CN111162516B - 一种电流输出配电切换电路 - Google Patents
一种电流输出配电切换电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111162516B CN111162516B CN201911006238.4A CN201911006238A CN111162516B CN 111162516 B CN111162516 B CN 111162516B CN 201911006238 A CN201911006238 A CN 201911006238A CN 111162516 B CN111162516 B CN 111162516B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resistor
- module
- switch
- gate
- function selection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 40
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H11/00—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result
- H02H11/002—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result in case of inverted polarity or connection; with switching for obtaining correct connection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
本发明公开了一种电流输出配电切换电路。克服原有技术不能同时满足电流有源、无源输出功能,同时有源会倒灌摔坏设备,同时无源会导致信号无法正常传输,或需要增加端口、内外配电时需调换正负信号线的问题,本发明采用依次连接的内部电源、功能选择开关、限流模块和反馈模块,限流模块的输入端连接有导向模块,功能选择开关是联动有检测开关的受控制的电磁开关;检测开关还连接有判断供电情况的逻辑判断模块,使用二选一的功能选择开关,同时满足了输出的需求,电路简单,功能完善;使用二极管控制电路中电流的方向,具有防反接功能,保证电路的安全;判断电路是否内外同时有源或无源,避免人工失误,提高可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种配电领域,尤其涉及一种电流输出配电切换电路。
背景技术
对于具备AO电流输出功能(通常为4~20mA的标准信号)仪表,例如隔离器、记录仪、PLC等,由于电流输入侧的设备或测量设备(如DCS系统,PLC,执行机构等)种类多样、纷繁复杂,并无统一标准,常常会遇到AO电流输出的电源到底由谁来提供的问题。从现场应用来看,多数情况由电流输出模块自身提供,也就是说其作为一个电流信号源,输出一个标准的4~20mA电流信号;但也有时候电流输入侧已经有电源,需要电流输出设备提供一个4~20mA无源信号,就是通常所谓的LOOP测量。如果输入输出设备同时为有源或同时为无源,就会产生矛盾:同时有源会导致电流倒灌摔坏设备,同时无源会导致信号无法正常传输的问题。
为了解决上述问题,也有设计的有源、无源切换电路,例如,一种在中国专利文献上公开的“具有自动有源—无源切换的功率输出级”,其公告号“CN 103154838B”,包括:输入(IN);输出(OUT),用于连接至被供电单元(200)的输入;控制级(T1、T2、Z1),设置输出电流(Iout);以及功率提供级(Uv;Uv,-Uv),可以为所述输出电流(Iout)提供功率。该功率输出级(100)包括第一晶体管(T1),其控制无源操作模式下的输出电流,以及功率输出级包括第二晶体管(T2;T2,T3),其控制有源操作模式下的输出电流(Iout),其中第一晶体管(T1)和第二晶体管(T2,T2,T3)被控制级(OP1)控制,以及其中在有源操作模式下,功率提供级(Uv;Uv,-Uv)被控制,从而为输出电流(Iout)提供功率。该电路适用于连接设备有源、无源未知的情况,且电路复杂,自动识别,自动切换有源、无源输出,闭环控制,不受人为控制,容易受到干扰,不能保证输出的可靠性;而且,由于内外配电切换时为同一端口,接线时需要调换内配电和外配电时的端口正负位置(如内配电时端口1为+,端口2为-;外配电时端口1为-,端口2为+),处理不当时容易发生接线错误。
