隔离DIO干湿节点输入电路的制作方法

隔离dio干湿节点输入电路
技术领域
1.本实用新型涉及工业控制技术领域，特别的涉及一种隔离dio干湿节点输入电路。


背景技术：

2.在工业控制中，可通过接入干湿节点电路来实现控制电路的导通。传统的隔离dio实现干湿节点输入的方案，是由插销头(pin header)通过跳线帽短接不同pin节点以实现干节点或湿节点的信号输入。但传统的干湿节点输入电路每个节点都需要分别输入干信号或湿信号，随着dio数量增多会带来节点压力，进而易导致印制电路(pcb)板的空间受到限制。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例提供了一种隔离dio干湿节点输入电路，可减少输入节点的布置，以节省pcb板的空间。
4.本实用新型实施例提供了一种隔离dio干湿节点输入电路，包括第一导通电路、第二导通电路及光电耦合电路，其中：
5.第一导通电路与光电耦合电路的输入端相连接，用于第一导通电路在接入湿节点及接地节点的情况下，将光电耦合电路的输入端导通；
6.第二导通电路与光电耦合电路的输入端相连接，用于第一导通电路在接入干节点及接地节点的情况下，向光电耦合电路输出电压以使光电耦合电路的输入端导通；
7.光电耦合电路用于在光电耦合电路的输入端导通的情况下，由光电耦合电路的输出端接通接地端。
8.作为本技术的一个实施例，第一导通电路包括第一电阻，第一电阻的输入端与节点输入端连接，第一电阻的输出端与光电耦合电路的输入端连接，用于在接入湿节点及接地节点的情况下，将湿节点输入的电压输出至光电耦合电路的输入端；其中，节点输入端用于连接湿节点或干节点。
9.作为本技术的又一个实施例，第二导通电路包括第一发光二极管和第二电阻，其中：
10.第一发光二极管的正极与第一输入电压连接，第一发光二极管的负极与第二电阻的输入端连接，用于将第一输入电压输出至第二电阻；
11.第二电阻的输出端与第一电阻的输出端、光电耦合电路的输入端连接，用于向光电耦合电路的输入端输出第一输入电压。
12.作为本技术的又一个实施例，光电耦合电路包括第二发光二极管和光敏晶体管，其中：
13.第二发光二极管的正极与光电耦合电路的第一输入端连接，第二发光二极管的负极与光电耦合电路的第二输入端连接，用于在光电耦合电路的输入端导通的情况下，向光敏晶体管输出光信号；光电耦合电路的第一输入端与第一电阻的输出端、第二电阻的输出
端连接；光电耦合电路的第二输入端与接地节点连接；
14.光敏晶体管的基极用于接收第二发光二极管的光信号，光敏晶体管的集电极与光电耦合电路的第一输出端连接，光敏晶体管的发射极与光电耦合电路的第二输出端连接，用于在接收第二发光二极管的光信号的情况下，接通接地端；光电耦合电路的第二输出端与接地端连接。
15.作为本技术的又一个实施例，光电耦合电路还包括第三发光二极管，第三发光二极管的正极与第二发光二极管的负极连接，第三发光二极管的负极与第二发光二极管的正极连接，用于在节点输入端与接地节点反接的情况下，向光敏晶体管输出光信号。
16.作为本技术的又一个实施例，还包括检测电路，检测电路与光电耦合电路的第一输出端连接，用于检测光电耦合电路的输入端是否导通。
17.作为本技术的又一个实施例，检测电路包括第三电阻、第四发光二极管和第四电阻，其中：
18.第三电阻的输入端与第二输入电压连接，第三电阻的输出端与第四发光二极管的正极连接，用于输出第二输入电压至第四发光二极管；
19.第四发光二极管的负极与光电耦合电路的第一输出端、第四电阻的输入端连接，用于显示光电耦合电路的输入端的导通状态；
20.第四电阻用于输出由第四发光二极管的负极向第四电阻输出的电压。
21.作为本技术的又一个实施例，第一导通电路还包括第五电阻，第五电阻的输入端与第一电阻的输出端、第二电阻的输出端、光电耦合电路的第一输入端连接，第五电阻的输出端与光电耦合电路的第二输入端连接，用于在节点输入端与接地节点短接的情况下，利用第二导通电路输出的第一输入电压将光电耦合电路的输入端导通。
22.作为本技术的又一个实施例，第一导通电路还包括电容，电容的正极与光电耦合电路的第一输入端连接，电容的负极与光电耦合电路的第二输入端连接。
