一种开关量元件免屏蔽抗干扰输出电路的制作方法

本发明涉及信号检测开关领域，具体涉及一种开关量元件免屏蔽抗干扰输出电路改进方案，采用疏通的方式而不是躲避的方式提高抗干扰性能。

背景技术：

在自动化设备中，很多的位置、状态信息需要开关量元件来检测、通过导线传输至plc信号接收端。在很多自动化设备中都需要使用这些开关量元件，目前市场上现有的开关量输出元件是：（pnp出力型）高电位输出即dc+输出或无输出、（npn出力型）低电位输出即dc-输出或无输出、没有一款在同一输出端既有高电位输出又有低电位输出，其缺点是在无输出时：由于分布电容的存在、变频器干扰的存在、控制电缆串扰的存在、交流混入的存在等因素易受外界干扰产生错误信号。为了解决这个问题，一般有如下几种做法：1）将信号传输线敷设在金属管状中将信号线屏蔽起来抵抗外界干扰。2）在开关量采集回路中增加延时去抖确认功能，躲过干扰的那段时间。但是这两种做法都不是很好、第一种方法施工难度大而且需要增加施工材料，第二种做法不能从根本上解决干扰问题，比如交流混入不能彻底解决等。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种开关量元件免屏蔽抗干扰输出电路：同一输出点既有高电位输出又有低电位输出，输出端始终在高电位或低电位之间切换输出，在没有信号输入时、信号接收回路不会因外界的干扰导致在没有信号输入时输出状态发生变化。

本发明的技术方案为：一种开关量元件免屏蔽抗干扰输出电路，该输出电路包括：信号采集开关k、2只三极管、电阻3只、直流电源正极dc+、直流电源负极dc-、信号接收回路；

所述信号采集开关k为闭合与断开的切换开关；

所述信号采集开关k的闭合与断开由开关量元件前段电路控制；

所述信号采集开关k在本输出电路采用闭合与断开的切换开关，在与开关量元件前段电路结合时可采用晶闸管代替本电路使用的信号采集开关k；

所述三极管一vt1为pnp型、三极管二vt2为npn型；

所述信号接收回路为接收开关量原件输出信号的外部回路，例如plc信号输入端的采集回路；

所述直流电源正极dc+、三极管一vt1的发射极、电阻一r1的一端共接；

所述电阻一r1的另一端、电阻二r2和电阻三r3的一端与信号采集开关k的一端共接；

所述电阻二r2的另一端与三极管一vt1的基极串接；

所述电阻三r3的另一端与三极管二vt2的基极串接；

所述三极管一vt1集电极、三极管二vt2集电极、信号接收回路的一端共接；

所述开关k的另一端、三极二管vt2发射极、信号接收回路的另一端、直流电源负极dc-共接；

当没有信号输入时、开关k处于断开状态时，所述三极管一vt1处于截止状态、三极管二vt2处于导通状态，信号输出端始终处于低电位状态，输出的是直流电源负极dc-；

当有信号输入时、开关k处于闭合状态时，所述三极管一vt1处于导通状态、三极管二vt2处于截止状态，信号输出端始终处于高电位状态，输出的是直流电源正极dc+。

本发明的优点在于：在有信号输入时开关k导通状态下，三极管vt1导通、vt2断开，输出端与dc+导通、得到dc+的高电位信号输出；在无信号输入时开关k断开状态，三极管vt2导通、vt1断开，输出端与dc-导通、得到dc-的低电位信号输出，可将干扰的微弱电压通过dc-消除、从而提高抗干扰性。

附图说明

图1为本发明一种开关量元件免屏蔽抗干扰输出电路结构图；

图2为本发明一种开关量元件免屏蔽抗干扰输出电路开关k断开时电路工作示意图；

图3为本发明一种开关量元件免屏蔽抗干扰输出电路开关k闭合时电路工作示意图。

具体实施方式

下面结合附图2、附图3开关k在断开与闭合状态下的电路工作原理进行说明；

直流电源正极dc+通过线路连接至电阻一r1和三极管一vt1，三极管一vt1通过线路连接至电阻二r2和三极管二vt2，三极管二vt2通过线路连接至电阻三r3和直流电源负极dc-，电阻一r1、电阻二r2和电阻三r3通过信号采集开关k连接至直流电源负极dc-，三极管一vt1和三极管二vt2之间连接至信号输出端，所述信号接收回路为接收开关量原件输出信号的外部回路，例如plc输入端的采集回路。

按照附图2和附图3连接方式分别进行了电路工作测试，本次测试电路案例中选用电源为dc24v直流电源、电子元件分别是:信号采集开关k为通断切换开关、vt1为pnp型功率0.5a三极管、vt2为npn型功率0.5a三极管、r1为3.3k电阻、r2为100k电阻、r3为100k电阻；

如附图2所示：开关k断开状态、由于r1阻值远小于r2和r3故电阻r1、r2、r3一端共接点形成正电压、三极管vt1基极得到dc+的电压集电极与发射极处于截止状态、三极管vt2基极得到dc+电压集电极与发射极处于导通状态，输出端得到dc-的输出；

如附图3所示：开关k闭合状态、在电阻r1、r2、r3、开关k一端共接点形成负电压，三极管vt2基极得到dc-的电压集电极与发射极处于截止状态、三极管vt1基极得到dc-的电压发射极与集电极处于导通状态，输出端得到dc+的输出；

在开关k断开与闭合的切换时：三极管vt1和三极管vt2的基极电压同时发生变化、三极管vt1和三极管vt2的集电极与发射极的截止与导通也同时发生变化、故电源dc+与电源dc-不会形成短路、此方案已做过测试；

在批量生产过程中可对所有电子元件型号进行调整。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种开关量元件免屏蔽抗干扰输出电路，信号输出电路中使用了一对三极管，输出端通过VT1连接至DC+又通过VT2连接至DC‑。改变两个三极管基极电位使两个三极管导通状态同时发生变化的情况下，输出端即可得到高电位与低电位的切换输出。在有信号输入时开关K导通状态下，三极管VT1导通、VT2断开，输出端与DC+导通、得到DC+的高电位信号输出；在无信号输入时开关K断开状态，三极管VT2导通、VT1断开，输出端与DC‑导通、得到DC‑的低电位信号输出，可将干扰的微弱电压通过DC‑消除、从而提高抗干扰性。

技术研发人员：蔡旺兵
受保护的技术使用者：蔡旺兵
技术研发日：2018.07.02
技术公布日：2018.12.14