发明内容
本发明主要解决原有技术不能同时满足电流有源、无源输出功能,或需要增加端口、内外配电时需调换正负信号线的问题;提供一种电流输出配电切换电路,能够同时满足电流信号的有源、无源输出功能,且无需增加端口,内外配电时无需调换正负信号线,具有防反接保护功能,可靠性高。本发明还解决了原有技术内外同时有源会倒灌摔坏设备,同时无源会导致信号无法正常传输的问题;提供一种电流输出配电切换电路,能够检测内外是否同时有源或者同时无源,自动切换到正确电路。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:
本发明包括与外部负载设备相连接的正接线端和负接线端,其特征在于所述的电路包括内部电源VCC、功能选择开关、导向模块和反馈模块,所述内部电源VCC、正接线端分别与功能选择开关连接,负接线端通过所述导向模块与功能选择开关连接,所述反馈模块连接在功能选择开关与导向模块之间的线路上,导向模块与反馈模块通过内部地相连接,其中功能选择开关包括第一开关状态和第二开关状态;
当功能选择选择开关处于第一开关状态,内部电源VCC与正接线端导通,接线端连接无源负载设备时,为内配电模式,电流从内部电源VCC流经功能选择开关到无源负载设备、导向模块,最后到反馈模块;当功能选择开关处于第二开关状态,正接线端与反馈模块导通,接线端连接有源负载设备时,为外配电模式,电流从有源负载设备流出,流经功能选择开关到反馈模块、导向模块,最后回到有源负载设备。
外部设备对应接电路的正接线端和负接线端,如果外接的设备是无源的设备,功能选择开关选择内配电模式,电流从内部电源VCC依次流经功能选择开关、外部负载、导向模块、反馈模块最后到内部地;如果外接的设备是有源的设备,功能选择开关选择外配电模式,电流从外部设备的电源依次流经外部负载、功能选择开关、反馈模块、导向模块最后到外部设备的外部地。根据连接的外部设备有源或者无源选择外配电模式或是内配电模式,只需要改变功能选择开关的导通触点,就能改变选择的功能,从而达到无需增加端口就能同时满足电流有源、无源输出的需求,且具有导向模块,用于对电流方向进行限定,使得内外配电时无需调换正负信号线,具有防反接保护功能,增强了电路的可靠性和安全性。
作为优选,所述的功能选择开关为二选一的选择开关,功能选择开关的第一端接内部电源VCC,第二端接正接线端,第三端接反馈模块的输入端,功能选择开关为受控制的电磁开关,功能选择开关的第一端和第三端为电磁触点。功能选择开关的第一端和第三端为电磁触点,能通过控制一个触点导通,使得开关自动打到触点导通的一端,功能选择开关除了能够人工选择配电模式外,也能根据触点的通断电选择配电模式,多了一种配电选择的方式,选择方式多样,功能丰富。
作为优选,所述的功能选择开关联动有检测开关,检测开关为二选一的选择开关,检测开关的第一端接内部电源VCC,检测开关的第二端连接有逻辑判断模块,检测开关的第三端悬空;检测开关与功能选择开关联动选择一二端导通或二三端导通。检测开关和功能选择开关联动,当功能选择开关导通一二端时,联动检测开关导通一二端,当功能选择开关导通二三端时,联动检测开关导通二三端;当检测开关导通一二端时,说明电路内部供电,当电路导通二三端时,说明电路内部无配电,为逻辑判断模块在判断是否同时有源或是同时无源时提供基础,保证逻辑判断模块在判断是否有内部供电的准确性和及时性。
作为优选,所述的逻辑判断模块设置有检测内部电源VCC的内部测试端和检测外部电源的外部测试端,逻辑判断模块的两个输出端分别与功能选择开关两个电磁触点相连接。根据逻辑判断模块判断是否内外同时有源或者同时无源,根据结果使得功能选择开关的第一端导通或者第三端导通,从而选择内配电模式或者外配电模式,除了人工选择外又多了一种配电选择方式,避免人工的失误使得配电模式时同时有源或者同时无源。在正式使用前,需要将外部设备分别接外部测试端和负接线点端,用于判断是否内外同时提供电源或内外同时无源,经过逻辑判断模块的逻辑判断,输出高低电平,导通功能选择开关的电磁触点,控制功能选择开关到正确的触点处,选择正确的配电方式,在人工选择的基础上检验是否选择正确,保障了电路的安全和可靠性,保证电路能够正常安全地运行;且能自动根据逻辑切换到正确的电路,拥有纠错的功能,使得电路更加智能可靠性更高。