23.作为本技术的又一个实施例，第一导通电路在接入湿节点及接地节点的情况下，第一导通电路向光电耦合电路的输入端输入的电压大于第二导通电路向光电耦合电路的输入端输入的电压。
24.在本技术实施例中，第一导通电路与光电耦合电路的输入端相连接，用于第一导通电路在接入湿节点及接地节点的情况下，将光电耦合电路的输入端导通；第二导通电路与光电耦合电路的输入端相连接，用于第一导通电路在接入干节点及接地节点的情况下，向光电耦合电路输出电压以使光电耦合电路的输入端导通；光电耦合电路用于在光电耦合电路的输入端导通的情况下，由光电耦合电路的输出端接通接地端；可省去插销头以及跳帽的空间，同时也减少节点输入端的数量，为pcb板节省了布置空间，便于用户使用。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为现有技术中隔离dio干湿节点输入的电路结构示意图；
27.图2为本实用新型实施例提供的一种隔离dio干湿节点输入电路的结构示意图；
28.图3为本实用新型实施例提供的又一种隔离dio干湿节点输入电路的结构示意图；
29.图4为本实用新型实施例提供的又一种隔离dio干湿节点输入电路的结构示意图；
30.图5为本实用新型实施例提供的又一种隔离dio干湿节点输入电路的结构示意图；
31.图6为本实用新型实施例提供的又一种隔离dio干湿节点输入电路的结构示意图；
32.图7为本实用新型实施例提供的又一种隔离dio干湿节点输入电路的结构示意图。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
34.本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
35.请参阅图1，图1示出了现有技术中隔离dio干湿节点输入的电路结构示意图。
36.如图1所示，该电路结构示意图包括节点输入端、跳帽以及光电耦合电路，其中：
37.节点输入端包括湿节点输入端(可为图1中io conn中的3节点)、干节点输入端(可为图1中io conn中的2节点)以及接地节点输入端(可为图1 中io conn中的1节点)；跳帽可设有三个节点，节点1与湿节点输入端连接且可在节点1与湿节点输入端之间连接有第一电阻(可为图1中的r1)，节点 2与干节点接入端连接并接入至光电耦合电路的第一输入端(可为图1中光电耦合电路左侧的1端)，节点3与第一输入电压端连接且可在节点3与第一输入电压端之间连接有第二电阻(可为图1中的r2)；光电耦合电路内置有发光二极管以及对应于发光二极管的光敏三极管，发光二极管的正极与光电耦合电路的第一输入端连通，发光二极管的负极与光电耦合电路的第二输入端(可为图1 中光电耦合电路左侧的2端)连通，光电耦合电路的第二输入端与接地节点连接且与第一接地端连接，光敏三极管的基极用于接收发光二极管的光信号，光敏三极管的集电极与光电耦合电路的第一输出端(可为图1中光电耦合电路右侧的1端)连通，光敏三极管的发射极与光电耦合电路的第二输出端(可为图1 中光电耦合电路右侧的2端)连通，光电耦合电路的第一输出端与第二输入电压端连接且可在第一输出端与第二输入电压端之间连接有第三电阻(可为图1 中的r3)，光电耦合电路的第二输出端与其他部件连接，光电耦合电路的第二输出端还与第二接地端连接且与第二接地端之间连接有第四电阻(可为图1中的r4)；光电耦合电路的第二输入端与第二输出端还连接有第一电容(可为图 1中的c1)，可用于阻断第二输入电压端的第二输入电压输出至光电耦合电路的第二输入端；第一接地端与第二接地端之间还连接有第二电容(可为图1中的c2)，可用于阻断第二输入电压端的第二输入电压输出至第一接地端。
38.需要说明的是，本实用新型提出的湿节点可以但不局限于为继电器(即自带电源的部件)，干节点可以但不局限于为开关(即无法自带电源的部件)。
39.具体的，在节点输入端接入湿节点以及接地节点的情况下，由插销头(pinheader)对跳帽的节点1与节点2短接，以使湿节点接入的电压信号经过第一电阻输出至跳
