CN216434750U - 一种plc脉冲输出电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种PLC脉冲输出电路，包括电源模块(4)以及依次连接的微控制器(1)、输出电路(2)、输出端口(3)，所述微控制器(1)经过背板总线连接上位机，所述输出电路(2)包括隔离电路(201)、差分转换电路(202)、PMOS驱动电路(203)，所述输出端口(3)连接外部的受控设备，所述电源模块(4)用于给该电路提供电源。本实用新型的电路结构不同于常用的脉冲输出模块只能提供一种输出方式，提出一种脉冲输出与单端输出相结合的电路设计。并且可以复用设计，提高集成度，模块应用场景也更为广阔。

Description

一种PLC脉冲输出电路

技术领域

本实用新型涉及可编程逻辑控制器技术领域，特别涉及一种可编程逻辑控制器脉冲输出电路。

背景技术

PLC是一种专为在工业环境应用而设计的数字运算电子系统,它将计算机技术、自动控制技术和通讯技术融为一体,成为实现单机，车间，工厂自动化的核心设备,具有可靠性高，抗干扰能力强，组合灵活，编程简单，维修方便等优点。随着技术的进步,其控制功能由简单的逻辑控制，顺序控制发展为复杂的连续控制和过程控制,成为自动化领域的三大技术支柱(PLC，机器人，CAD/CAM)之一。

PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械,机床,机器人,电梯等场合。目前还没有能够同时提供差分输出及单端输出两种输出方式，方便控制不同类型设备的电路。因此，需要开发一种新的电路来解决该问题，弥补不足。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种新型脉冲输出电路，能够同时提供差分输出及单端输出两种输出方式，方便控制不同类型设备，并具备普通数字输出模块功能的一种电路。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种PLC脉冲输出电路，包括电源模块以及依次连接的微控制器、输出电路、输出端口，所述微控制器经过背板总线连接上位机，所述输出电路包括隔离电路、差分转换电路、PMOS驱动电路，所述输出端口连接外部的受控设备，所述电源模块用于给该电路提供电源。

所述隔离电路包括：隔离芯片U1的输入端引脚3～6分别连接微控制器，输出端引脚13～14连接差分转换电路输出隔离PWM信号，输出端引脚11～12连接PMOS驱动电路输出隔离单端信号；隔离芯片U1的1引脚连接3.3V电源，还经过电容C1接地；隔离芯片U1的16引脚连接5V电源，还经过电容C2接地。

所述差分转换电路包括：差分转换芯片U2的输入端引脚1和引脚7连接隔离芯片U1的输出端引脚13～14，4引脚经过电阻R6连接3.3V电源，输出端引脚2～6分别经过电阻R2、R3、R6、R5输出4路差分信号连接至输出端口。

所述差分转换芯片U2的输出端引脚2和3还经过瞬态抑制二极管D2接地，输出端引脚5和6还经过瞬态抑制二极管D3接地。

所述PMOS驱动电路包括两路支路，各支路连接均包括：NPN三极管Q2的基极经过电阻R9连接隔离电路输出端引脚11或12，发射极接地，发射极与基极之间连接有电阻R10，三极管集电极经过电阻R8、R7连接至PMOS管的栅极，PMOS管的源极连接+24V电源，电阻R8、R7之间引出导线经过R1连接至+24V，PMOS管的漏极经过二极管D1接地，PMOS管的漏极输出单端信号连接至输出端口。

所述电源模块将外部的5V电源转换为3.3V、1.2V电源。

所述输出端口为接线端子。

本实用新型具有以下有益效果及优点：

1.本实用新型的电路结构不同于常用的脉冲输出模块只能提供一种输出方式，提出一种脉冲输出与单端输出相结合的电路设计。并且可以复用设计，提高集成度，模块应用场景也更为广阔。

2.该电路结构设计合理，降低设备成本和故障点，精度高、稳定性好。

附图说明

图1为本实用新型实施例的PLC脉冲输出模块整体示意图；

图2为本实用新型实施例的隔离电路图；

图3为本实用新型实施例的差分转换电路图；

图4为本实用新型实施例的第一PMOS驱动电路图；

图5为本实用新型实施例的第二PMOS驱动电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型的目的，但不用来限定本实用新型的范围。

该电路包括自带PWM模块的微控制器，隔离模块，PMOS，差分转换器。微控制器在接收到背板总线的指令后进行输出方式的分配，生产PWM信号，生产的信号可以选择通过差分转换器输出差分信号，也可以选择通过PMOS管输出单端信号。如果背板总线传输的为数字量输出，则通过PMOS输出。输出差分信号部分电路，数据由背板总线传递给微控制器，微控制器经过计算，由PWM输出口输出对应的PWM波形，PWM信号经过高速隔离模块进行隔离保护，将信号传递到差分输出芯片，将PWM信号转换成差分信号。单端输出型号部分电路，数据由背板总线传递给微控制器，微控制器经过计算，由PWM输出端口输出对应的单端信号，信号由隔离模块传递给PMOS，控制PMOS开关实现单端输出。并且单端输出部分也可作为数字PNP输出使用。

图1所示为PLC脉冲输出模块整体框图，背板总线负责传递信息给微控制器模块，微控制器经过计算生产相应的波形传递给输出电路部分，输出电路部分包含隔离模块及差分输出等模块，最后数据通过输出端口传递出去。

一种PLC脉冲输出电路，包括：电源模块4以及依次连接的微控制器1、输出电路2、输出端口3，所述微控制器1连接背板总线，所述输出电路2包括隔离电路201、差分转换电路202、PMOS驱动电路203，所述输出端口3连接外部的受控设备，所述电源模块4用于给该电路提供电源。所述电源模块4将外部的5V电源转换为3.3V、1.2V电源。