作为优选,所述的逻辑判断模块包括电阻R5、电阻R6、二极管D3、发光二极管LED3、同或门U2、同或门U3和非门U4;电阻R5的第一端为内部测试端,与检测开关相连接,电阻R5的第二端接同或门U2的第一输入端;外部测试端接电阻R6的第一端,电阻R6的第二端接发光二极管LED3的阳极,发光二极管LED3的阴极接同或门U2的第二输入端,同或门U2的输出端接同或门U3的第一输入端,电阻R5的第二端接同或门U3的第二输入端;同或门U2的输出端接功能选择开关第三端的电磁触点,同或门U2的输出端接非门U4的输入端,非门U4的输出端接功能选择开关第一端的电磁触点。逻辑判断模块判断是否内外同时有源或者内外同时无源的情况发生,内部测试端连接检测开关,判断是否有内部供电,如果有内部供电,则内部测试端输入的是一个高电平,如果没有内部供电,则内部测试端输入的是一个低电平;外部测试端直接与外部设备相连接,当外部设备有供电时,外部测试端输入一个高电平,如果外部设备没有供电时,外部测试端输入一个低电平。当外测试端没有连接外部负载设备时,逻辑判断模块不工作。当内外同时有源时,同或门U2输入两个高电平,输出一个高电平,同或门U2输出的高电平与内部测试端检测到的高电平一起输入到同或门U3的输入端,同或门U3输出一个高电平,输出的高电平控制功能选择开关的第三端电磁触点通电,高电平经过非门U4变成低电平,与功能选择开关的第一端的电磁触点连接,不通电,使得功能选择开关自动与第三端接触,导通二三端,处于外配电模式;当内外同时无源时,同或门U2输入两个低电平,输出一个高电平,同或门U2输出的高电平与内部测试端检测到的低电平一起输入到同或门U3的输入端,同或门U3输出一个低电平,输出的低电平到功能选择开关的第三端电磁触点,不通电,低电平经过非门U4变成高电平,控制功能选择开关的第一端的电磁触点通电,使得功能选择开关自动与第一端接触,导通一二端,处于内配电模式;当有内部供电,无外部供电时,同或门U2输出一个低电平,输出的低电平与内部测试端的高电平输出到同或门U3的输入端,同或门U3输出低电平,所以功能选择开关的第三端电磁触点不通电,经过非门U4的逻辑运算,输出高电平,控制功能选择开关第一端电磁触点通电,仍是内配电模式;当外部供电,无内部供电时,同或门U2输出一个低电平,输出的低电平与内部测试端的低电平同时输出到同或门U3的输入端,同或门U3输出高电平,控制功能选择开关的第三端电磁触点导通,输出的高电平经过非门U4逻辑运算,输出低电平到功能选择开关第一端电磁触点,不通电,所以保持外配电模式。增加逻辑判断模块,保障电路的正确运行,不会出现内外同时无源或者同时有源的现象。
作为优选,所述的导向模块和反馈模块之间设置有限流模块,限流模块包括两个PNP的三极管,三极管Q2和三极管Q3以及限流电阻R3和电阻R4;电阻R3的第一端与功能选择开关的第三端相连,电阻R3的第二端连接三极管Q2的发射极,三极管Q2的集电极连接反馈模块的输入端,三极管Q2的基极接电阻R4的第一端,电阻R4的第二端接内部地;电阻R3的第二端接三级管Q3的基极,电阻R3的第一端接三极管Q3的发射极,三极管Q3的集电极接电阻R4的第一端。正常输出时,三极管Q3不导通,电流流经电阻R3、三极管Q2;当电流超限时,在电阻R3处的电压达到三极管Q3的PN结电压时,三极管Q3开始导通,从而将限流值控制在设计范围内,限流值为三极管Q3的PN结电压除以电阻R3的阻值;限流模块保证电路中的电流在一个安全可靠的范围内,保证了电路的正常运行,也保证了电路运行时的安全性和电路中元器件不会被烧坏,外部设备不会过载。
作为优选,所述的导向模块包括二极管D1和二极管D2;二极管D1的阴极接限流模块的输入端,二极管D1的阳极接负接线端,负接线端接二极管D2的阴极,二极管D2的阳极接内部地。因为二极管具有单向导通,反向截止的特性,当处于内配电模式时,二极管D1导通,二极管D2截止;当处于外配电模式时,二极管D1截止,二极管D2导通;在外部设备的正负信号线接反时,由于二极管单向导通,反向截止的特性,所以电路不导通,起到防反接的作用。
作为优选,所述的导向模块还包括发光二极管LED1和发光二极管LED2,所述的二极管D1和二极管D2为稳压二极管;二极管D2的阴极接发光二极管LED2的阳极,发光二极管LED2的阴极接负接线端,二极管D1的阴极接发光二极管LED1的阳极,发光二极管LED1的阴极接限流模块的输入端。增加发光二极管,在内配电模式时,LED1点亮,当外配电模式时,LED2点亮,用于指示电路的状态,是处于内配电模式还是外配电模式;如果电路不导通则LED指示灯不亮,用户能够通过LED的指示判断电路的状态。方便用户观测电路状态,提高用户的使用体验。
