冗余4-20mA电流输出关断电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型具体涉及一种冗余4-20mA电流输出关断电路。
【背景技术】
[0002]冗余4一20mA电流输出模块在工控行业(如PAS-100系统)较为复杂的环境下进行应用，比如电力、石化等，冗余4-20mA电流输出模块为两两配置，一个为主，另一个为从，均接受上位机控制，通过输出4一20mA电流带动负载设备运行。要实现上述功能，其中一项关键技术就是电流输出模块检测出通道故障时，能关断通道输出，目前最常用的是在V/I转换电路上增加电源控制功能，当模块出现故障时，关断外配电电源，确保模块无电流输出。
[0003]现有方案是通过CPU控制光电继电器的通/断(如图2所示)，来控制配电电源是否给V/I转换电路供电，从而达到关断电流输出的目的。缺点是:其一，当输出通道出现故障时，关闭配电电源时，同时关闭了整个I/o模块的配电电源，造成其余没故障通道也不能正常使用，资源较为浪费；其二，在实际电路板布局中发现，关断光电继电器电路与数字电路和模拟电路互为交叉，隔离效果不佳，影响EMC性能。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种冗余4_20mA电流输出关断电路，本实用新型可确保在需要电路无电流输出时不输出电流，避免存在两个电流叠加的错误。
[0005]解决上述技术问题的技术方案如下:
[0006]冗余4_20mA电流输出关断电路，包括三极管、第一光电耦合器、开关管，三极管的基极连接一个第一电阻，三极管的发射极与电源连接，三极管的集电极与第一光电耦合器的发光二极管的一端连接，第一光电耦合器的发光二极管的另一端与电源连接，第一光电耦合器的光敏三极管的集电极与电源连接，第一光电耦合器的光敏三极管的发射极与开关管的输入端连接。
[0007]优选地，开关管的输出端连接一个稳压二极管。
[0008]优选地，开关管为MOS管，该MOS管的栅极与第一光电耦合器的光敏三极管的发射极连接，MOS管的栅极和源极之间连接一个第六电阻。
[0009]优选地，第一光电親合器的光敏三极管的发射极还连接一个第二光电親合器。
[0010]优选地，一个二极管的阳极端与第二光电耦合器发光二极管连接。
[0011]采用了主述方案，本实用新型通过控制开关管的开、闭状态，避免冗余4-20mA电流输出模块不会存在两个电流叠加的错误，实现模块电流输出，通过检测关断报警电路，确保电流输出模块常态输出。本实用新型原理简单，性能可靠，通过控制开关管，确保了冗余电流输出模块输出电流信号不会叠加，确保了 PAS-100系统可靠性和安全性，提高了系统的可靠性。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的电路结构示意图；
[0013]图2为现有的电流输出模块与控制器以及负载之间的关系示意图。
【具体实施方式】
[0014]如图1所示，本实用新型的冗余4-20mA电流输出关断电路，包括三极管P1、第一光电耦合器VC5、开关管Q9，三极管Pl的基极连接一个第一电阻Rl，三极管Pl的基极通过第一电阻Rl连接控制器，因此，三极管Pl的基极为整个电流输出关断电路的控制端。三极管Pl的发射极与电源连接，三极管Pl的集电极极与第一光电親合器VC5的发光二极管的一端连接，第一光电親合器VC5的发光二极管的另一端与电源连接，第一光电親合器VC5的光敏三极管的集电极与电源连接，第一光电耦合器VC5的光敏三极管的发射极与开关管Q9的输入端连接，开关管Q9的输出端连接一个稳压二极管DDl。开关管Q9为MOS管，该MOS管的栅极与第一光电耦合器VC5的光敏三极管的发射极连接，MOS管的栅极和源极之间连接一个第六电阻R6。第一光电親合器VC5的光敏三极管的发射极还连接一个第二光电親合器VClO。一个二极管的阳极端与第二光电耦合器VClO发光二极管连接。
[0015]本实用新型的控制端电压利用了电流输出端电压+5V_1，当三极管Pl所连接的控制信号线MSI为高电平时，第一光电親合器VC5导通，从而使开关管Q9导通，从开关管Q9的输出端输出电流1Pl。当控制信号线MSI为低时，第一光电耦合器VC5断开，从而使开关管Q9关闭，关断输出电流1Pl。第六电阻R6的阻值不能过小，否则将会影响输出电流1Pl的精度。稳压管DDl是在输出断开后给输出电流1Pl提供旁路功能，防止电流源开路，同时也防止V/I转换器上功耗过大。稳压管功率不宜太小，否则容易被击穿，本实用新型中选择16V/1W的稳压二极管。二极管Dl输出端可使冗余模块并联输出，模块电流通过二极管Dl输出，可与对应冗余模块连接。电流输出关断后，检测关断报警电路，控制器(CPU)从与第二光电耦合器VClO输出端连接的回读口线IN读取信号，回读口线IN在正常情况下为高电平，关断后，为低电平。
【主权项】
1.冗余4-20mA电流输出关断电路，其特征在于:包括三极管(P1)、第一光电耦合器(VC5 )、开关管(Q9 )，三极管(Pl)的基极连接一个第一电阻(Rl)，三极管(Pl)的发射极与电源连接，三极管(Pl)的集电极与第一光电耦合器(VC5)的发光二极管的一端连接，第一光电親合器(VC5)的发光二极管的另一端与电源连接，第一光电親合器(VC5)的光敏三极管的集电极与电源连接，第一光电親合器(VC5)的光敏三极管的发射极与开关管(Q9)的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的冗余4-20mA电流输出关断电路，其特征在于:开关管(Q9)的输出端连接一个稳压二极管(DDl )。
3.根据权利要求1所述的冗余4-20mA电流输出关断电路，其特征在于:开关管(Q9)为MOS管，该MOS管的栅极与第一光电耦合器(VC5)的光敏三极管的发射极连接，MOS管的栅极和源极之间连接一个第六电阻(R6)。
4.根据权利要求1所述的冗余4-20mA电流输出关断电路，其特征在于:第一光电耦合器(VC5)的光敏三极管的发射极还连接一个第二光电耦合器(VClO)。
5.根据权利要求4所述的冗余4-20mA电流输出关断电路，其特征在于:一个二极管的阳极端与第二光电耦合器(VClO)发光二极管连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种冗余4-20mA电流输出关断电路，包括三极管、第一光电耦合器、开关管，三极管的基极连接一个第一电阻，三极管的发射极与电源连接，三极管的集电极与第一光电耦合器的发光二极管的一端连接，第一光电耦合器的发光二极管的另一端与电源连接，第一光电耦合器的光敏三极管的集电极与电源连接，第一光电耦合器的光敏三极管的发射极与开关管的输入端连接。本实用新型可确保在需要电路无电流输出时不输出电流，避免存在两个电流叠加的错误。
【IPC分类】G05B9-03
【公开号】CN204360108
【申请号】CN201420834132
【发明人】裘宏波, 程海栗, 裴文龙
【申请人】重庆川仪自动化股份有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年12月25日