[發明專利]一種模擬量電流輸出系統

有效

• 申請號: 202011401000.4
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112558674B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發明（設計）人: 陸衛軍;段汝良;洪忠亮;韋凱明;朱威
• 申請（專利權）人: 浙江中控技術股份有限公司
• 主分類號: H02M1/34
• 分類號: H02M1/34;G05F1/565
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱宗力

一種模擬量電流輸出系統，包括：軌壓電源選擇模塊、電壓電流轉換模塊、電壓比較模塊；電壓電流轉換模塊的第一輸入端接收控制電壓信號，電壓電流轉換模塊的第二輸入端與軌壓電源選擇模塊的輸出端相連；電壓比較模塊包括施密特觸發器，施密特觸發器的第一輸入端與電壓電流轉換模塊的反饋信號端相連，第二輸入端用于獲取第一基準電壓和第二基準電壓，輸出端與軌壓電源選擇模塊的控制端相連，用于基于反饋信號和第一基準電壓以及第二基準電壓的比較結果，輸出用于控制軌壓電源選擇模塊輸出電壓大小的電壓控制信號；軌壓電源選擇模塊的用于向電壓電流轉換模塊輸出跟隨施密特觸發器的輸出電壓變化的軌壓電壓，該系統具有成本低、體積小的優點。

技術領域

本發明涉及集成電路技術領域，具體涉及一種模擬量電流輸出系統。

背景技術

模擬量電流(如4mA～20mA)輸出系統常用于對生產現場及公用工程的執行機構進行驅動控制，一般驅動電壓為24V。由于執行機構各異，其阻抗各有不同，在由輸出電流對執行機構進行驅動控制過程中，當執行機構的輸入阻抗與輸出電流的乘積較小時，會導致模擬量電流輸出系統內部的壓降較大，以至于大量的功率消耗在模擬量電流輸出系統內部，尤其是消耗在電壓調整管上，如此不僅造成大量電能的浪費，而且使得模擬量電流輸出系統的內部溫度大幅度升高，大大縮短電子元器件壽命，使系統容易產生各種故障，降低了系統的可靠性。現有技術對模擬量輸出系統進行了改進，如《一種低功耗模塊量電流輸出系統及方法》通過反饋電壓輸出模塊采集電壓調整管兩端的壓降后產生反饋電壓給可調電壓輸出模塊，從而調節驅動電壓大小，使得電壓調整管兩端的壓降控制在較低的范圍內，從而控制模擬量電流輸出系統的內部功耗，達到低功耗設計的目的。但是現有方法須具備電壓調整模塊與電壓調整器反饋電壓輸出模塊。其中可調電壓輸出模塊需要電源芯片、電感等一系列器件構成，負載調整性能要求高，容易造成反饋輸出模塊不穩定等特點。同時因為電路規模大成本高不利于未來電路規模小型化、低成本的趨勢。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種模擬量電流輸出系統，以提供一種低成本、小型化的模擬量電流輸出系統。

為實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：

一種模擬量電流輸出系統，包括：

軌壓電源選擇模塊、電壓電流轉換模塊、電壓比較模塊；

所述電壓電流轉換模塊的第一輸入端接收控制電壓信號，所述電壓電流轉換模塊的第二輸入端直接或通過負載與所述軌壓電源選擇模塊的輸出端相連，用于基于所述電壓信號與所述電壓電流轉換模塊的輸出電壓的比較結果控制所述軌壓電源選擇模塊輸入至所述負載上的電壓的占空比；

所述電壓比較模塊包括施密特觸發器，所述施密特觸發器的第一輸入端與所述電壓電流轉換模塊的反饋信號端相連，所述施密特觸發器的第二輸入端用于獲取第一基準電壓和第二基準電壓，所述施密特觸發器的輸出端與所述軌壓電源選擇模塊的控制端相連，所述施密特觸發器用于基于所述反饋信號和第一基準電壓以及第二基準電壓的比較結果，通過所述輸出端輸出用于控制所述軌壓電源選擇模塊輸出電壓大小的電壓控制信號；

所述軌壓電源選擇模塊的輸入端接入供電電壓，所述軌壓電源選擇模塊的輸出端與所述電壓電流轉換模塊的輸入端相連，用于向所述電壓電流轉換模塊輸出跟隨所述施密特觸發器的輸出電壓變化的軌壓電壓。

可選的，上述模擬量電流輸出系統中，所述軌壓電源選擇模塊包括：

輸出端相連的第一軌壓電源支路和第二軌壓電源支路；

所述第一軌壓電源支路的輸入端用于輸入端第一電壓，所述第一軌壓電源支路用于提供固定大小的第一軌壓電壓；

所述第二軌壓電源支路的輸入端用于輸入端第二電壓，所述第二軌壓電源支路的控制端作為所述軌壓電源選擇模塊的控制端，所述第二軌壓電源支路用于提供跟隨所述施密特觸發的輸出電壓變化的第二軌壓電壓。