作为优选,所述的反馈模块包括运放U1、带寄生二极管的MOS管Q1、电阻R1和电阻R2;运放U1的正电源端接内部电源VCC,负电源端接内部地,正输入端接负接线端,负输入端接电阻R1的第一端,电阻R1的第二端接内部地;运放U1的输出端接电阻R2的第一端,电阻R2的第二端接MOS管Q1的栅极,MOS管Q1的源极接电阻R1的第一端,MOS管Q1的漏极接限流模块的输出端。运放U1组成一个跟随电路,与MOS管Q1组成负反馈电路,输出一个稳定的4~20mA的电流。提高电路的性能,保持稳定的输出。
本发明的有益效果是:
1.使用二选一的功能选择开关,结构简单,同时满足了电路有源、无源输出的需求,电路简单,功能完善。
2.导向模块中使用二极管单向导通,反向截止的特性,控制电路中电流的方向,在外部设备正负反接的时候截止,具有防反接功能,保证电路的安全。
3.反馈模块控制电路输出一个稳定4~20mA的电流,保证电路的稳定输出,提高电路的性能。
4.限流模块限制电路中流经的电流大小,保证电路安全的运行,保证电路的稳定性、安全性和可靠性。
5.逻辑判断模块判断电路是否内外同时有源或无源,保证电路的安全稳定的运行,避免人工的判断错误,提高了可靠性。
附图说明
图1是本发明的一种电路结构图。
图2是本发明的一种内配电工作原理图。
图3是本发明的一种外配电工作原理图。
图中1.功能选择开关,2.检测开关,3.导向模块,4.限流模块,5.反馈模块,6.逻辑判断模块,71.无源负载设备,72.有源负载设备。
具体实施方式
下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例:
本实施例的一种电流输出配电切换电路,如图1所示,包括连接外部负载设备的正接线端OUT+和负接线端OUT-,正接线端OUT+与负接线端OUT-之间设置有滤波电容C1和双向二极管TVS1,双向二极管TVS1能够抑制接线端口处的瞬间高压干扰,以防止其传入后续电流影响模块正常工作。
电路还包括依次连接的内部电源VCC、功能选择开关1、限流模块4和反馈模块5以及与限流模块4输入端连接的导向模块3,功能选择开关1联动设置有检测开关2,检测开关2连接有一个逻辑判断模块6。
反馈模块5包括运放U1、带寄生二极管的MOS管Q1、电阻R1和电阻R2;运放U1的正电源端接内部电源VCC,负电源端接内部地,正输入端接负接线端OUT-输入设备的输出电压VOUT,负输入端接电阻R1的第一端,电阻R1的第二端接内部地;运放U1的输出端接电阻R2的第一端,电阻R2的第二端接MOS管Q1的栅极,MOS管Q1的源极接电阻R1的第一端,MOS管Q1的漏极接限流模块4的输出端即三极管Q2的集电极。反馈模块使得电路输出一个稳定4~20mA的电流,保证了电路的稳定性和可靠性,反馈输出的电流大小为VOUT除以电阻R1的阻值。
导向模块3包括二极管D1、二极管D2、发光二极管LED1和发光二极管LED2;二极管D1的阴极接发光二极管LED1的阳极,发光二极管LED1的阴极限流模块4的输入端即电阻R3的第一端,二极管D1的阳极接负接线端OUT-,负接线端OUT-接发光二极管LED2的阴极,发光二极管LED2的阳极接二极管D2的阴极,二极管D2的阳极接内部地。因为二极管具有单向导通,反向截止的特性,当处于内配电模式时,二极管D1导通,二极管D2截止;当处于外配电模式时,二极管D1截止,二极管D2导通;在外部设备的正负信号线接反时,由于二极管单向导通,反向截止的特性,所以电路不导通,起到防反接的作用。增加发光二极管,在内配电模式时,LED1点亮,当外配电模式时,LED2点亮,用于指示电路的状态,是处于内配电模式还是外配电模式;如果电路不导通则LED指示灯不亮,用户能够通过LED的指示判断电路的状态。方便用户观测电路状态,提高用户的使用体验。
限流模块4包括两个PNP的三极管,三极管Q2和三极管Q3以及限流电阻R3和电阻R4;电阻R3的第一端与功能选择开关1的第三端c1相连,电阻R3的第二端连接三极管Q2的发射极,三极管Q2的集电极连接反馈模块5的输入端即MOS管Q1的漏极,三极管Q2的基极接电阻R4的第一端,电阻R4的第二端接内部地;电阻R3的第二端接三级管Q3的基极,电阻R3的第一端接三极管Q3的发射极,三极管Q3的集电极接电阻R4的第一端。正常输出时,三极管Q3不导通,电流流经电阻R3、三极管Q2;当电流超限时,在电阻R3处的电压达到三极管Q3的PN结电压时,三极管Q3开始导通,从而将限流值控制在设计范围内,限流值为三极管Q3的PN结电压除以电阻R3的阻值;限流模块保证电路中的电流在一个安全可靠的范围内,保证了电路的正常运行,也保证了电路运行时的安全性和电路中元器件不会被烧坏,外部设备不会过载。
