三线制电流输出变送器保护电路的制作方法

文档序号:7339953阅读:477来源:国知局
专利名称:三线制电流输出变送器保护电路的制作方法
技术领域
本发明涉及一种三线制电流变送器端口保护电路。
背景技术
电流输出类型的变送器广泛应用于工业控制现场,其作用是将某些传感器的信号 (一般是电压信号)进行放大并转换成标准4-20MA的电流信号。该种类的变送器的工 作原理一般是先进行电压信号放大,在输出级进行电压至电流转换。输出级一般是由晶 体三极管或场效应管构成的,实际应用电路简图见图l。 该电路的保护机理如下
二极管D1与D2是钳位二极管,保证电流输出端的电平处于GND-0.7V VCC+0.7V之 间,二极管D4的作用是防止电源反接,Rl是限流电阻。该电路有以下缺点
1. 电路中引入电阻R1做限流,阻值太大会影响负载能力,太小限流效果差,由于 功率比较大,相应的体积也比较大,不利于产品的小型化,所以电阻R1通常不用。
2. 当电源正端接在图1中GND位置,电源负端接在图1中VCC位置,信号端接在图 1中I0UT端时(电源反接现象),此时流经二极管D2及电阻R1的电流比较大,同时负载 端的检测电阻如果比较小,则有可能导致二极管D2或负载电阻损坏。
3. 当电源正端接在图1中GND位置,电源负端接在图1中I0UT位置,信号端接在图 1中VCC端时,此时相当于电源直接短路(假设电阻R1阻值很小或者没有安装),导致二 极管D2过流损坏。
所以,传统的保护电路存在不合理之处,需要进一步改进。

发明内容
本发明所要解决的技术问题就是针对上述现有技术的现状而提供一种结构更加合理 实用、可以对变送器的电源及输出线进行全方位保护的三线制电流输出变送器保护电路
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为 一种三线制电流输出变送器保护
电路,其包括有接在变送器电源端和电流输出端、电流输出端与地GND之间依次连接有 钳位二极管D1和D2,电源端与VCC端的变送器接线端之间连接有防止电源反接的二极管D4,其特征在于另有P沟道增强型的小信号M0S管Ql,将管Ql的源极S接到变送器输出 级的电流输出端,栅极G接地GND,漏极D与作为电流输出的变送器接线端串联有隔离 作用的二极管D3。
作为改进,所述的小信号M0S管Ql选用S0T-23封装的管子,以有代替限流电阻, 减小了线路板面积。
作为改进,所述的二极管D3选用耐压值大于电路工作电压值的肖特基二极管,它 对电流输出的负载能力影响很小。
最后,所述的二极管D3在负载能力余量足够条件下,二极管D3也可以选用普通 整流型二极管,以降低成本。
本发明的优点在于
1采用小信号M0S管如S0T-23封装代替限流电阻,减小了线路板面积; 2当电源反接时,Ves=0,管Q1处于截止状态,电路中无电流回路,保护了变送器及 电源的安全;
3当电源正端接在GND位置,电源负端接在IOUT位置,信号端接在VCC端时,Ves〉=0, 管Q1同样处于截止状态,电路中无电流回路,所以保护了变送器及电源的安全; 因此电路更加合理实用,可以对变送器的电源及输出线进行全方位保护。


图l为传统的电路图; 图2为本发明改进后的电路图。
具体实施例方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
针对上述不足,本发明可以对变送器的电源及输出线进行全方位的保护,原理简图 见图2。
本发明的技术方案中, 一种三线制电流输出变送器保护电路,其包括有接在变送器电 源端和电流输出端、电流输出端与地GND之间依次连接有钳位二极管Dl和D2,电源端与 VCC端的变送器接线端之间连接有防止电源反接的二极管D4,其发明的关键之处在于将 限流电阻去掉,换成P沟道增强型的小信号MOS管Ql,将管Ql的源极S接到变送器输 出级的输出端,栅极G接地,漏极D与变送器接线端串联有隔离二极管D3。正常工作时, Vcs〈=-2V,管Ql处于导通状态,4-20mA电流流经管Ql与二极管D3,由于管Ql的导通电 阻很小(可以低于1Q) , 二极管D3选用肖特基二极管,对电流输出的负载能力影响很 小。元件选用本电路中,元件的选择余地很大,选择M0S管时,尽量选用开启电压(Vcs) 低,导通电阻低的器件,L电流大于200mA即可,如负载能力余量足够,二极管D3还可 以选用普通整流型二极管,如1N4000系列。注意选用肖特基二极管时,其耐压值不能低 于电路的工作电压值,如24V系统,要保证耐压30V以上。
该电路的优点如下
1采用小信号MOS管(SOT-23封装)代替限流电阻,减小了线路板面积。 2当电源反接时,Ves〈0, M0S管Q1处于截止状态,电路中无电流回路,保护了变送 器及电源的安全。
3当电源正端接在图2中GND位置,电源负端接在图2中I0UT位置,信号端接在图2中 VCC端时,Ves〈0, M0S管Q1同样处于截止状态,电路中无电流回路,所以保护了变送器及 电源的安全。
权利要求
1、一种三线制电流输出变送器保护电路,其包括有接在变送器电源端和电流输出端、电流输出端与地GND之间依次连接有钳位二极管D1和D2,电源端与VCC端的变送器接线端之间连接有防止电源反接的二极管D4,其特征在于另有P沟道增强型的小信号MOS管Q1,将管Q1的源极S接到变送器输出级的电流输出端,栅极G接地GND,漏极D与作为电流输出的变送器接线端串联有隔离作用的二极管D3。
2、 根据权利要求1所述的三线制电流输出变送器保护电路,其特征在于所述的小 信号M0S管Ql选用SOT-23封装的管子。
3、 根据权利要求1所述的三线制电流输出变送器保护电路,其特征在于所述的二 极管D3选用耐压值大于电路工作电压值的肖特基二极管。
4、 根据权利要求1所述的三线制电流输出变送器保护电路,其特征在于所述的二 极管D3在负载能力余量足够条件下,二极管D3选用普通整流型二极管。
全文摘要
一种三线制电流输出变送器保护电路,其包括有接在变送器电源端和电流输出端、电流输出端与地GND之间依次连接有钳位二极管D1和D2,电源端与VCC端的变送器接线端之间连接有防止电源反接的二极管D4,其特征在于另有P沟道增强型的小信号MOS管Q1,将管Q1的源极S接到变送器输出级的电流输出端,栅极G接地GND,漏极D与作为电流输出的变送器接线端串联有隔离作用的二极管D3,其结构更加合理实用,可以对变送器的电源及输出线进行全方位保护。
文档编号H02H11/00GK101667728SQ20081012081
公开日2010年3月10日 申请日期2008年9月5日 优先权日2008年9月5日
发明者张德强, 梅科达 申请人:宁波柯力电气制造有限公司
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1