 今創(chuàng)集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): H03K19/0185
• 分類號(hào): H03K19/0185;H03K19/00;H03K19/094;H03K19/14
• 代理公司: 常州知融專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32302
• 代理人: 路接洲

本發(fā)明涉及一種光電隔離數(shù)字輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，包括第一級(jí)信號(hào)處理回路和第二級(jí)信號(hào)處理回路；所述的第一級(jí)信號(hào)處理回路和第二級(jí)信號(hào)處理回路之間通過(guò)N溝道場(chǎng)效應(yīng)管連接；高壓控制信號(hào)輸入為低電平時(shí)，第一級(jí)信號(hào)處理回路無(wú)功耗，N溝道場(chǎng)效應(yīng)管斷開(kāi)，第二級(jí)信號(hào)處理回路輸出低電平且無(wú)功耗；高壓控制信號(hào)輸入為高電平時(shí)，第一級(jí)信號(hào)處理回路對(duì)輸入的信號(hào)分壓并導(dǎo)通N溝道場(chǎng)效應(yīng)管，第二級(jí)信號(hào)處理回路輸出高電平。本發(fā)明對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行兩級(jí)信號(hào)處理，即保證了光耦的正常工作，又降低了整個(gè)電路所消耗的功率；不僅增加了系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性而且降低了成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)換電路，尤其是一種能夠降低功耗的光電隔離數(shù)字輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換電路。

背景技術(shù)

在電子電路設(shè)計(jì)中，尤其是在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用中，涉及到大量的開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入電路設(shè)計(jì)，對(duì)于輸入信號(hào)電壓較高且需要光電隔離的情況，由于光耦輸入電流不能太小，當(dāng)輸入信號(hào)電壓較高時(shí)，光耦的限流電阻上所消耗的功率會(huì)隨著輸入電壓的增加而增加。對(duì)高輸入信號(hào)電壓及輸入信號(hào)數(shù)量較多的系統(tǒng)而言，這會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性，以及系統(tǒng)效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提出一種光電隔離數(shù)字輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，通過(guò)二級(jí)信號(hào)處理達(dá)到整個(gè)信號(hào)處理電路整體功耗降低的目的。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種光電隔離數(shù)字輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，包括第一級(jí)信號(hào)處理回路和第二級(jí)信號(hào)處理回路；所述的第一級(jí)信號(hào)處理回路和第二級(jí)信號(hào)處理回路之間通過(guò)N溝道場(chǎng)效應(yīng)管連接；高壓控制信號(hào)輸入為低電平時(shí)，第一級(jí)信號(hào)處理回路無(wú)功耗，N溝道場(chǎng)效應(yīng)管斷開(kāi)，第二級(jí)信號(hào)處理回路輸出低電平且無(wú)功耗；高壓控制信號(hào)輸入為高電平時(shí)，第一級(jí)信號(hào)處理回路對(duì)輸入的信號(hào)分壓并導(dǎo)通N溝道場(chǎng)效應(yīng)管，第二級(jí)信號(hào)處理回路輸出高電平。

進(jìn)一步的說(shuō)，本發(fā)明所述的第一級(jí)信號(hào)處理回路由高壓控制信號(hào)、第一電阻、第二電阻與地構(gòu)成；所述的第一電阻和第二電阻對(duì)高壓控制信號(hào)進(jìn)行分壓。

再進(jìn)一步的說(shuō)，本發(fā)明所述的第一級(jí)信號(hào)處理回路由低壓直流電壓、第三電阻、光電耦合器和地構(gòu)成；所述的光電耦合器的輸入端分別連接第三電阻和N溝道場(chǎng)效應(yīng)管；光電耦合器的輸出端連接下拉電阻。

再進(jìn)一步的說(shuō)，本發(fā)明還包括由電容和瞬態(tài)抑制二極管并聯(lián)組成的輸入緩沖保護(hù)電路；所述的輸入緩沖保護(hù)電路與第一級(jí)信號(hào)處理回路連接。

本發(fā)明的有益效果是：對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行兩級(jí)信號(hào)處理，即保證了光耦的正常工作，又降低了整個(gè)電路所消耗的功率；不僅增加了系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性而且降低了成本。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1所示，一種光電隔離數(shù)字輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，N1為N溝道場(chǎng)效應(yīng)管，U1為光電耦合器，D1為TVS二極管，V1為低壓直流電。

其工作原理如下。

當(dāng)高壓控制信號(hào)Vin為高電平時(shí),電壓Vin通過(guò)電阻R1、R2分壓，在a點(diǎn)處形成電壓選取適當(dāng)?shù)腞1、R2阻值，使得V_a電壓大于場(chǎng)效應(yīng)管N1柵極G的導(dǎo)通門檻電壓，則N1的漏極D與源極S之間導(dǎo)通,電壓V1通過(guò)電阻R3、光耦U1、場(chǎng)效應(yīng)管N1與地之間構(gòu)成回路，從而使光耦的輸出級(jí)導(dǎo)通，Vout輸出高電平。

當(dāng)高壓控制信號(hào)Vin為低電平時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管N1柵極G的電壓為低電平，N1關(guān)斷，光耦的輸入二極管截止，光耦的輸出也截止，由于下拉電阻R4，使輸出電壓Vout輸出低電平。

此電路中C1，D1為輸入緩沖保護(hù)電路，對(duì)過(guò)電壓、脈沖干擾可實(shí)施保護(hù)。