内部电源VCC连接功能选择开关1的第一端a1,功能选择开关1的第二端b1连接正接线端OUT+,功能选择开关的第三端c1连接电容C1的第二端;检测开关2与功能选择开关1联动,检测开关2的第一端a2与功能选择开关1的第一端a1相连接,检测开关2的第二端b2连接逻辑判断模块6的内部测试端,检测开关2的第三端c2悬空;逻辑判断模块6包括内部测试端、外部测试端TS、电阻R5、电阻R6、二极管D3、发光二极管LED3、同或门U2、同或门U3和非门U4;电阻R5的第一端为内部测试端,电阻R5的第二端接同或门U2的第一输入端;外部测试端TS接电阻R6的第一端,电阻R6的第二端接发光二极管LED3的阳极,发光二极管LED3的阴极接同或门U2的第二输入端,同或门U2的输出端接同或门U3的第一输入端,电阻R5的第二端接同或门U3的第二输入端;同或门U2的输出端接功能选择开关1第三端c1的电磁触点,同或门U2的输出端接非门U4的输入端,非门U4的输出端接功能选择开关1第一端a1的电磁触点。控制功能选择开关1的导通端能够选择电路的配电模式,当导通一二端,为内配电模式,当导通二三端为外配电模式。因为二极管的反向截止特性,二极管D3保证在存在内部供电时,内部电源不影响外部电源的检测。发光二极管LED3在有外部供电存在使点亮,提示用户有外部供电的存在,注意配电模式。检测开关2联动功能选择开关1能够检测是否有内部供电,当导通一二端时,有内部供电,内部电源VCC经过检测开关的第一端a2到第二端b2,内部测试端,逻辑判断模块6能够从内部测试端检测到高电平,进行下一步的逻辑判断;同理,当导通二三端时,检测开关2的第三端c2悬空,逻辑判断模块6从内部测试端检测到低电平。当外部测试端没有连接外部负载设备时,逻辑判断模块不工作。根据内外同时的逻辑判断,得出是否同时有源或者无源,根据逻辑判断的结果控制功能选择开关1的电磁触点通断电,来选择配电模式,多了一重检测,避免了人工选择的事物,保证了电路的安全性和可靠性,且内外配电仅需控制功能选择开关1,更加简单,使用方便。
当内配电模式时,如图2所示,功能选择开关1打到第一端a1,即导通一二端,正接线端OUT+和负接线端OUT-之间连接外部无源负载设备71,负载Rf的第一端接正接线端OUT+,负载Rf的第二端接负接线端OUT-。电流的流向从内部电源VCC到功能选择开关1的第一端a1到第二端b1;再到外部无源负载设备71中的负载Rf,再到导向模块3中的二极管D1、发光二极管LED1,再到限流模块4中的限流电阻R3、三极管Q2,从三极管Q2的集电极到反馈模块5中的负反馈MOS管Q1,电压从MOS管Q1的源极到伏安转换电阻R1,最后到内部地。
当外配电模式时,如图3所示,功能选择开关1打到第三端c1,即导通二三端,正接线端OUT+和负接线端OUT-之间连接外部有源负载设备72,负载Rf的第一端接外部电源VDD,负载Rf的第二端接正接线端OUT+,负接线端OUT-接外部地。电流从外部有源负载设备72中的外部电源VDD开始,流经负载Rf,在到功能选择开关1的第二端b1,到第三端c1,在流经限流模块4中的限流电阻R3到三极管Q2,电流从三极管Q2的集电极到反馈模块5中的反馈MOS管Q1,再到伏安转换电阻R1,之后流经内部地,到导向模块3中的二极管D2、发光二极管LED2,最后再到外部地。
当检测是否内外同时有源或者无源工作时,外部设备连接外部测试端TS和负接线端OUT-。外部电源VDD存在时,逻辑判断模块6从外部测试端TS检测到高电平输入,反之则为低电平;检测开关2联动功能选择开关1,当功能选择开关1导通一二端,即内配电模式时,检测开关2也导通一二端,逻辑判断模块6从内部测试端检测到高电平输入,反之,如果功能选择开关1导通二三端,即为外配电模式时,检测开关2也导通二三端,逻辑判断模块从内部测试端检测到低电平。
当内外同时有源时,即有外部电源VDD从外部测试端TS输入,内部电源VCC从测试开关2的第一端a2到第二端b2再到内部测试端输入;同或门U2输入两个高电平,输出一个高电平,同或门U2输出的高电平与内部测试端检测到的高电平一起输入到同或门U3的输入端,同或门U3输出一个高电平,输出的高电平控制功能选择开关的第三端电磁触点通电,高电平经过非门U4变成低电平,与功能选择开关1的第一端a1的电磁触点连接,不通电,使得功能选择开关自动与第三端c1接触,导通二三端,处于外配电模式。
