CN219843595U - 一种隔离型数字输入检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了工业自动化技术领域的一种隔离型数字输入检测电路，包括一过压保护电路、一反接保护电路、一电平选择电路以及一信号输入电路；所述电平选择电路的一端与过压保护电路以及反接保护电路连接，另一端与信号输入电路连接；所述过压保护电路与反接保护电路连接；所述电平选择电路包括一稳压管D1、一电阻R6以及一光耦U1；所述光耦U1的引脚1与电阻R6的一端以及稳压管D1的输入端连接，引脚2与电阻R6的另一端、过压保护电路以及反接保护电路连接，引脚3、4与信号输入电路连接。本实用新型的优点在于：极大的提升了电路运行的可靠性以及使用便捷性。

Description

一种隔离型数字输入检测电路

技术领域

本实用新型涉及工业自动化技术领域，特别指一种隔离型数字输入检测电路。

背景技术

在工业环境中，普遍需要自动化检测各种数据，由于电磁干扰、电力电气等因素的影响，使得输入电路容易受到干扰，导致检测的数据不准确或损坏输入电路，且输入电路在实际使用过程中容易接错线，导致电路异常。

为了解决上述问题，许多输入电路都添加了相应的防错功能，但还是存在如下缺点：1、带隔离功能的输入电路只有简单的反接保护；2、无电平选择功能，在干扰较多的环境中使用时极易出现误检测；3、无过压保护功能，稍有不慎，输入电路就会面临烧器件的风险；4、输入异常无法直接提示异常原因，加大了排查难度。

因此，如何提供一种隔离型数字输入检测电路，实现提升电路运行的可靠性以及使用便捷性，成为一个亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种隔离型数字输入检测电路，实现提升电路运行的可靠性以及使用便捷性。

本实用新型提供了一种隔离型数字输入检测电路，包括一过压保护电路、一反接保护电路、一电平选择电路以及一信号输入电路；

所述电平选择电路的一端与过压保护电路以及反接保护电路连接，另一端与信号输入电路连接；所述过压保护电路与反接保护电路连接；

所述电平选择电路包括一稳压管D1、一电阻R6以及一光耦U1；所述光耦U1的引脚1与电阻R6的一端以及稳压管D1的输入端连接，引脚2与电阻R6的另一端、过压保护电路以及反接保护电路连接，引脚3、4与信号输入电路连接。

进一步地，所述过压保护电路包括一电阻R1、一电阻R2、一电阻R7、一电阻R8、一电容C2、一发光二极管D3、一稳压管D4以及一三极管Q1；

所述三极管Q1的b极与电阻R7、电阻R8以及电容C2连接，c极与发光二极管D3的输出端连接，e极与电阻R8、电容C2、反接保护电路以及电平选择电路连接；

所述电阻R2的一端与发光二极管D3的输入端连接，另一端与电阻R1以及电平选择电路连接；所述稳压管D4的输入端与电阻R7以及反接保护电路连接，输出端与电阻R1连接。

进一步地，所述三极管Q1为NPN型。

进一步地，所述稳压管D4的稳压值，大于稳压管D1的稳压值与光耦U1的导通压降之和。

进一步地，所述反接保护电路包括一电阻R9、一二极管D5以及一发光二极管D6；

所述二极管D5的输入端与过压保护电路以及电平选择电路连接，输出端与电阻R9连接；所述发光二极管D6的输入端与电阻R9连接，输出端与过压保护电路连接。

进一步地，所述信号输入电路包括一电阻R3、一电阻R4、一电阻R5、一电容C1以及一发光二极管D2；

所述电容C1的一端与电阻R5连接，另一端与光耦U1的引脚3连接；所述电阻R3的一端与发光二极管D2的输出端连接，另一端与电阻R4、电阻R5以及光耦U1的引脚4连接；所述发光二极管D2的输入端与电阻R4连接。

本实用新型的优点在于：

通过设置包括电阻R9、二极管D5以及发光二极管D6的反接保护电路，当电路接反时二极管D5截止、发光二极管D6亮起；设置包括电阻R1、电阻R2、电阻R7、发光二极管D3、稳压管D4以及三极管Q1的过压保护电路，当输入信号的输入电压大于等于稳压管D4的稳压值时，发光二极管D3亮起，电平选择电路的稳压管D1截止；电平选择电路对大于等于稳压管D1的稳压值与光耦U1的导通压降之和，小于稳压管D4的稳压值的输入信号进行选择，并将满足条件的输入信号通过信号输入电路传输给MCU，此时发光二极管D2亮起；即实现反接保护、过压保护以及电平选择(电压选择)，并通过发光二极管D2、发光二极管D3、发光二极管D6来指示工作状态，便于工作人员的运维，最终极大的提升了电路运行的可靠性以及使用便捷性。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型一种隔离型数字输入检测电路的电路原理框图。

