CN206332613U - 隔离转换电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了隔离转换电路。现有转换电路易受到干扰，而一般工业现场的干扰较大，故仪器仪表的输出值经常不稳定。本实用新型包括隔离光耦、第一PNP三极管、第二PNP三极管、NPN三极管、逻辑与门、基准芯片、运算放大器和稳压二极管；隔离光耦用于将占空比为16％～80％的PWM波信号的峰值电压转换为3.3V；逻辑与门将隔离光耦输出的PWM波信号的峰值电压转换为2.5V；逻辑与门输出的PWM波信号经过两个RC滤波电路后转换为0.4～2V电压信号；0.4～2V电压信号经过V/A变换电路后转换成4～20mA的电流信号。本实用新型采用隔离输出，抗干扰能力强，且采用仅单个光耦进行光电隔离，成本较低。
Description
技术领域
本实用新型属于信号转换技术领域，具体涉及一种具有光电隔离效果的信号变换电路。
背景技术
在自动化行业中，无纸记录仪、有纸记录仪、数显表、温控器、电导率控制器、溶氧控制器等产品都使用共同的信号，即4～20mA电流信号。一般情况下，工业现场的干扰较大，导致仪器仪表的输出值不稳定。因此，研发一种将其它信号转换为4～20mA电流信号并稳定输出的电路极为重要。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种具有抗干扰能力的隔离转换电路。
本实用新型包括隔离光耦、第一PNP三极管Q1、第二PNP三极管Q3、NPN三极管Q2、逻辑与门、基准芯片、运算放大器和稳压二极管。所述的隔离光耦采用HCPL-M453-500E光电耦合器，所述的基准芯片采用TL431ACDBZR基准电压芯片。所述的隔离光耦的1引脚接第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端接3.3V电压。隔离光耦的6引脚接第六电容C6的一端、稳压二极管的阴极及24V电压；第六电容C6的另一端接外部地。隔离光耦的3引脚接第二PNP三极管Q3的集电极，第二PNP三极管Q3的基极接第九电阻R9的一端；第九电阻R9的另一端接第十电阻R10的一端；第十电阻R10的另一端及第二PNP三极管Q3的发射极均接地。第九电阻R9接第十电阻R10的那端即信号输入端。隔离光耦的5引脚接第七电阻R7的一端、逻辑与门的第一输入引脚及第二输入引脚；第七电阻R7的另一端接稳压二极管的阳极。隔离光耦的4引脚接第六电阻R6、第七电容C7的一端、基准芯片的阳极及逻辑与门的低电平基准供电引脚；第六电阻R6的另一端接外部地；第七电容C7的另一端接基准芯片的阴极、参考极、逻辑与门的高电平基准供电引脚及稳压二极管的阳极。逻辑与门的输出引脚接第五电阻R5的一端；第五电阻R5的另一端接第四电阻R4及第五电容C5的一端；第五电容C5的另一端接稳压二极管的阳极；第四电阻R4的另一端接第四电容C4、第三电容C3的一端及运算放大器的正向输入端。第四电容C4的另一端接稳压二极管的阳极；第三电容C3的另一端接运算放大器的反向输入端及第二电阻R2的一端；第二电阻R2的另一端接第一PNP三极管Q1的集电极、NPN三极管Q2的发射极及第一电阻R1的一端。第一电阻R1的另一端接稳压二极管的阳极。运算放大器的正供电电压端接第二电容C2的一端及24V电压；第二电容C2的另一端及运算放大器的负供电电压端接外部地。运算放大器的输出端接第一电容C1及第三电阻R3的一端；第一电容C1的另一端接运算放大器的反向输入端；第三电阻R3的另一端接NPN三极管Q2的基极；NPN三极管Q2的集电极接第一PNP三极管Q1的基极；第一PNP三极管Q1的发射极即变送输出端。
所述的逻辑与门采用SN74AHC1G08DBVR逻辑与门。
所述第一电阻R1的阻值为100欧姆。
本实用新型具有的有益效果是：
1、本实用新型能将占空比为16％～80％的PWM波信号转换为稳定输出的4～20mA电流信号。
2、本实用新型采用隔离输出，抗干扰能力强。
3、本实用新型的输入信号采用PWM波信号，精度较高。
4、本实用新型采用仅单个光耦进行光电隔离，成本较低。
附图说明
图1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作进一步说明。
如图1所示，隔离转换电路，包括隔离光耦U4、第二PNP三极管Q3、第一PNP三极管Q1、NPN三极管Q2、逻辑与门U2、基准芯片U3、运算放大器U1A和稳压二极管Z1。隔离光耦U4采用HCPL-M453-500E光电耦合器，基准芯片U3采用TL431ACDBZR基准电压芯片，逻辑与门U2采用SN74AHC1G08DBVR逻辑与门。