当内外同时无源时,即逻辑判断模块6从外部测试端TS检测到低电平,检测开关2导通二三端,内部测试端检测到低电平;同或门U2输入两个低电平,输出一个高电平,同或门U2输出的高电平与内部测试端检测到的低电平一起输入到同或门U3的输入端,同或门U3输出一个低电平,输出的低电平到功能选择开关1的第三端c1电磁触点,不通电,低电平经过非门U4变成高电平,控制功能选择开关1的第一端a1的电磁触点通电,使得功能选择开关1自动与第一端c1接触,导通一二端,处于内配电模式。
当有内部供电,无外部供电时,即功能选择开关1联动检测开关2导通一二端,为内配电模式,逻辑判断模块6从内部测试端检测到高电平,外部无源,逻辑判断模块6从外部测试端TS检测到低电平;同或门U2输入一个高电平,一个低电平,同或门U2输出一个低电平,输出的低电平与内部测试端的高电平输出到同或门U3的输入端,同或门U3输出低电平,所以功能选择开关1的第三端c1电磁触点不通电,经过非门U4的逻辑运算,输出高电平,控制功能选择开关1第一端a1电磁触点通电,仍保持内配电模式。
当外部供电,无内部供电时,即功能选择开关1联动检测开关2导通二三端,逻辑判断模块6从内部测试端检测到低电平,外部电源VDD从外部测试端输入,逻辑判断模块从外部测试端TS检测到高电平;同或门U2输入一个高电平和一个低电平,同或门U2输出一个低电平,输出的低电平与内部测试端的低电平同时输出到同或门U3的输入端,同或门U3输出高电平,控制功能选择开关1的第三端c1电磁触点导通,输出的高电平经过非门U4逻辑运算,输出低电平到功能选择开关1第一端a1电磁触点,不通电,所以保持外配电模式。
本发明使用二选一的功能选择开关1,结构简单,同时满足了电路有源、无源输出的需求,电路简单,功能完善。在导向模块3中使用二极管单向导通,反向截止的特性,控制电路中电流的方向,在外部设备正负反接的时候截止,具有防反接功能,保证电路的安全。反馈模块5控制电路输出一个稳定4~20mA的电流,保证电路的稳定输出,提高电路的性能。限流模块3限制电路中流经的电流大小,保证电路安全的运行,保证电路的稳定性、安全性和可靠性。逻辑判断模块6判断电路是否内外同时有源或无源,保证电路的安全稳定的运行,避免人工的判断错误,提高了可靠性。
Claims (6)
1.一种电流输出配电切换电路,包括与外部负载设备相连接的正接线端和负接线端,其特征在于所述的电路包括内部电源VCC、功能选择开关(1)、导向模块(3)和反馈模块(5),所述内部电源VCC、正接线端分别与功能选择开关(1)连接,负接线端通过所述导向模块(3)与功能选择开关(1)连接,所述反馈模块(5)连接在功能选择开关(1)与导向模块(3)之间的线路上,导向模块(3)与反馈模块(5)通过内部地相连接,其中功能选择开关(1)包括第一开关状态和第二开关状态;
所述的反馈模块(5)包括运放U1、带寄生二极管的MOS管Q1、电阻R1和电阻R2;运放U1的正电源端接内部电源VCC,负电源端接内部地,正输入端接负接线端,负输入端接电阻R1的第一端,电阻R1的第二端接内部地;运放U1的输出端接电阻R2的第一端,电阻R2的第二端接MOS管Q1的栅极,MOS管Q1的源极接电阻R1的第一端,MOS管Q1的漏极接限流模块(4)的输出端;
当功能选择开关(1)处于第一开关状态,内部电源VCC与正接线端导通,接线端连接无源负载设备(71)时,为内配电模式,电流从内部电源VCC流经功能选择开关(1)到无源负载设备(71)、导向模块(3)、限流模块(4),最后到反馈模块(5);当功能选择开关(1)处于第二开关状态,正接线端与反馈模块(5)导通,接线端连接有源负载设备(72)时,为外配电模式,电流从有源负载设备(72)流出,流经功能选择开关(1)到限流模块(4)、反馈模块(5)、导向模块(3),最后回到有源负载设备(72);
所述的功能选择开关(1)为二选一的选择开关,功能选择开关(1)的第一端接内部电源VCC,第二端接正接线端,第三端接限流模块(4)的输入端,功能选择开关(1)为受控制的电磁开关,功能选择开关的第一端和第三端为电磁触点;
所述的功能选择开关(1)联动有检测开关(2),检测开关(2)为二选一的选择开关,检测开关(2)的第一端接内部电源VCC,检测开关(2)的第二端连接有逻辑判断模块(6),检测开关(2)的第三端悬空;检测开关(2)与功能选择开关(1)联动选择一二端导通或二三端导通。
2.根据权利要求1所述的一种电流输出配电切换电路,其特征在于所述的逻辑判断模块(6)设置有检测内部电源VCC的内部测试端和检测外部电源的外部测试端,逻辑判断模块(6)的两个输出端分别与功能选择开关(1)两个电磁触点相连接。