图2是本实用新型一种隔离型数字输入检测电路的电路图。

图3是本实用新型工作原理的流程图。

标记说明：

100-一种隔离型数字输入检测电路，1-过压保护电路，2-反接保护电路，3-电平选择电路，4-信号输入电路。

具体实施方式

本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：设置过压保护电路1、反接保护电路2以及电平选择电路3分别用于过压保护、反接保护以及电平选择，通过信号输入电路4的发光二极管D2、过压保护电路1的发光二极管D3、反接保护电路2的发光二极管D6来指示工作状态，进而提升电路运行的可靠性以及使用便捷性。

请参照图1至图3所示，本实用新型一种隔离型数字输入检测电路100的较佳实施例，包括一过压保护电路1、一反接保护电路2、一电平选择电路3以及一信号输入电路4；所述过压保护电路1用于提供过压保护；所述反接保护电路2用于提供接线的反接保护；所述电平选择电路3用于对输入信号的输入电压进行选择；所述输入电路4用于将输入信号传输给MCU；

所述电平选择电路3的一端与过压保护电路1以及反接保护电路2连接，另一端与信号输入电路4连接；所述过压保护电路1与反接保护电路2连接；

所述电平选择电路3包括一稳压管D1、一电阻R6以及一光耦U1；所述光耦U1的引脚1与电阻R6的一端以及稳压管D1的输入端连接，引脚2与电阻R6的另一端、过压保护电路1以及反接保护电路2连接，引脚3、4与信号输入电路4连接。所述稳压管D1以及光耦U1用于电平选择，即输入电平要大于稳压管D1的稳压值与光耦U1的导通压降之和，所述光耦U1才导通；所述光耦U1还用于前后级电路的隔离。

所述过压保护电路1包括一电阻R1、一电阻R2、一电阻R7、一电阻R8、一电容C2、一发光二极管D3、一稳压管D4以及一三极管Q1；当过压时所述稳压管D4导通，进而导通所述三极管Q1，所述发光二极管D3亮起，增大所述电阻R1的压降使电平选择电路截止；

所述三极管Q1的b极与电阻R7、电阻R8以及电容C2连接，c极与发光二极管D3的输出端连接，e极与电阻R8、电容C2、反接保护电路2以及电平选择电路3连接；

所述电阻R2的一端与发光二极管D3的输入端连接，另一端与电阻R1以及电平选择电路3连接；所述稳压管D4的输入端与电阻R7以及反接保护电路2连接，输出端与电阻R1连接。

所述三极管Q1为NPN型。

所述稳压管D4的稳压值，大于稳压管D1的稳压值与光耦U1的导通压降之和。

所述反接保护电路2包括一电阻R9、一二极管D5以及一发光二极管D6；接线接反时，所述二极管D5截止，所述发光二极管D6亮起；

所述二极管D5的输入端与过压保护电路1以及电平选择电路3连接，输出端与电阻R9连接；所述发光二极管D6的输入端与电阻R9连接，输出端与过压保护电路1连接。

所述信号输入电路4包括一电阻R3、一电阻R4、一电阻R5、一电容C1以及一发光二极管D2；

所述电容C1的一端与电阻R5连接，另一端与光耦U1的引脚3连接；所述电阻R3的一端与发光二极管D2的输出端连接，另一端与电阻R4、电阻R5以及光耦U1的引脚4连接；所述发光二极管D2的输入端与电阻R4连接。

本实用新型的工作原理包括如下步骤：

步骤S1、将稳压管D4的输出端以及二极管D5的输出端连接至待检电路，将电阻R5与电容C1连接至MCU；

步骤S2、反接保护电路通过发光二极管D6指示接线状态；

步骤S3、过压保护电路通过稳压管D4进行过压保护，通过发光二极管D3指示过压保护状态；

步骤S4、电平选择电路通过稳压管D1和光耦U1对输入信号的电压进行选择后，通过信号输入电路传输给MCU。

所述步骤S2具体为：

当接线状态为反接时，二极管D5反向截止，由电阻R9、发光二极管D6以及稳压管D4组成的回路导通，发光二极管D6亮起；当接线状态为正常时，二极管D5导通，发光二极管D6不亮。

所述步骤S3具体为：

当输入信号的输入电压大于等于稳压管D4的稳压值时，稳压管D4导通，并通过电阻R7导通三极管Q1，发光二极管D3亮起；

随着三极管Q1的导通，由电阻R1、电阻R2、发光二极管D3和三极管Q1组成的回路的电流增大，增加电阻R1的压降，电路稳定后，使得输入稳压管D1的电压远小于稳压值，进而使稳压管D1截止，保护光耦U1不受高压侵扰；

