[實用新型]一種環路電阻保護電路

有效

• 申請號: 202023146999.0
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN214380079U
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 楊英振;史家濤;王飛飛;張迪;寧璐平
• 申請（專利權）人: 濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 藏斌

本實用新型提供一種環路電阻保護電路，包括：4?20mA電流傳感器、環路電阻R1、環路電阻R2、場效應晶體管、驅動電路和控制器；4?20mA電流傳感器的一端與電源電壓相連，4?20mA電流傳感器的傳感器接口與環路電阻R1的一端相連，環路電阻R1的另一端與場效應晶體管的漏極相連；場效應晶體管的源極與環路電阻R2的一端相連；場效應晶體管的柵極與驅動電路的輸出端相連，驅動電路的輸入端與控制器的輸出端相連，控制器的采樣端口與4?20mA電流傳感器的傳感器接口相連，能夠在4?20mA電流傳感器的開啟早于場效應晶體管的開啟，或者4?20mA電流傳感器輸出的電流大于預設電流閾值時，保護環路電阻。

技術領域

本實用新型涉及電子技術領域，更具體地說，涉及一種環路電阻保護電路。

背景技術

隨著電子技術的不斷發展，控制器的硬件設計也在不斷發展，控制器與傳感器的匹配是控制器的硬件設計中最重要的環節。在諸多傳感器類型中，大多類型的傳感器與控制器的匹配都比較容易實現，除了4-20mA電流傳感器。

在4-20mA電流傳感器與控制器MCU匹配的過程中，需要環路電阻，如圖1所示，并且環路電阻不能大于500歐姆，且具備一定的精度。但是，環路電阻能夠承受的功率較小，當4-20mA電流傳感器輸出的電流較大時，就會導致流經環路電阻的電流過大，導致環路電阻的功率增大，環路電阻被燒壞，因此，需要對環路電阻施加保護電路避免環路電阻被燒壞。

在現有技術中，采用比較器電壓比較的方式保護環路電阻，如圖2所示，當比較器U1輸入端口的電壓大于比較U1的基準電壓Uref時，比較器U1的輸出電平發生反轉，斷開開關K1，關閉環路電阻，從而達到保護環路電阻R1的目的。

但是，當4-20mA電流傳感器的開啟早于開關K1的開啟時，就會出現懸浮電壓，輸入端口電壓高于比較器U1的基準電壓Uref，比較器U1的輸出電平發生反轉，閉合開關K1，開關K1被鎖死，當4-20mA電流傳感器輸出的電流較大時，無法斷開開關K1，流經環路電阻的電流過大，導致環路電阻的功率增大，環路電阻被燒壞。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提供一種環路電阻保護電路，以實現在4-20mA電流傳感器與控制器MCU匹配的過程中達到保護環路電阻的目的。

為實現上述目的，本實用新型實施例提供如下技術方案：

本實用新型實施例提供一種環路電阻保護電路，包括：4-20mA電流傳感器、環路電阻R1、環路電阻R2、場效應晶體管MOSFETQ1、驅動電路和控制器MCU；

所述4-20mA電流傳感器的一端與電源電壓VCC相連，所述4-20mA電流傳感器的傳感器接口與所述環路電阻R1的一端相連，所述環路電阻R1的另一端與所述場效應晶體管MOSFETQ1的漏極相連；

所述場效應晶體管MOSFETQ1的源極與所述環路電阻R2的一端相連，所述環路電阻R2的另一端接地；

所述場效應晶體管MOSFETQ1的柵極與所述驅動電路的輸出端相連，所述驅動電路的輸入端與所述控制器MCU的輸出端相連，所述控制器MCU的采樣端口與所述4-20mA電流傳感器的傳感器接口相連；

當所述4-20mA電流傳感器的開啟早于所述場效應晶體管MOSFETQ1的開啟時，流經所述環路電阻R2的電流為0，使所述環路電阻R1無環路電流；

當所述4-20mA電流傳感器輸出的電流大于預設電流閾值時，所述場效應晶體管MOSFETQ1進入線性放大狀態，限制流入所述環路電阻R1和所述環路電阻R2的電流。

可選的，所述驅動電路包括第一鎖存器U1和第一限流電阻R3；

所述第一鎖存器U1的輸入端與所述控制器MCU的輸出端相連，所述第一鎖存器U1輸出端與所述第一限流電阻R3的一端相連；