CN205565715U - 一种电流输入端口保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉公开了一种电流输入端口保护电路，其包括：模数转换器，瞬态抑制二极管，保险丝，电容，测量电阻，分压电阻，接地电阻，分流单元电源；所述瞬态抑制二极管、接地电阻、分流单元电源组成分流单元，使用所述电容组成一个吸收单元，运用分流单元和吸收单元实现对电流输入端口的浪涌和瞬态脉冲的分流吸收；电路具有分压电阻；通过可恢复保险丝的内阻变化实现过流保护，并且在拥有自愈功能的前提下保障电路的可靠运行；本实用新型组成一个有抵御浪涌和瞬态脉冲功能且具有自愈能力可能长期运行的电流输入端口电路。

Description

一种电流输入端口保护电路

技术领域

本实用新型涉及一种工业控制用的电路，主要用于保护数据采集设备的电流输入端口。

背景技术

在目前的工业控制上，需要对工业传感器的数据进行取样采集，而采集设备的电流输入端口电路一般由一次性保险丝、测量电阻和模数转换器组成如图1。但该电路方案在输入端口产生浪涌和瞬态脉冲时有可能毁坏测量电阻R1，导致模数转换器ADC无法正常运作，若把保险丝简单更换为可恢复保险丝或者手动保险丝，保险丝的自愈过程常常产生浪涌和瞬态脉冲，也会对电路各元件产生不良影响甚至毁坏元件。

该电路方案由于过流原因导致一次性保险丝断开时，此电路便不再工作，必须更换保险丝才能继续工作，而使用现有的电路方案的客户大多都是不懂如何更换的，所以要寄回原厂才能更换保险丝，耗费大量的人力物力。

实用新型内容

本实用新型所提供解决的技术问题的方案是一种电流输入端口保护电路，该电路包含分流单元和吸收单元，能防止浪涌和瞬态脉冲的冲击，并在保证模数转换器ADC运作正常的前提下为电流输入端口提供长期过流保护并在实现过流保护后有电路自愈的能力。

本实用新型所描述的电源输入端口保护电路包括：模数转换器ADC、瞬态抑制二极管D1、D2、D3、D4，保险丝F1，电容C1、C2、C3，测量电阻R1，分压电阻R2，接地电阻R3，分流单元电源；所述保险丝F1与分压电阻R2形成串联电路，串联电路的一端相连电源端正极，串联电路的另一端相连测量电阻R1；所述测量电阻R1相连电源端负极；所述模数转换器ADC的两端分辨相连电阻R1的两端；所述接地电阻R3的一端相连电源端负极，接地电阻R3的另一端接地；所述电容C2相连测量电阻R1的两端；所述电容C1相连测量电阻R1的正极，电容C1的另一端接地；所述电容C3相连测量电阻R1的负极，电容C3的另一端接地；所述瞬态抑制二极管D1和瞬态抑制二极管D2形成串联电路，串联电路的两端分别相连分流单元电源，两瞬态抑制二极管之间的相接点相连测量电阻R1的正极；所述瞬态抑制二极管D3和瞬态抑制二极管D4形成串联电路，串联电路的两端分别相连分流单元电源，两瞬态抑制二极管之间的相接点相连测量电阻R1的负极。保险丝F1优选可恢复保险丝。

采用以上方案后，本实用新型所选用的电路与现有技术相比，具有以下优点：

1.该电路用瞬态抑制二极管D1、D2、D3、D4、接地电阻R3、分流单元电源组成分流单元，当电路发生异常的时候可以把电流引向别处，降低电路元件的损坏机会。

2.该电路增加分压电阻的作用是为了保护测量电阻，通过消耗瞬态冲击和浪涌能量的方式实现。

3.该电路由电容C1、C2、C3组成吸收单元，可以在瞬态脉冲的冲击时吸收脉冲，保证测量电阻R1不被烧毁从而保障模数转换器ADC的正常运作。

4.该电路通过可恢复保险丝的内阻变化实现过流保护，并且在拥有自愈功能的前提下保障电路运作，减少人工干预从而节省工时。

本实用新型的电流输入端口电路方案能实现抵御浪涌和瞬态脉冲功能且具有自愈能力可能长期运行的功能。

附图说明

图1为一般电流输入口的电路原理图；

图2为本实用新型的电流输入端口保护电路原理图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型的实质性特点作进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示，本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应该以此限制本实用新型的保护范围。

