CN204360108U - 冗余4-20mA电流输出关断电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种冗余4-20mA电流输出关断电路，包括三极管、第一光电耦合器、开关管，三极管的基极连接一个第一电阻，三极管的发射极与电源连接，三极管的集电极与第一光电耦合器的发光二极管的一端连接，第一光电耦合器的发光二极管的另一端与电源连接，第一光电耦合器的光敏三极管的集电极与电源连接，第一光电耦合器的光敏三极管的发射极与开关管的输入端连接。本实用新型可确保在需要电路无电流输出时不输出电流，避免存在两个电流叠加的错误。
Description
技术领域
本实用新型具体涉及一种冗余4-20mA电流输出关断电路。
背景技术
冗余4—20mA电流输出模块在工控行业（如PAS-100系统）较为复杂的环境下进行应用，比如电力、石化等，冗余4-20mA电流输出模块为两两配置，一个为主，另一个为从，均接受上位机控制，通过输出4—20mA电流带动负载设备运行。要实现上述功能，其中一项关键技术就是电流输出模块检测出通道故障时，能关断通道输出，目前最常用的是在V/I转换电路上增加电源控制功能，当模块出现故障时，关断外配电电源，确保模块无电流输出。
现有方案是通过CPU控制光电继电器的通/断（如图2所示），来控制配电电源是否给V/I转换电路供电，从而达到关断电流输出的目的。缺点是：其一，当输出通道出现故障时，关闭配电电源时，同时关闭了整个I/O模块的配电电源，造成其余没故障通道也不能正常使用，资源较为浪费；其二，在实际电路板布局中发现，关断光电继电器电路与数字电路和模拟电路互为交叉，隔离效果不佳，影响EMC性能。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种冗余4-20mA电流输出关断电路，本实用新型可确保在需要电路无电流输出时不输出电流，避免存在两个电流叠加的错误。
解决上述技术问题的技术方案如下：
冗余4-20mA电流输出关断电路，包括三极管、第一光电耦合器、开关管，三极管的基极连接一个第一电阻，三极管的发射极与电源连接，三极管的集电极与第一光电耦合器的发光二极管的一端连接，第一光电耦合器的发光二极管的另一端与电源连接，第一光电耦合器的光敏三极管的集电极与电源连接，第一光电耦合器的光敏三极管的发射极与开关管的输入端连接。
优选地，开关管的输出端连接一个稳压二极管。
优选地，开关管为MOS管，该MOS管的栅极与第一光电耦合器的光敏三极管的发射极连接，MOS管的栅极和源极之间连接一个第六电阻。
优选地，第一光电耦合器的光敏三极管的发射极还连接一个第二光电耦合器。
优选地，一个二极管的阳极端与第二光电耦合器发光二极管连接。
采用了主述方案，本实用新型通过控制开关管的开、闭状态，避免冗余4-20mA电流输出模块不会存在两个电流叠加的错误，实现模块电流输出，通过检测关断报警电路，确保电流输出模块常态输出。本实用新型原理简单，性能可靠，通过控制开关管，确保了冗余电流输出模块输出电流信号不会叠加，确保了PAS-100系统可靠性和安全性，提高了系统的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型的电路结构示意图；
图2为现有的电流输出模块与控制器以及负载之间的关系示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的冗余4-20mA电流输出关断电路，包括三极管P1、第一光电耦合器VC5、开关管Q9，三极管P1的基极连接一个第一电阻R1，三极管P1的基极通过第一电阻R1连接控制器，因此，三极管P1的基极为整个电流输出关断电路的控制端。三极管P1的发射极与电源连接，三极管P1的集电极极与第一光电耦合器VC5的发光二极管的一端连接，第一光电耦合器VC5的发光二极管的另一端与电源连接，第一光电耦合器VC5的光敏三极管的集电极与电源连接，第一光电耦合器VC5的光敏三极管的发射极与开关管Q9的输入端连接，开关管Q9的输出端连接一个稳压二极管DD1。开关管Q9为MOS管，该MOS管的栅极与第一光电耦合器VC5的光敏三极管的发射极连接，MOS管的栅极和源极之间连接一个第六电阻R6。第一光电耦合器VC5的光敏三极管的发射极还连接一个第二光电耦合器VC10。一个二极管的阳极端与第二光电耦合器VC10发光二极管连接。
本实用新型的控制端电压利用了电流输出端电压+5V_1，当三极管P1所连接的控制信号线MSI为高电平时，第一光电耦合器VC5导通，从而使开关管Q9导通，从开关管Q9的输出端输出电流IOP1。当控制信号线MSI为低时，第一光电耦合器VC5断开，从而使开关管Q9关闭，关断输出电流IOP1。第六电阻R6的阻值不能过小，否则将会影响输出电流IOP1的精度。稳压管DD1是在输出断开后给输出电流IOP1提供旁路功能，防止电流源开路，同时也防止V/I转换器上功耗过大。稳压管功率不宜太小，否则容易被击穿，本实用新型中选择16V/1W的稳压二极管。二极管D1输出端可使冗余模块并联输出，模块电流通过二极管D1输出，可与对应冗余模块连接。电流输出关断后，检测关断报警电路，控制器（CPU）从与第二光电耦合器VC10输出端连接的回读口线IN读取信号，回读口线IN在正常情况下为高电平，关断后，为低电平。
Claims (5)
1.冗余4-20mA电流输出关断电路，其特征在于：包括三极管（P1）、第一光电耦合器（VC5）、开关管（Q9），三极管（P1）的基极连接一个第一电阻（R1），三极管（P1）的发射极与电源连接，三极管（P1）的集电极与第一光电耦合器（VC5）的发光二极管的一端连接，第一光电耦合器（VC5）的发光二极管的另一端与电源连接，第一光电耦合器（VC5）的光敏三极管的集电极与电源连接，第一光电耦合器（VC5）的光敏三极管的发射极与开关管（Q9）的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的冗余4-20mA电流输出关断电路，其特征在于：开关管（Q9）的输出端连接一个稳压二极管（DD1）。
3.根据权利要求1所述的冗余4-20mA电流输出关断电路，其特征在于：开关管（Q9）为MOS管，该MOS管的栅极与第一光电耦合器（VC5）的光敏三极管的发射极连接，MOS管的栅极和源极之间连接一个第六电阻（R6）。
4.根据权利要求1所述的冗余4-20mA电流输出关断电路，其特征在于：第一光电耦合器（VC5）的光敏三极管的发射极还连接一个第二光电耦合器（VC10）。
5.根据权利要求4所述的冗余4-20mA电流输出关断电路，其特征在于：一个二极管的阳极端与第二光电耦合器（VC10）发光二极管连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420834132.XU CN204360108U (zh) | 2014-12-25 | 2014-12-25 | 冗余4-20mA电流输出关断电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201420834132.XU CN204360108U (zh) | 2014-12-25 | 2014-12-25 | 冗余4-20mA电流输出关断电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204360108U true CN204360108U (zh) | 2015-05-27 |
Family
ID=53261567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201420834132.XU Active CN204360108U (zh) | 2014-12-25 | 2014-12-25 | 冗余4-20mA电流输出关断电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204360108U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019091070A1 (zh) * | 2017-11-13 | 2019-05-16 | 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 | 安全输入动态采样电路 |
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2014
- 2014-12-25 CN CN201420834132.XU patent/CN204360108U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2019091070A1 (zh) * | 2017-11-13 | 2019-05-16 | 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 | 安全输入动态采样电路 |
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