图2～图5所示为PLC脉冲输出模块电路图，其中ST_A1、ST_B1、ST_A2、ST_B2为经过微控制器处理过的信号，ST_A1、ST_B1、ST_A2、ST_B2经过Si8640BB-B-IS1隔离器隔离生成隔离信号A1、B1、A2、B2。Si8640BB-B-IS1为Silicon Laboratories公司生产隔离器芯片，该芯片支持150Mbps的数据传输，同时具有宽电压供电的特点，具有5000V电压隔离的能力。生成的隔离信号A1、B1、A2、B2中，A1、B1用于差分输出信号，A2、B2作为单端输出信号。A1、B1经过AM26C31IDR，生成差分信号，AM26C31IDR为TI公司生产的差分驱动器，其满足TIA/EIA-422-B和ITU的要求，并且符合军用环境温度标准，具有低功耗、低脉冲失真，高可靠性等特点。输出的差分信号配有CDSOT23-SM712瞬态抑制二极管，能够很好的保护内部电路。A2、B2控制NPN三极管2N5551进而控制PMOS管DMP6185SEQ-13输出单端输出波形。由于NPN三极管2N5551和PMOS管DMP6185SEQ-13都具有很高的开启关断速度，因此该电路可以满足很高频率的单端输出，又因为PMOS管DMP6185SEQ-13具备一定输出能力，因此该部分可以作为数字输出复用。

如图2所示，为本实用新型实施例的隔离电路图；隔离电路201包括：隔离芯片U1的输入端引脚3～6分别连接微控制器1采集PWM信号(ST_A1、ST_B1)和单端信号(ST_A2、ST_B2)，输出端引脚13～14连接差分转换电路202输出隔离PWM信号，输出端引脚11～12连接PMOS驱动电路203输出隔离单端信号；隔离芯片U1的1引脚连接3.3V电源，还经过电容C1接地；隔离芯片U1的16引脚连接5V电源，还经过电容C2接地。

如图3所示，为本实用新型实施例的差分转换电路图；差分转换电路202包括：差分转换芯片U2的输入端引脚1和引脚7连接隔离芯片U1的输出端引脚13～14，4引脚经过电阻R6连接3.3V电源，输出端引脚2～6分别经过电阻R2、R3、R6、R5输出4路差分信号连接至输出端口3，输出端引脚2和3还经过瞬态抑制二极管D2接地，输出端引脚5和6还经过瞬态抑制二极管D3接地。

如图4所示，为本实用新型实施例的第一PMOS驱动电路图；如图5所示，为本实用新型实施例的第二PMOS驱动电路图。PMOS驱动电路203包括两路支路，各支路连接均包括：NPN三极管Q2的基极经过电阻R9连接隔离电路201输出端引脚11或12，发射极接地，发射极与基极之间连接有电阻R10，三极管集电极经过电阻R8、R7连接至PMOS管的栅极，PMOS管的源极连接+24V电源，电阻R8、R7之间引出导线经过R1连接至+24V，PMOS管的漏极经过二极管D1接地，PMOS管的漏极输出单端信号连接至输出端口3。

本实用创新点是，不同于常用的脉冲输出模块只能提供一种输出方式，提出一种脉冲输出与单端输出相结合的电路设计。并且可以复用设计，提高集成度，模块应用场景也更为广阔。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种PLC脉冲输出电路，其特征在于，包括电源模块(4)以及依次连接的微控制器(1)、输出电路(2)、输出端口(3)，所述微控制器(1)经过背板总线连接上位机，所述输出电路(2)包括隔离电路(201)、差分转换电路(202)、PMOS驱动电路(203)，所述输出端口(3)连接外部的受控设备，所述电源模块(4)用于给该电路提供电源。

2.根据权利要求1所述的一种PLC脉冲输出电路，其特征在于，所述隔离电路(201)包括：隔离芯片U1的输入端引脚3～6分别连接微控制器(1)，输出端引脚13～14连接差分转换电路(202)输出隔离PWM信号，输出端引脚11～12连接PMOS驱动电路(203)输出隔离单端信号；隔离芯片U1的1引脚连接3.3V电源，还经过电容C1接地；隔离芯片U1的16引脚连接5V电源，还经过电容C2接地。

3.根据权利要求1所述的一种PLC脉冲输出电路，其特征在于，所述差分转换电路(202)包括：差分转换芯片U2的输入端引脚1和引脚7连接隔离芯片U1的输出端引脚13～14，4引脚经过电阻R6连接3.3V电源，输出端引脚2～6分别经过电阻R2、R3、R6、R5输出4路差分信号连接至输出端口(3)。

4.根据权利要求3所述的一种PLC脉冲输出电路，其特征在于，所述差分转换芯片U2的输出端引脚2和3还经过瞬态抑制二极管D2接地，输出端引脚5和6还经过瞬态抑制二极管D3接地。

5.根据权利要求1所述的一种PLC脉冲输出电路，其特征在于，所述PMOS驱动电路(203)包括两路支路，各支路连接均包括：NPN三极管Q2的基极经过电阻R9连接隔离电路(201)输出端引脚11或12，发射极接地，发射极与基极之间连接有电阻R10，三极管集电极经过电阻R8、R7连接至PMOS管的栅极，PMOS管的源极连接+24V电源，电阻R8、R7之间引出导线经过R1连接至+24V，PMOS管的漏极经过二极管D1接地，PMOS管的漏极输出单端信号连接至输出端口(3)。

6.根据权利要求1所述的一种PLC脉冲输出电路，其特征在于，所述电源模块(4)将外部的5V电源转换为3.3V、1.2V电源。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种PLC脉冲输出电路，其特征在于，所述输出端口(3)为接线端子。

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