[實用新型]具有過載保護功能的隔離脈沖輸出電路

有效

• 申請號: 201922225000.2
• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN210839525U
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 陳會慶;彭訥;牟柯臣
• 申請（專利權）人: 中環天儀股份有限公司
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 王鳳英

本實用新型公開了一種具有過載保護功能的隔離脈沖輸出電路及實現方法。電路包括MCU、隔離脈沖輸出光耦、限流電阻，過載保護執行光耦、電流采樣電阻，過載控制三極管以及外接的模擬負載和外部電源；當MCU需要進行隔離脈沖輸出時，隔離輸出脈沖光耦發光二極管導通，隔離脈沖輸出光耦的光電三極管集電極、發射極導通，當采樣電阻上的壓降達到0.7V時，過載控制三極管導通，其光電三極管集電極和發射極導通，將隔離脈沖輸出光耦的發光二極管陽極拉低，使得隔離脈沖輸出光耦的二極管不再導通，隔離脈沖輸出光耦的光電三極管集電極、發射極之間不導通，外部的電流不能夠形成回路，從而有效地保護了隔離脈沖輸出電路，防止由于過載而損壞電路。

技術領域

本實用新型涉及一種自動控制或儀器儀表的電路，特別涉及一種具有過載保護功能的隔離脈沖輸出電路。

背景技術

在自動控制或儀器儀表電路中，經常會采用光耦隔離方式實現脈沖的隔離輸出，這種典型的常規電路示于圖3中。包括脈沖輸出控制MCU,隔離脈沖輸出光耦U1、限流電阻R1，以及外接的模擬負載R，外部電源；當MCU需要進行隔離脈沖輸出時，I/O引腳變低，與之相連的隔離脈沖輸出光耦U1的發光二極管陰極變低，發光二極管導通，由于有電流流過隔離脈沖輸出光耦U1的發光二極管，U1的光電三極管集電極、發射極導通，外接電源的V+端，模擬負載R，采樣電阻R2，隔離脈沖輸出光耦U1的光電三極管集電極、發射極外接電源V-端，形成導通回路，在R上產生一個電壓脈沖，當MCU不需要進行隔離脈沖輸出時，I/O引腳變高，隔離脈沖輸出光耦U1的發光二極管不導通，U1的光電三極管集電極、發射極之間不導通，外部的電流不能夠形成回路，模擬負載R上不會有電壓脈沖形成。

這種常規電路存在如下缺點：

1.在實際使用過程中，模擬負載R和外部電源都變化比較大，有時在負載R上形成脈沖的過程中，回路電流過大，造成隔離輸出光耦損壞。

2.隔離脈沖輸出電路工作時，對于外部脈沖回路沒有檢測，只有器件損壞才會發現問題。

發明內容

鑒于現有技術存在的缺點，本實用新型提供一種具有過載保護功能的隔離脈沖輸出電路。這種保護電路通過電流采樣電阻R2，對脈沖輸出過程中的回路電流進行實時采樣，一旦出現隔離脈沖輸出回路有過載，就會通過過載控制三極管Q1，控制過載保護執行光耦U2工作，停止隔離脈沖的輸出，從而有效地保護隔離輸出光耦，當調整外部電源或者模擬負載R參數，使得脈沖輸出過載問題排除后，隔離脈沖輸出電路又可以正常工作。

為實現上述目的，本實用新型所采取的技術方案是：一種具有過載保護功能的隔離脈沖輸出電路，其特征在于：包括脈沖輸出控制MCU、隔離脈沖輸出光耦U1、限流電阻R1，過載保護執行光耦U2、電流采樣電阻R2，過載控制三極管Q1以及外接的模擬負載R和外部電源；具體電路連接為：隔離脈沖輸出光耦U1的發光二極管陽極接限流電阻R1一端和過載保護執行光耦U2的光電三極管集電極，限流電阻R1的另一端接電源正端VCC，隔離脈沖輸出光耦U1的發光二極管陰極接脈沖輸出控制MCU的I/O引腳，隔離脈沖輸出光耦U1的光電三極管集電極接電流采樣電阻R2一端和過載控制三極管的基極，電流采樣電阻R2的另一端接過載控制三極管Q1的發射極，然后一同接到模擬負載R一端，外接的模擬負載R的另一端接外部電源正端V+，隔離脈沖輸出光耦U1的光電三極管發射極接過載保護執行光耦U2的發光二極管陰極，再接到外部電源負端V-，過載控制三極管Q1的集電極接過載保護執行光耦U2的發光二極管陽極，過載保護執行光耦U2的光電三極管發射極接電源的負端GND。

本實用新型的有益效果是：可以對于隔離脈沖輸出回路的電流進行實時采樣，一旦接入的模擬負載與外部電源超出了隔離脈沖輸出回路的保護值，過載控制三極管Q1即刻控制過載保護執行光耦U2工作，停止隔離脈沖的輸出，從而有效的保護了隔離輸出光耦；當脈沖輸出電路發生過載的時候，隔離保護電路可以保護脈沖輸出光耦不會因為過載而永久損壞；在過載保護隔離脈沖輸出電路發生保護時，一旦用戶通過調整外部電源或者模擬負載R參數，使得脈沖輸出過載問題排除后，隔離脈沖輸出電路又可以正常工作。