隔离光耦U4的1引脚接第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端接3.3V电压。隔离光耦U4的6引脚接第六电容C6的一端、稳压二极管Z1的阴极及24V电压；第六电容C6的另一端接外部地AGND。隔离光耦U4的3引脚接第二PNP三极管Q3的集电极，第二PNP三极管Q3的基极接第九电阻R9的一端；第九电阻R9的另一端接第十电阻R10的一端；第十电阻R10的另一端及第二PNP三极管Q3的发射极均接地DGND。第九电阻R9接第十电阻R10的那端即信号输入端PWM。隔离光耦U4的5引脚接第七电阻R7的一端、逻辑与门U2的1引脚及2引脚；第七电阻R7的另一端接稳压二极管Z1的阳极。隔离光耦U4的4引脚接第六电阻R6、第七电容C7的一端、基准芯片U3的阳极及逻辑与门U2的3引脚；第六电阻R6的另一端接外部地AGND；第七电容C7的另一端接基准芯片U3的阴极、参考极、逻辑与门U2的5引脚及稳压二极管Z1的阳极。逻辑与门U2的4引脚接第五电阻R5的一端；第五电阻R5的另一端接第四电阻R4及第五电容C5的一端；第五电容C5的另一端接稳压二极管Z1的阳极；第四电阻R4的另一端接第四电容C4、第三电容C3的一端及运算放大器U1A的正向输入端。第四电容C4的另一端接稳压二极管Z1的阳极；第三电容C3的另一端接运算放大器U1A的反向输入端及第二电阻R2的一端；第二电阻R2的另一端接第一PNP三极管Q1的集电极、NPN三极管Q2的发射极及第一电阻R1的一端。第一电阻R1的另一端接稳压二极管Z1的阳极。第一电阻R1为阻值100欧姆的精密电阻。运算放大器U1A的正供电电压端接第二电容C2的一端及24V电压；第二电容C2的另一端及运算放大器U1A的负供电电压端接外部地AGND。运算放大器U1A的输出端接第一电容C1及第三电阻R3的一端；第一电容C1的另一端接运算放大器U1A的反向输入端；第三电阻R3的另一端接NPN三极管Q2的基极；NPN三极管Q2的集电极接第一PNP三极管Q1的基极；第一PNP三极管Q1的发射极即变送输出端IOut；变送输出端IOut的电流信号就是所需的4～20mA输出信号。
本实用新型的工作原理如下：
外部产生的占空比为16％～80％的PWM波信号从信号输入端PWM输入，通过第二PNP三极管Q3进行放大，从而驱动隔离光耦U4。隔离光耦U4输出一个峰值电压为3.3V，周期及占空比均与外部产生的PWM波信号相同的PWM波信号。隔离光耦U4输出的PWM波信号通过逻辑与门U2后峰值电压变为2.5V。第五电阻R5及第五电容C5组成一个RC滤波电路；第四电阻R4及第四电容C4组成另一个RC滤波电路；逻辑与门U2输出的PWM波信号通过两个RC滤波电路后转换为0.4～2V电压信号。运算放大器U1A、第一PNP三极管Q1和NPN三极管Q2组成V/A变换电路。0.4～2V电压信号经过V/A变换电路后转换成电流信号。电流信号的大小与第一电阻R1的阻值有关。由于第一电阻R1的阻值为100欧姆；故输出的电流大小为4～20mA。
Claims (3)
1.隔离转换电路，包括隔离光耦、第一PNP三极管Q1、第二PNP三极管Q3、NPN三极管Q2、逻辑与门、基准芯片、运算放大器和稳压二极管；所述的隔离光耦采用HCPL-M453-500E光电耦合器，所述的基准芯片采用TL431ACDBZR基准电压芯片；其特征在于：所述的隔离光耦的1引脚接第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端接3.3V电压；隔离光耦的6引脚接第六电容C6的一端、稳压二极管的阴极及24V电压；第六电容C6的另一端接外部地；隔离光耦的3引脚接第二PNP三极管Q3的集电极，第二PNP三极管Q3的基极接第九电阻R9的一端；第九电阻R9的另一端接第十电阻R10的一端；第十电阻R10的另一端及第二PNP三极管Q3的发射极均接地；第九电阻R9接第十电阻R10的那端即信号输入端；隔离光耦的5引脚接第七电阻R7的一端、逻辑与门的第一输入引脚及第二输入引脚；第七电阻R7的另一端接稳压二极管的阳极；隔离光耦的4引脚接第六电阻R6、第七电容C7的一端、基准芯片的阳极及逻辑与门的低电平基准供电引脚；第六电阻R6的另一端接外部地；第七电容C7的另一端接基准芯片的阴极、参考极、逻辑与门的高电平基准供电引脚及稳压二极管的阳极；逻辑与门的输出引脚接第五电阻R5的一端；第五电阻R5的另一端接第四电阻R4及第五电容C5的一端；第五电容C5的另一端接稳压二极管的阳极；第四电阻R4的另一端接第四电容C4、第三电容C3的一端及运算放大器的正向输入端；第四电容C4的另一端接稳压二极管的阳极；第三电容C3的另一端接运算放大器的反向输入端及第二电阻R2的一端；第二电阻R2的另一端接第一PNP三极管Q1的集电极、NPN三极管Q2的发射极及第一电阻R1的一端；第一电阻R1的另一端接稳压二极管的阳极；运算放大器的正供电电压端接第二电容C2的一端及24V电压；第二电容C2的另一端及运算放大器的负供电电压端接外部地；运算放大器的输出端接第一电容C1及第三电阻R3的一端；第一电容C1的另一端接运算放大器的反向输入端；第三电阻R3的另一端接NPN三极管Q2的基极；NPN三极管Q2的集电极接第一PNP三极管Q1的基极；第一PNP三极管Q1的发射极即变送输出端。
2.根据权利要求1所述的隔离转换电路，其特征在于：所述的逻辑与门采用SN74AHC1G08DBVR逻辑与门。
3.根据权利要求1所述的隔离转换电路，其特征在于：所述第一电阻R1的阻值为100欧姆。
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