3.根据权利要求2所述的一种电流输出配电切换电路,其特征在于所述的逻辑判断模块(6)包括电阻R5、电阻R6、二极管D3、发光二极管LED3、同或门U2、同或门U3和非门U4;电阻R5的第一端为内部测试端,与检测开关(2)相连接,电阻R5的第二端接同或门U2的第一输入端;外部测试端接电阻R6的第一端,电阻R6的第二端接发光二极管LED3的阳极,发光二极管LED3的阴极接同或门U2的第二输入端,同或门U2的输出端接同或门U3的第一输入端,电阻R5的第二端接同或门U3的第二输入端;同或门U2的输出端接功能选择开关(1)第三端的电磁触点,同或门U2的输出端接非门U4的输入端,非门U4的输出端接功能选择开关(1)第一端的电磁触点。
4.根据权利要求1所述的一种电流输出配电切换电路,其特征在于所述的导向模块(3)和反馈模块(5)之间设置有限流模块(4),限流模块(4)包括PNP的三极管Q2和PNP的三极管Q3以及限流电阻R3和电阻R4;电阻R3的第一端与功能选择开关(1)的第三端相连,电阻R3的第二端连接三极管Q2的发射极,三极管Q2的集电极连接反馈模块(5)的输入端,三极管Q2的基极接电阻R4的第一端,电阻R4的第二端接内部地;电阻R3的第二端接三级管Q3的基极,电阻R3的第一端接三极管Q3的发射极,三极管Q3的集电极接电阻R4的第一端。
5.根据权利要求1或4所述的一种电流输出配电切换电路,其特征在于所述的导向模块(3)包括二极管D1和二极管D2;二极管D1的阴极接功能选择开关(1)的第三端,二极管D1的阳极接负接线端,负接线端接二极管D2的阴极,二极管D2的阳极接内部地。
6.根据权利要求5所述的一种电流输出配电切换电路,其特征在于所述的导向模块(3)还包括发光二极管LED1和发光二极管LED2,所述的二极管D1和二极管D2为稳压二极管;二极管D2的阴极接发光二极管LED2的阳极,发光二极管LED2的阴极接负接线端,二极管D1的阴极接发光二极管LED1的阳极,发光二极管LED1的阴极接功能选择开关(1)的第三端。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911006238.4A CN111162516B (zh) | 2019-10-22 | 2019-10-22 | 一种电流输出配电切换电路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911006238.4A CN111162516B (zh) | 2019-10-22 | 2019-10-22 | 一种电流输出配电切换电路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111162516A CN111162516A (zh) | 2020-05-15 |
CN111162516B true CN111162516B (zh) | 2021-09-03 |
Family
ID=70555878
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911006238.4A Active CN111162516B (zh) | 2019-10-22 | 2019-10-22 | 一种电流输出配电切换电路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111162516B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114185288A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-03-15 | 重庆川仪自动化股份有限公司 | 电流输出仪表、电流变送器及控制系统 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015022529A (ja) * | 2013-07-19 | 2015-02-02 | 株式会社リコー | 電源装置、電気機器、画像処理装置及び電源制御方法 |
CN204945665U (zh) * | 2015-06-29 | 2016-01-06 | 瑞斯康达科技发展股份有限公司 | 一种开关量信号采集装置 |
CN105807686B (zh) * | 2016-04-05 | 2018-08-10 | 中国船舶重工集团公司第七一二研究所 | 一种通用的隔离型开关量输入输出模块 |