帽的1节点，并由跳帽的2节点将湿节点接入的电压信号输出至光电耦合电路的第一输入端，并进一步由光电耦合电路的第二输入端输出至第一接地端，完成光电耦合电路输入端的导通。在光电耦合电路输入端导通的情况下，置于光电耦合电路内的发光二极管发光，以使光敏三极管采集到发光二极管的光信号，进而将第二输入电压端的第二输入电压输入至光电耦合电路的第一输出端，并由光电耦合电路的第二输出端输出至可用于检测光电耦合电路是否导通的其他部件，例如但不局限于将第二输入电压输入至与光电耦合电路的第二输出端连接的单片机，通过单片机判断是否接入有电压以确定光电耦合电路是否导通。其中，第二输入电压端的第二输入电压可设置为5伏，光电耦合电路的型号可为u6316 tlp785(gb)。
40.具体的，在节点输入端接入干节点以及接地节点的情况下，因干节点无法自带电源，可由插销头对跳帽的节点2与节点3短接，以使第一输入电压端的第一输入电压输入至跳帽的3节点(即给干节点提供电源)，由跳帽的2节点将第一输入电压输入至光电耦合电路的第一输入端，并进一步由光电耦合电路的第二输入端输出至第一接地端，完成光电耦合电路输入端的导通。在光电耦合电路输入端导通的情况下，置于光电耦合电路内的发光二极管发光，以使光敏三极管采集到发光二极管的光信号，进而将第二输入电压端的第二输入电压输入至光电耦合电路的第一输出端，并由光电耦合电路的第二输出端输出至可用于检测光电耦合电路是否导通的其他部件，例如但不局限于将第二输入电压输入至与光电耦合电路的第二输出端连接的单片机。其中，第一输入电压端的第一输入电压可设置为5伏。
41.在现有技术中分别设置有用于接入干节点和湿节点的输入节点，且对于不同节点插销头对跳帽的连接方式也对应不同，当dio数量较多时会导致接入的节点数量和跳帽的数量增多，进而增大pcb板的占用空间，影响用户需求。其次，当输入的节点与接地节点反接时，无法导致光电耦合电路的发光二极管发光，进而无法导通光电耦合电路，影响用户的判断。
42.针对上述现有技术，图2示出了本实用新型实施例提供的一种隔离dio干湿节点输入电路的结构示意图。
43.如图2所示，隔离dio干湿节点输入电路包括第一导通电路201、第二导通电路202以及光电耦合电路203，其中：
44.第一导通电路201与光电耦合电路202的输入端相连接，用于第一导通电路201在接入湿节点及接地节点的情况下，将光电耦合电路203的输入端导通；
45.第二导通电路202与光电耦合电路203的输入端相连接，用于第一导通电路201在接入干节点及接地节点的情况下，向光电耦合电路203输出电压以使光电耦合电路203的输入端导通；
46.光电耦合电路203用于在光电耦合电路203的输入端导通的情况下，由光电耦合电路203的输出端接通接地端。
47.具体地，第一导通电路201接入的干节点或湿节点可由一个节点输入端输入，在接入湿节点以及接地节点的情况下，第一导通电路201与光电耦合电路 203连接，将由湿节点输入的信号输入至光电耦合电路203并由光电耦合电路203输出至接地节点，以使光电耦合电路203导通。在接入干节点以及接地节点的情况下，将由干节点输入的信号以及第二导通电路输入的电压输入至光电耦合电路203并由光电耦合电路203输出至接地节点，以使光电
耦合电路203导通。
48.在本实用新型实施例中，可省去插销头以及跳帽的空间，同时也减少节点输入端的数量，为pcb板节省了布置空间，便于用户使用。
49.请参阅图3，图3示出了本实用新型实施例提供的又一种隔离dio干湿节点输入电路的结构示意图。
50.作为本实用新型的一个实施例，可如图3所示，第一导通电路包括第一电阻301，第一电阻301的输入端与节点输入端302连接，第一电阻301的输出端与光电耦合电路的输入端连接，用于在接入湿节点及接地节点303的情况下，将湿节点输入的电压输出至光电耦合电路的输入端；其中，节点输入端302用于连接湿节点或干节点。
51.具体地，第一导通电路分别与节点输入端302、接地节点303连接，其中，第一导通电路与节点输入端302连接的一端可与光电耦合电路的输入端连接且在节点输入端302与光电耦合电路的输入端之间连接有第一电阻301，第一导通电路与接地节点连接的一端可与光电耦合电路的另一输入端连接。
