[發明專利]一種隔離輸出電路

在審

• 申請號: 202010906585.9
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN112217507A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 饒志建;陳正海
• 申請（專利權）人: 金卡智能集團股份有限公司
• 主分類號: H03K19/0185
• 分類號: H03K19/0185
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 劉廣達

本申請公開了一種隔離輸出電路包括：隔離電路、穩壓電路和調整電路；所述隔離電路和穩壓電路以及調整電路連接，隔離電路用于接收脈沖寬度調制波，對所述脈沖寬度調制波進行隔離后，發送至調整電路；所述穩壓電路與所述調整電路連接，穩壓電路用于對供電電壓進行穩壓，輸出基準電壓，發送至調整電路；所述調整電路，用于根據隔離后的脈沖寬度調制波，控制輸出電流。使用隔離電路對脈沖寬度調制波進行隔離，成本低，可靠性高，占用主板I/O口少；通過穩壓電路生成基準電壓，調整電路根據隔離后的脈沖寬度調制波，控制輸出電流，需要的器件少，占用PCB板空間少。

技術領域

本申請涉及電路領域，尤其涉及一種隔離輸出電路。

背景技術

在工業應用現場，通常使用一個儀表放大器來完成信號的調理并進行長線傳輸，但是會產生以下問題：(A)由于傳輸的信號是電壓信號，傳輸線容易受到噪聲的干擾，使得信號傳輸產生較大的誤差；(B)傳輸線的分布電阻會產生電壓壓降；(C)儀表放大器的供電電壓供給問題。為解決上述問題和避開噪聲的影響，一般使用電流信號(對噪聲不敏感且不存在壓降問題)來進行信號的傳輸，其中4mA表示零信號，20mA表示信號的滿刻度值而低于4mA和高于20mA的信號用于各種故障的報警。

目前，4-20mA電流輸出方案主要包含以下幾種方案設計：

集成的AO(Analogue Output)模塊，只需為AO模塊提供外部供電電壓及AO模塊的輸入管腳輸入DAC電平值即可輸出對應的隔離的電流值。主要核心器件為DAC芯片和AO集成模塊，然而，DAC芯片的價格比較昂貴、需占用較多主控MCU的I/O口資源且占據較大的PCB板面積；

通過使用專用的轉換芯片(XTR110、XTR115等)實現電壓信號到電路信號的轉換，但是專用的轉換芯片的成本很高，芯片外圍的電阻、電容、MOS管等調整電路設計繁雜，電路適用場合存在局限性，并且該方案設計也不可避免的需要使用DAC芯片及至少三個光耦來實現隔離功能，價格昂貴且需占用主控MCU的I/O口資源，電路設計復雜，可靠性較差，輸出精度較低。

綜上所述，需要提供一種成本低、占用主板I/O口少、占用PCB板空間少、可靠性高的隔離輸出電路。

發明內容

為解決以上問題，本申請提出了一種隔離輸出電路，包括：隔離電路、穩壓電路和調整電路；

所述隔離電路和穩壓電路以及調整電路連接，隔離電路用于接收脈沖寬度調制波，對所述脈沖寬度調制波進行隔離后，發送至調整電路；

所述穩壓電路與所述調整電路連接，穩壓電路用于對供電電壓進行穩壓，輸出基準電壓，發送至調整電路；

所述調整電路，用于根據隔離后的脈沖寬度調制波，控制輸出電流。

優選地，所述穩壓電路，包括：穩壓子電路、第一濾波電路、第二濾波電路和負載；

所述穩壓子電路和第一濾波電路以及第二濾波電路并聯，穩壓子電路的一端輸入供電電壓，穩壓電路對供電電壓進行處理后，輸出基準電壓，通過另一端輸出至所述隔離電路和調整電路；

所述負載與所述穩壓子電路輸出基準電壓的一端連接。優選地，所述隔離電路，包括：光耦合電路和第三濾波電路；

所述第三濾波電路與所述光耦合電路的輸出端連接；

所述光耦合電路的輸入端與主控電路連接，接收脈沖寬度調制波，生成隔離后的脈沖寬度調整波，通過輸出端輸出至所述調整電路。

利用單個光耦實現4-20mA信號的隔離輸出，在控制成本的基礎上實現了隔離電路的隔離輸出，提升了電路的安全可靠性。優選地，所述調整電路，包括：電平選擇電路和負反饋電路；

所述電平選擇電路的輸入端與隔離電路和穩壓電路連接，輸出端與負反饋電路連接；