CN201622488U - 适用于制动电子控制单元的电流信号调理电路 - Google Patents

Abstract

适用于制动电子控制单元的电流信号调理电路，其于包括：依次连接的电压信号隔离电路、电压-电流转换电路、电流叠加电路、电流放大电路，以及与所述电压-电流转换电路连接的基准电流电路。电压信号隔离后转为电流信号，并与基准电流机型叠加，最后进行放大，得到标准模拟量4～20mA直流电流。本实用新型将输出0～5V电压信号对应的变为4～20mA电流信号，通过控制电压来控制输出电流的大小，该电路测量准确，可方便调零、调满度，方便实际操作，可靠性高。

Description

适用于制动电子控制单元的电流信号调理电路

技术领域

本实用新型涉及一种的电流信号调理电路，特别是一种将压力信号转变为4～20mA电流信号的调理电路。

背景技术

工业上最广泛采用的标准模拟量电信号是用4～20mA直流电流来传输模拟量。采用电流信号的原因是不容易受干扰。列车电子制动控制单元(EBCU)中压力信号、载重信号、速度信号及其反馈信号等均为这种电流信号。因此如何精确的对输入输出电流信号调理就成为EBCU设计中一个主要问题。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对以上现有技术的不足，提出一种适用于制动电子控制单元的电流信号调理电路，解决现有电子制动单元(EBCU)中，如何控制输出为4～20mA的电流信号的问题。

为了达到以上的目的：本实用新型提供的一种适用于制动电子控制单元的电流信号调理电路，其特征在于主要包括：依次连接的电压信号隔离电路、电压-电流转换电路、电流叠加电路、电流放大电路，以及与所述电压-电流转换电路连接的基准电流电路。

其中，电压信号隔离电路包括隔离运算放大器及其外围电路；电压-电流转换电路主要包括运算放大器及其外围电路，所述隔离运算放大器的电压输出端经串联电阻后与该运算放大器的阳极连接；所述电流叠加电路主要包括三极管，所述三极管的基极与运算放大器的电流输出端连接；基准电流电路包括电压基准源和三极管；所述电流放大电路主要包括三极管和运算放大器。

本实用新型将输出0～5V电压信号对应的变为4～20mA电流信号，通过控制电压来控制输出电流的大小。该电路测量准确，可方便调零、调满度，方便实际操作，可靠性高。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型电路框图。

图2为本实用新型电路原理图。

具体实施方式

本实施例的适用于制动电子控制单元的电流信号调理电路，如图1-2所示，包括：依次连接的电压信号隔离电路、电压-电流转换电路、电流叠加电路、电流放大电路，以及与所述电压-电流转换电路连接的基准电流电路。电压信号隔离电路包括隔离运算放大器U1及其外围电路；电压-电流转换电路主要包括运算放大器U2A及其外围电路，所述隔离运算放大器U1的电压输出端经串联电阻后与该运算放大器U2A的阳极连接；电流叠加电路主要包括三极管Q2，所述三极管Q2的基极与运算放大器U2A的电流输出端连接；基准电流电路包括电压基准源U3和三极管Q1；电流放大电路主要包括三极管Q3和运算放大器U2b。

电压信号经过精密隔离运放U1(型号：ISO124)隔离及滤波后，进入运算放大器U2A(型号：OPA2277)。电压基准源U3(型号TL431)及其外围电路提供一个1mA电流，通过三极管Q2的电流与输入电压及R14、R15有关，假设输入电压为U_in，那么 $I_{Q2}=\frac{U_{\mathrm{in}}}{R_{14}+R_{15}}.$ 根据基尔霍夫电流定律，通过电阻R3的电流为I_R3＝I_Q2+I_TL431。根据运放虚短虚断的原则，可得通过电阻R1电流为：I_R1＝4I_R3，输出电流I_out≈4I_R3。由此可以看出输入0～5V电压信号对应输出4～20mA电流信号。

当输出电路中出现过电压时，二级管D1可用来保护Q3免被击穿。

端子P1用来校准电流信号。P1两端子连在一起，然后调整R8，R10，R12的电阻值，使I_TL431＝1mA。

当输出开路的时候，R1两端的电流将全部流入运放OPA2277，在这里R7限制了流入运放的电流，起保护作用。但这仍然会影响OPA2277的正常工作。因此当输出不接负载的时候，P2两端连在一起，用来避免电流流入运放。

电阻R13在这里是用作取样电阻，通过差分电路用来反馈输出电流的大小。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形式的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种适用于制动电子控制单元的电流信号调理电路，其特征在于包括：依次连接的电压信号隔离电路、电压-电流转换电路、电流叠加电路、电流放大电路，以及与所述电压-电流转换电路连接的基准电流电路。

2.根据权利要求1所述的适用于制动电子控制单元的电流信号调理电路，其特征在于：电压信号隔离电路包括隔离运算放大器(U1)及其外围电路。

3.根据权利要求2所述的适用于制动电子控制单元的电流信号调理电路，其特征在于：所述电压-电流转换电路主要包括运算放大器(U2A)及其外围电路，所述隔离运算放大器(U1)的电压输出端经串联电阻后与该运算放大器(U2A)的阳极连接。

4.根据权利要求3所述的适用于制动电子控制单元的电流信号调理电路，其特征在于：所述电流叠加电路主要包括三极管(Q2)，所述三极管(Q2)的基极与运算放大器(U2A)的电流输出端连接。

5.根据权利要求4所述的适用于制动电子控制单元的电流信号调理电路，其特征在于：基准电流电路包括电压基准源(U3)和三极管(Q1)。

6.根据权利要求4所述的适用于制动电子控制单元的电流信号调理电路，其特征在于：所述电流放大电路主要包括三极管(Q3)和运算放大器(U2b)。

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