52.具体的，当第一导通电路接入湿节点以及接地节点303的情况下，由湿节点输入的电源信号经第一电阻301输入至光电耦合电路的输入端，并由光电耦合电路的另一输入端将电源信号输出至接地节点，以构成回路实现光电耦合电路输入端的导通。
53.其中，第一电阻301可用于限制湿节点输入的电源信号的电流，阻值可以但不局限于设置为4.7千欧姆。
54.作为本实用新型的又一个实施例，可如图3所示，第二导通电路包括第一发光二极管304和第二电阻305，其中：
55.第一发光二极管304的正极与第一输入电压306连接，第一发光二极管304 的负极与第二电阻305的输入端连接，用于将第一输入电压306输出至第二电阻305；
56.第二电阻305的输出端与第一电阻301的输出端、光电耦合电路的输入端连接，用于向光电耦合电路的输入端输出第一输入电压306。
57.具体地，第二导通电路可与第一输入电压端连接，用于接收第一输入电压端输入的第一输入电压306作为第一导通电路接入干节点信号时的电源，并将第一输入电压306输入至光电耦合电路与节点输入端302连接的输入端。
58.具体的，当第一导通电路接入干节点以及接地节点303的情况下，将由干节点输入的信号以及依次流经第一发光二极管304和第二电阻305的第一输入电压输入至第一发光二极管304和第二电阻305。
59.其中，第二电阻305可用于限制第一输入电压端输入的电流，阻值可以但不局限于设置为4.7千欧姆。
60.需要说明的是，第一导通电路不论接入湿节点或是干节点，第一输入电压端都可向第二导通电路输入第一输入电压，且当第一导通电路接入湿节点时，湿节点输入的电源信号由于第一发光二极管的单向导通性无法流入第一输入电压端，进而可防止湿节点输入的电源信号反灌至第一输入电压端。
61.作为本实用新型的又一个实施例，第一导通电路在接入湿节点及接地节点的情况下，第一导通电路向光电耦合电路的输入端输入的电压大于第二导通电路向光电耦合电路的输入端输入的电压。
62.具体地，第一导通电路接入湿节点的电源信号根据湿节点的类型确定，其数值较为固定，为减少在pcb板上的投入成本，可控制第一输入电压端输入的第一输入电压306数值，满足在第一导通电路接入干节点的情况下第一输入电压306可使光电耦合电路正常导通即可。其中，第一输入电压端输入的第一输入电压306可以但不局限于设置为5伏至30伏之间。
63.作为本实用新型的又一个实施例，可如图3所示，光电耦合电路包括第二发光二极管307和光敏晶体管308，其中：
64.第二发光二极管307的正极与光电耦合电路的第一输入端(可为图3中光电耦合电路左侧输入端的1端)连接，第二发光二极管307的负极与光电耦合电路的第二输入端(可为图3中光电耦合电路左侧输入端的2端)连接，用于在光电耦合电路的输入端导通的情况下，向光敏晶体管308输出光信号；光电耦合电路的第一输入端与第一电阻301的输出端、第二电阻305的输出端连接；光电耦合电路的第二输入端与接地节点303连接；
65.光敏晶体管308的基极用于接收第二发光二极管307的光信号，光敏晶体管308的集电极与光电耦合电路的第一输出端(可为图3中光电耦合电路右侧输出端的1端)连接，光敏晶体管308的发射极与光电耦合电路的第二输出端 (可为图3中光电耦合电路右侧输出端的2端)连接，用于在接收第二发光二极管307的光信号的情况下，接通接地端309；光电耦合电路的第二输出端与接地端309连接。
66.具体的，在第一导通电路接入湿节点以及接地节点303的情况下，由湿节点输入的电源信号经第一电阻301输入至光电耦合电路的第一输入端(此处不局限于湿节点输入的电源信号，还可将第二导通电路输出的第一输入电压306 输入至光电耦合电路的输入端)，并由光电耦合电路的第二输入端将电源信号输出至接地节点303，以构成回路实现光电耦合电路输入端的导通。当光电耦合电路的输入端导通时，第二发光二极管307发出光信号，由光敏晶体管308接收光信号并将输入至光电耦合电路的第一输出端的信号经光电耦合电路的第二输出端输出至接地端309，以构成回路实现光电耦合电路输出端的导通。
