一种数字输出电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种数字输出电路,包括光电隔离模块、放大及指示灯模块、输出保护模块，所述放大及指示灯模块分别与所述光电隔离模块、所述输出保护模块电连接，信号由所述光电隔离模块输入，经过光电隔离后进入所述放大及指示灯模块，经过所述输出保护模块后输出。对输出信号进行光电隔离，能有效排除外部干扰通过输出信号线串扰至系统内部CPU控制单元；使用NPN三极管对输出信号进行放大，提高输出IO的带负载能力；增加LED指示灯，指示输出IO的开关状态；对输出信号进行了钳位保护，有效防止由于接口外部电路问题进而烧毁三极管。
【专利说明】
一种数字输出电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及自动化控制技术领域，具体涉及一种数字输出电路。
【背景技术】
[0002]在自动化控制领域中，需要频繁使用输出1控制各种执行元件，如电磁阀、继电器等等。由于执行元件种类繁多，并且应用环境存在各种干扰，对控制接口而言，需要满足以下几种要求:能有效隔离外界干扰对CPU单元的影响、具备一定的带负载能力、输出接口自身具有保护功能等。并且整个系统输出10单元越来越多，需要10指示灯指示10当前状态，方便调试过程及故障检测。
[0003]在使用CPU单元输出1口直接实现输出结构的系统中，由于没有进行隔离，外界干扰将直接窜入CPU单元，容易造成CPU误动作甚至烧毁电路。而且CPU单元的输出1带负载能力一般少于20毫安，无法驱动功率稍大的电磁阀或继电器，通用性不强。CPU单元的输出1的支持电压一般为3?5伏，而常用执行元件的电压为5?36V，无法直连。所以需要一种数字输出1电路，对CPU单兀输出1进行隔尚和放大。
【实用新型内容】
[0004]有鉴于此，本实用新型提出的一种数字输出电路，是一种能隔离CPU和外部电路、驱动能力大、带LED指示灯、结构简单的数字输出电路。
[0005]本实用新型通过以下技术手段解决上述问题:
[0006]一种数字输出电路，包括光电隔离模块、放大及指示灯模块、输出保护模块，所述放大及指示灯模块分别与所述光电隔离模块、所述输出保护模块电连接，信号由所述光电隔离模块输入，经过光电隔离后进入所述放大及指示灯模块，经过所述输出保护模块后输出。
[0007]进一步地，所述光电隔离模块包括光电隔离元件、第一电阻、第二电阻，输入信号连接所述光电隔离元件第2脚，所述光电隔离元件第I脚连接第一电源正极，所述第一电阻两端分别连接第二电源正极和所述光电隔离元件第4脚，所述光电隔离元件第3脚连接所述第二电阻一端，所述第二电阻另外一端连接GND。
[0008]进一步地，所述放大及指示灯模块包括第三电阻、发光二极管、NPN三极管，所述NPN三极管基极连接所述光电隔离元件第3脚，所述NPN三极管发射极连接GND，所述第三电阻两端分别连接第二电源正极和所述发光二极管正极，所述发光二极管负极连接所述NPN三极管集电极。
[0009]进一步地，所述输出保护模块包括第一二极管、第二二极管，所述第一二极管正极和所述第二二极管负极连接所述NPN三极管集电极，所述第一二极管负极连接第二电源正极，所述第二二极管正极连接GND。
[0010]本实用新型的有益效果如下:
[0011]1、对输出信号进行光电隔离，能有效排除外部干扰通过输出信号线串扰至系统内部CPU控制单元；
[0012]2、使用NPN三极管对输出信号进行放大，提高输出1的带负载能力；
[0013]3、增加LED指示灯，指示输出1的开关状态；
[0014]4、对输出信号进行了钳位保护，有效防止由于接口外部电路问题进而烧毁三极管。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的数字输出电路的电路图。
[0016]图中附图标记说明:
[0017]1、光电隔离模块 2、放大及指示灯模块3、输出保护模块
[0018]Ul、光电隔离元件Rl、第一电阻R2、第二电阻 R3、第三电阻
[0019]LEDl、发光二极管Q1、NPN三极管Dl、第一二极管 D2、第二二极管
[0020]VCCl、第一电源 VCC2、第二电源
【具体实施方式】
[0021]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图和具体的实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。