-
2019
- 2019-10-22 CN CN201911006238.4A patent/CN111162516B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111162516A (zh) | 2020-05-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20140285939A1 (en) | Breaker circuit with failure self-detection functions | |
CN110311351A (zh) | 过流保护电路以及负载回路 | |
CN109342973B (zh) | 直流电源输入状态监测电路及系统 | |
CN109683012B (zh) | 用于测量负载电流并用于诊断空载或过载的系统 | |
CN208971123U (zh) | 一种电源欠压过压保护电路与保护装置 | |
CN111162516B (zh) | 一种电流输出配电切换电路 | |
CN108418186A (zh) | 一种输出欠压及短路保护电路 | |
CN207992860U (zh) | 数字输出电路及工业控制设备 | |
CN109787596A (zh) | 过流保护电路、开关管驱动电路以及电动设备 | |
CN105185093B (zh) | 遥控器实现方法及装置 | |
US5541500A (en) | Power supply arrangement comprising a direct voltage monitoring circuit | |
CN207717932U (zh) | 电路状态诊断电路 | |
KR20070104110A (ko) | 전기에너지 저장장치에 있어서 전압 모니터링 방법 및 이를이용하는 회로 | |
CN203025235U (zh) | 输出通道电压状态检测电路 | |
CN209329673U (zh) | 过流保护电路、开关管驱动电路以及电动设备 | |
CN108270199A (zh) | 一种输出过压保护电路 | |
RU2690838C1 (ru) | Защитное устройство | |
CN211014621U (zh) | 一种直流仪表的测试工装 | |
CN111638446A (zh) | 一种无源模拟断路器 | |
CN114646893A (zh) | 泥石流地声监测模块的多电源故障快速自检测电路 | |
CN202330537U (zh) | 一种基于稳压二极管的过压检测电路 | |
CN102866324B (zh) | 输出通道漏电流检测电路 | |
CN206945148U (zh) | 具有温度存储的温度巡检仪 | |
RU2246161C1 (ru) | Устройство для защиты электроустановки от ненормального режима работы | |
CN109143838A (zh) | 一种水下专用双冗余切换电路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CP03 | Change of name, title or address | ||
CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 309 Liuhe Road, Binjiang District, Hangzhou, Zhejiang 310000 Patentee after: Zhongkong Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Patentee after: ZHEJIANG SUPCON INSTRUMENT CO.,LTD. Address before: 309 Liuhe Road, Binjiang District, Hangzhou, Zhejiang 310000 Patentee before: ZHEJIANG SUPCON TECHNOLOGY Co.,Ltd. Country or region before: China Patentee before: ZHEJIANG SUPCON INSTRUMENT CO.,LTD. |