CN205566263U - 一种pwm控制电流信号隔离变送集成电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种PWM控制电流信号隔离变送集成电路，包括限流限压保护电路、光电耦合隔离电路、精密基准电压源开关电路、低通滤波电路、驱动放大电路、V/I转换电路，所述限流限压保护电路、光电耦合隔离电路、精密基准电压源开关电路、低通滤波电路、驱动放大电路、V/I转换电路依次串联，所述限流限压保护电路与PWM信号输入电路的输出端串联；本实用新型的PWM控制电流信号隔离变送集成电路，隔离传输精度高、稳定性好、无波动、功耗小、效率高、安装使用简便等的优点，满足D/A接口采集处理信号的精度要求，方便用户的开发设计使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业自动化测量测控技术领域，具体来说涉及一种PWM控制电流信号隔离变送集成电路。
背景技术
随着科学技术的发展，在自动化仪表，传感器研制开发，工业现场，电力监控，医疗设备，试验研究等领域对远程监控设备对信号的处理要求也越来越多。而对远程设备控制模块的控制精度，抗干扰能力，安全可靠性，高效节能环保、降低应用成本、智能化程度，安装方式等都有比较高的要求。基于单片机的嵌入式系统在工业中的应用也越来越普遍。
现代自动化仪表和设备大多采用单片机，各仪表和设备之间的连接由标准的4～20mA的直流标准信号来完成。然而一般的单片机没有这种标准电流信号输出接口，具有直流电压输出的D/A转换器的单片机也很少。一种解决方法是外接D/A转换器，这将增加单片机的接口负担，加大仪表和设备的成本。而充分利用廉价单片机的内部功能，是降低成本和简化电路的有效方法。一般单片机都提供定时器和脉宽调制PWM输出功能，但是由于现有的PWM控制4～20mA输出的精度不高、稳定性差、功耗大、发热量高、需要独立电源供电、电路分立且复杂、相对的成本较高、驱动能力低，不能满足仪器仪表的高精度的运行要求，现场使用也不是很方便，需增加两根电源线，使现场布线变为复杂，增加布线成本等，无法提高仪器仪表的整体质量，难以有效地保障安全运行。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供一种PWM控制电流信号隔离变送集成电路，经过光耦隔离转换电路，可轻松实现PWM控制两线制4～20mA的稳定、无波动的高精度电流输出的D/A转换功能。不但能实现各路信号输入与输出之间防窜扰的隔离，而且用户无需考虑供电电源及发热温漂问题。可降低PLC、DCS、单片机选用成本和内部资源的损耗，满足D/A接口采集处理信号的精度要求，方便用户的开发设计使用。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种PWM控制电流信号隔离变送集成电路，包括PWM信号输入电路，所述PWM控制电流信号隔离变送集成电路还包括限流限压保护电路、光电耦合隔离电路、精密基准电压源开关电路、低通滤波电路、驱动放大电路、V/I转换电路，所述限流限压保护电路、光电耦合隔离电路、精密基准电压源开关电路、低通滤波电路、驱动放大电路、V/I转换电路依次串联，所述限流限压保护电路与PWM信号输入电路的输出端串联；所述限流限压保护电路采用电流限流、稳压管限压；所述光电耦合隔离电路采用光电耦合方式实现信号电气隔离；所述精密基准电压源开关电路实现PWM信号整形及精密限幅；所述低通滤波电路实现滤除PWM波的高频谐波，使后端电路得到波动很小的直流电压，保证产品输入PWM信号占空比与输出直流电压呈高精度线性关系；所述驱动放大电路实现电压信号的放大及缓冲处理；所述V/I转换电路将电压信号转换成高精度、高稳定度的4-20mA电流输出，并完成DC/DC电源转换及精密电压基准源的转换。
作为对上述技术方案的改进，所述PWM信号输入电路为无源型PWM信号输入电路。
作为对上述技术方案的改进，所述PWM信号输入电路为两线制4-20mA电流信号电路。
与现有技术相比，本实用新型所取得的有益效果是：
本实用新型的PWM控制电流信号隔离变送集成电路，隔离传输精度高，稳定性好，无波动，满足D/A接口采集处理信号的精度要求，方便用户的开发设计使用。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理框图；
图2为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施方式用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