如图2所示，本实用新型是一种电流输入端口保护电路，其包括模数转换器ADC，瞬态抑制二极管D1、D2、D3、D4，保险丝F1，电容C1、C2、C3，测量电阻R1，分压电阻R2，接地电阻R3，分流单元电源。

本电源输入端口保护电路的保护工作原理是：在电路的中增加一个瞬态抑制二极管D1、D2、D3、D4、接地电阻R3、分流单元电源组成的分流单元，在电流输入端口产生浪涌、瞬态脉冲、操作错误等异常情况时，在保险丝未起作用前，异常电流将导通至电源输入端口保护电路之外，大大降低了内部器件被损坏的可能。例如：I+端电压远远大于I-端，而该电压还不至于使得保险丝起作用而断开，这时测量电阻R1可能就会在两端的高压下损坏。由于使用分流单元的关系，测量电阻R1的正极电压远远高于瞬态抑制二极管D1的负极，从而使电流从测量电阻R1的正极向瞬态抑制二极管D1的负极导通，从而限制了测量电阻R1两端的电压保护了测量电阻R1和模数转换器ADC，对比原电路方案有显著的进步。

工业控制上，电流输出负载一般在500欧以内。在不超出负载范围内，增加分压电阻R2，当有瞬态脉冲或者浪涌信号进入电路，可恢复保险丝还未起到作用时，分压电阻R2可以消耗异常电流的部分能量，分担电路的压力，从而保护了电路；分压电阻的阻值优选与测量电阻R1的阻值相近或相等。

电容C1、C2、C3组成了吸收单元，可以在电流输入端口保护电路中产生瞬态脉冲的时候，把大部分的脉冲越过测量电阻R1而直接接地，可以起到保护电路元件的作用，间接地保护模数转换器ADC的运作不受干扰。

本案优选的实施例中保险丝F1为可恢复保险丝，此方案可以为电路提供基本的过流保护，并且在电路中的过流状态消失后可以自行恢复电路状态，在可恢复保险丝自行恢复电路时容易产生的浪涌和瞬态脉冲也由本实用新型的所述的瞬态抑制二极管、接地电阻R3、分流单元电源组成的分流单元、电容C1、C2、C3组成的吸收单元所分流和吸收，充分地保障电路具备自愈功能地长期稳定运行，从而减少人工干预，达到节省工时的有益效果，比起原电路方案把保险丝简单替换为可恢复保险丝有显著的进步。

以上仅就本实用新型的最佳实施例作了说明， 但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型不仅限于以上实施例， 其具体结构允许有变化。但凡在本实用新型独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (2)

1.一种电流输入端口保护电路，该电路用于保护模数转换器ADC和输入端口电路，其特征在于，包括：瞬态抑制二极管D1、D2、D3、D4，保险丝F1，电容C1、C2、C3，测量电阻R1，分压电阻R2，接地电阻R3，分流单元电源；

所述保险丝F1与分压电阻R2形成串联电路，串联电路的一端相连电源端正极，串联电路的另一端相连测量电阻R1的一端；

所述测量电阻R1的另一端相连电源端负极；

所述模数转换器ADC的两端分辨相连电阻R1的两端；

所述接地电阻R3的一端相连电源端负极，接地电阻R3的另一端接地；

所述电容C2相连测量电阻R1的两端；

所述电容C1相连测量电阻R1的正极，电容C1的另一端接地；

所述电容C3相连测量电阻R1的负极，电容C3的另一端接地；

所述瞬态抑制二极管D1和瞬态抑制二极管D2形成串联电路，串联电路的两端分别相连分流单元电源，两瞬态抑制二极管之间的相接点相连测量电阻R1的正极；

所述瞬态抑制二极管D3和瞬态抑制二极管D4形成串联电路，串联电路的两端分别相连分流单元电源，两瞬态抑制二极管之间的相接点相连测量电阻R1的负极。

2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于：保险丝F1为可恢复保险丝。