[0022]请参阅图1，一种数字输出电路，包括光电隔离模块1、放大及指示灯模块2、输出保护模块3，所述放大及指示灯模块2分别与所述光电隔离模块1、所述输出保护模块3电连接，信号由所述光电隔离模块I输入，经过光电隔离后进入所述放大及指示灯模块2，经过所述输出保护模块3后输出。
[0023]进一步地，所述光电隔离模块I包括光电隔离元件U1、电阻R1、电阻R2，输入信号连接光电隔离元件Ul第2脚，Ul第一脚接电源VCCl，电阻Rl两端分别连接电源VCC2和Ul第4脚，Ul第3脚连接电阻R2—端，R2另外一端连接GND。
[0024]进一步地，所述放大及指示灯模块2包括电阻R3、发光二极管LED1、NPN三极管Ql，Ul第3脚除接到R2—端外，还连接到NPN三极管Ql基极，NPN三极管Ql发射极连接到GND，R3两端分别连接电源VCC2和发光二极管正极，发光二极管负极连接NPN三极管Ql集电极。
[0025]进一步地，所述输出保护模块3包括二极管D1、二极管D2，信号从NPN三极管Ql集电极输出，连接到二极管Dl正极和二极管D2负极，二极管Dl负极连接电源VCC2，二极管D2正极连接GND，经过二极管DI正极和二极管D2负极的信号则为最终的输出信号。
[0026]电路的工作过程如下:
[0027]I)、当Ul第2脚输入低电平时，Ul内的NPN输出结构导通，电流经VCC2、R1、U1第4脚、Ul第3脚、R2和GND构成回路，在Ul第3脚处形成分压，NPN三极管Ql基极电压升高，Ql导通，Ql导通后，开始对外输出低电平，并且有微弱电流经过R3和LEDl后进入Ql集电极，发光二极管LEDl点亮；
[0028]2)、当Ul第2脚输入高电平时，Ul内的NPN输出结构截止，无电流通过VCC2、R1、U1第4脚、Ul第3脚和R2，Q1基极维持低电平状态，Ql关闭，对外输出高电平，Ql截止，无电流通过R3和LEDl，发光二极管LEDl熄灭；
[0029]3)、当输出接口接入电压大于VCC2时，为防止高压烧毁Ql，使用二极管Dl将电压钳位至VCC2+D1导通电压水平，当接入电压小于GND时，为防止反向电压超过Ql发射极和集电极之间最大耐压值烧毁Ql，使用二极管D2将接入电压钳位至D2导通电压水平。
[0030]本实用新型的有益效果如下:
[0031]1、对输出信号进行光电隔离，能有效排除外部干扰通过输出信号线串扰至系统内部CPU控制单元；
[0032]2、使用NPN三极管对输出信号进行放大，提高输出1的带负载能力；
[0033]3、增加LED指示灯，指示输出1的开关状态；
[0034]4、对输出信号进行了钳位保护，有效防止由于接口外部电路问题进而烧毁三极管。
[0035]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种数字输出电路，其特征在于，包括光电隔离模块、放大及指示灯模块、输出保护模块，所述放大及指示灯模块分别与所述光电隔离模块、所述输出保护模块电连接，信号由所述光电隔离模块输入，经过光电隔离后进入所述放大及指示灯模块，经过所述输出保护丰吴块后输出。2.根据权利要求1所述的数字输出电路，其特征在于，所述光电隔离模块包括光电隔离元件、第一电阻、第二电阻，输入信号连接所述光电隔离元件第2脚，所述光电隔离元件第I脚连接第一电源正极，所述第一电阻两端分别连接第二电源正极和所述光电隔离元件第4脚，所述光电隔离元件第3脚连接所述第二电阻一端，所述第二电阻另外一端连接GND。3.根据权利要求1所述的数字输出电路，其特征在于，所述放大及指示灯模块包括第三电阻、发光二极管、NPN三极管，所述NPN三极管基极连接所述光电隔离元件第3脚，所述NPN三极管发射极连接GND，所述第三电阻两端分别连接第二电源正极和所述发光二极管正极，所述发光二极管负极连接所述NPN三极管集电极。4.根据权利要求3所述的数字输出电路，其特征在于，所述输出保护模块包括第一二极管、第二二极管，所述第一二极管正极和所述第二二极管负极连接所述NPN三极管集电极，所述第一二极管负极连接第二电源正极，所述第二二极管正极连接GND。
【文档编号】H03K19/14GK205584173SQ201620306922
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月12日
【发明人】蒋柏军, 张学德, 吕海来, 郭日卫
【申请人】广州捷士电子科技有限公司