如图1、2所示，本实用新型的PWM控制电流信号隔离变送集成电路，包括PWM信号输入电路，所述PWM控制电流信号隔离变送集成电路还包括限流限压保护电路、光电耦合隔离电路、精密基准电压源开关电路、低通滤波电路、驱动放大电路、V/I转换电路，所述限流限压保护电路、光电耦合隔离电路、精密基准电压源开关电路、低通滤波电路、驱动放大电路、V/I转换电路依次串联，所述限流限压保护电路与PWM信号输入电路的输出端串联；所述限流限压保护电路采用电流限流、稳压管限压；所述光电耦合隔离电路采用光电耦合方式实现信号电气隔离；所述精密基准电压源开关电路实现PWM信号整形及精密限幅；所述低通滤波电路实现滤除PWM波的高频谐波，使后端电路得到波动很小的直流电压，保证产品输入PWM信号占空比与输出直流电压呈高精度线性关系；所述驱动放大电路实现电压信号的放大及缓冲处理；所述V/I转换电路将电压信号转换成高精度、高稳定度的4-20mA电流输出，并完成DC/DC电源转换及精密电压基准源的转换。
所述PWM信号输入电路为无源型PWM信号输入电路。
所述PWM信号输入电路为两线制4-20mA电流信号电路。
本实用新型技术采用多套电路集成于同一芯片上，实现PWM信号输入控制两线制4~20mA电流输出隔离变送，实现低成本高稳定度、高精度的D/A转换功能。产品采用高效能回路窃电技术，IC自身无需独立电源供电，能量均取自于输出回路，产品输入电路采用电阻限流，稳压管限压进行保护，然后经高速光耦隔离耦合，精密基准电压源开关电路对PWM波进行精密限幅，限幅后的PWM波由低通滤波电路滤除高次谐波变成脉动极小的电压信号。驱动放大电路对电压信号进行放大处理、V/I电路对电压信号进行电流转换输出，输出具有防反接保护功能，整个IC具有稳定度好，精度高，功耗小，效率高，安装使用简便等的优点。本实用新型的PWM控制电流信号隔离变送集成电路，隔离传输精度高，稳定性好，无波动，满足D/A接口采集处理信号的精度要求，方便用户的开发设计使用。
本实用新型的PWM控制电流信号隔离变送集成电路，输出主要针对24VDC和取样电阻（负载电阻）相串联的二线制供电回路馈电低成本方案来设计，与控制现场常用的模拟量输入接口板（上位机）、PLC、DCS或其他仪表的模拟量输入端口相匹配。
本实用新型的PWM控制电流信号隔离变送集成电路，隔离传输精度高、稳定性好、无波动、功耗小、效率高、安装使用简便等的优点，满足D/A接口采集处理信号的精度要求，方便用户的开发设计使用。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种PWM控制电流信号隔离变送集成电路，包括PWM信号输入电路，其特征在于，所述PWM控制电流信号隔离变送集成电路还包括限流限压保护电路、光电耦合隔离电路、精密基准电压源开关电路、低通滤波电路、驱动放大电路、V/I转换电路，所述限流限压保护电路、光电耦合隔离电路、精密基准电压源开关电路、低通滤波电路、驱动放大电路、V/I转换电路依次串联，所述限流限压保护电路与PWM信号输入电路的输出端串联；所述限流限压保护电路采用电流限流、稳压管限压；所述光电耦合隔离电路采用光电耦合方式实现信号电气隔离；所述精密基准电压源开关电路实现PWM信号整形及精密限幅；所述低通滤波电路实现滤除PWM波的高频谐波，使后端电路得到波动很小的直流电压，保证产品输入PWM信号占空比与输出直流电压呈高精度线性关系；所述驱动放大电路实现电压信号的放大及缓冲处理；所述V/I转换电路将电压信号转换成高精度、高稳定度的4-20mA电流输出，并完成DC/DC电源转换及精密电压基准源的转换。
2.如权利要求1所述的PWM控制电流信号隔离变送集成电路，其特征在于，所述PWM信号输入电路为无源型PWM信号输入电路。
3.如权利要求2所述的PWM控制电流信号隔离变送集成电路，其特征在于，所述PWM信号输入电路为两线制4-20mA电流信号电路。
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|---|---|---|---|---|
| CN107769522A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-03-06 | 武汉理工大学 | 一种基于PWM波的多通道4‑20mA控制指令转换系统 |
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