当输入信号的输入电压不大于稳压管D4的稳压值时，进入步骤S4。

所述步骤S4具体为：

设稳压管D1的稳压值为V1、光耦U1的导通压降为V2、稳压管D4的稳压值为V3、输入信号的输入电压为Vin；

当Vin＜V1时，稳压管D1截止，发光二极管D2不亮；

当V1≤Vin＜V1+V2时，稳压管D1导通，光耦U1截止，发光二极管D2不亮；

当V1+V2≤Vin＜V3时，稳压管D1导通，光耦U1导通，发光二极管D2亮起，输入信号通过信号输入电路的电阻R5传输给MCU。

为了便于理解本实用新型，以下进行进一步说明：

正常情况下，I_IN要接正极，ICOM要接负极，当I_IN和ICOM反接时，二极管D5反向截止，发光二极管D6亮起；

设设稳压管D1的稳压值为8.8V、光耦U1的导通压降为0.3V、稳压管D4的稳压值为30V、输入信号的输入电压为Vin；

当Vin＜8.8V时，稳压管D1截止，发光二极管D2不亮；

当8.8V≤Vin＜9.1V时，稳压管D1导通，光耦U1截止，发光二极管D2不亮；

当9.1V≤Vin＜30V时，稳压管D1导通，光耦U1导通，发光二极管D2亮起，输入信号通过信号输入电路的电阻R5传输给MCU；

当Vin≥30V，稳压管D4导通，发光二极管D3亮起，稳压管D1截止。

综上所述，本实用新型的优点在于：

通过设置包括电阻R9、二极管D5以及发光二极管D6的反接保护电路，当电路接反时二极管D5截止、发光二极管D6亮起；设置包括电阻R1、电阻R2、电阻R7、发光二极管D3、稳压管D4以及三极管Q1的过压保护电路，当输入信号的输入电压大于等于稳压管D4的稳压值时，发光二极管D3亮起，电平选择电路的稳压管D1截止；电平选择电路对大于等于稳压管D1的稳压值与光耦U1的导通压降之和，小于稳压管D4的稳压值的输入信号进行选择，并将满足条件的输入信号通过信号输入电路传输给MCU，此时发光二极管D2亮起；即实现反接保护、过压保护以及电平选择(电压选择)，并通过发光二极管D2、发光二极管D3、发光二极管D6来指示工作状态，便于工作人员的运维，最终极大的提升了电路运行的可靠性以及使用便捷性。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。

Claims (6)

1.一种隔离型数字输入检测电路，其特征在于：包括一过压保护电路、一反接保护电路、一电平选择电路以及一信号输入电路；

所述电平选择电路的一端与过压保护电路以及反接保护电路连接，另一端与信号输入电路连接；所述过压保护电路与反接保护电路连接；

所述电平选择电路包括一稳压管D1、一电阻R6以及一光耦U1；所述光耦U1的引脚1与电阻R6的一端以及稳压管D1的输入端连接，引脚2与电阻R6的另一端、过压保护电路以及反接保护电路连接，引脚3、4与信号输入电路连接。

2.如权利要求1所述的一种隔离型数字输入检测电路，其特征在于：所述过压保护电路包括一电阻R1、一电阻R2、一电阻R7、一电阻R8、一电容C2、一发光二极管D3、一稳压管D4以及一三极管Q1；

所述三极管Q1的b极与电阻R7、电阻R8以及电容C2连接，c极与发光二极管D3的输出端连接，e极与电阻R8、电容C2、反接保护电路以及电平选择电路连接；

所述电阻R2的一端与发光二极管D3的输入端连接，另一端与电阻R1以及电平选择电路连接；所述稳压管D4的输入端与电阻R7以及反接保护电路连接，输出端与电阻R1连接。

3.如权利要求2所述的一种隔离型数字输入检测电路，其特征在于：所述三极管Q1为NPN型。

4.如权利要求2所述的一种隔离型数字输入检测电路，其特征在于：所述稳压管D4的稳压值，大于稳压管D1的稳压值与光耦U1的导通压降之和。

5.如权利要求1所述的一种隔离型数字输入检测电路，其特征在于：所述反接保护电路包括一电阻R9、一二极管D5以及一发光二极管D6；

所述二极管D5的输入端与过压保护电路以及电平选择电路连接，输出端与电阻R9连接；所述发光二极管D6的输入端与电阻R9连接，输出端与过压保护电路连接。

6.如权利要求1所述的一种隔离型数字输入检测电路，其特征在于：所述信号输入电路包括一电阻R3、一电阻R4、一电阻R5、一电容C1以及一发光二极管D2；

所述电容C1的一端与电阻R5连接，另一端与光耦U1的引脚3连接；所述电阻R3的一端与发光二极管D2的输出端连接，另一端与电阻R4、电阻R5以及光耦U1的引脚4连接；所述发光二极管D2的输入端与电阻R4连接。