67.具体的，在第一导通电路接入干节点以及接地节点303的情况下，由第二导通电路将第一输入电压306输入至光电耦合电路的第一输入端，并由光电耦合电路的第二输入端将第一输入电压306输出至接地节点303，以构成回路实现光电耦合电路输入端的导通。当光电耦合电路的输入端导通时，第二发光二极管307发出光信号，由光敏晶体管308接收光信号并将输入至光电耦合电路的第一输出端的信号经光电耦合电路的第二输出端输出至接地端309，以构成回路实现光电耦合电路输出端的导通。
68.作为本实用新型的又一个实施例，可参阅图4示出的本实用新型提供的又一种隔离dio干湿节点输入电路的结构示意图。
69.可如图4所示，为防止第一导通电路接反节点输入端302与接地节点303 而导致光电耦合电路无法导通，光电耦合电路还包括第三发光二极管401，第三发光二极管401的正极与第二发光二极管307的负极连接，第三发光二极管401 的负极与第二发光二极管307的正极连接，用于在节点输入端与接地节点反接的情况下，向光敏晶体管输出光信号。
70.具体地，在第一导通电路接反湿节点以及接地节点303的情况下，第一导通电路向光电耦合电路的第二输入端输入由湿节点输入的电源信号，经过第三发光二极管401由光电耦合电路的第一输入端输出至节点输入端，以构成回路实现光电耦合电路输入端的导
通。当光电耦合电路的输入端导通时，第二发光二极管307发出光信号，由光敏晶体管308接收光信号并将输入至光电耦合电路的第一输出端的信号经光电耦合电路的第二输出端输出至接地端309，以构成回路实现光电耦合电路输出端的导通。其中，第二导通电路输入的第一输入电压306数值可小于湿节点输入的电源信号，并输出至节点输入端，且利用第二导通电路中第一发光二极管304的单向导通性可防止湿节点输入的电源信号反灌。
71.需要说明的是，在第一导通电路接反干节点以及接地节点303的情况下，由于干节点与接地节点303具有相同功能(即无法自带电源)，由第二导通电路将第一输入电压306输入至光电耦合电路的第一输入端，并由光电耦合电路的第二输入端将第一输入电压306输出至接地节点303，以构成回路实现光电耦合电路输入端的导通。当光电耦合电路的输入端导通时，第二发光二极管307 发出光信号，由光敏晶体管308接收光信号并将输入至光电耦合电路的第一输出端的信号经光电耦合电路的第二输出端输出至接地端309，以构成回路实现光电耦合电路输出端的导通。
72.作为本实用新型的又一个实施例，可参阅图5示出的本实用新型提供的又一种隔离dio干湿节点输入电路的结构示意图。
73.如图5所示，该隔离dio干湿节点输入电路还包括检测电路，检测电路与光电耦合电路的第一输出端连接，用于检测光电耦合电路的输入端是否导通。
74.具体的，检测电路包括第三电阻501、第四发光二极管502和第四电阻503，其中：
75.第三电阻501的输入端与第二输入电压504连接，第三电阻501的输出端与第四发光二极管502的正极连接，用于输出第二输入电压504至第四发光二极管502；
76.第四发光二极管502的负极与光电耦合电路的第一输出端、第四电阻503 的输入端连接，用于显示光电耦合电路的输入端的导通状态；
77.第四电阻503用于输出由第四发光二极管502的负极向第四电阻503输出的电压。
78.具体地，可由第二输入电压端持续向检测电路输出第二输入电压504，依次流经第三电阻501、第四发光二极管502的第二输入电压504在光电耦合电路未导通的情况下，向与第四电阻503连接的其他部件输出第二输入电压504。其中，其他部件可以但不局限于为单片机，接收从第四电阻503输出端输出的第二输入电压504。
79.在光电耦合电路导通的情况下，依次流经第三电阻501、第四发光二极管 502的第二输入电压504产生两个分支，一个分支用于向与第四电阻503连接的其他部件输出，一个分支用于流入光电耦合电路的第一输出端并由光电耦合电路的第二输出端向接地端309输出。其中，其他部件可以但不局限于为单片机，接收从第四电阻503输出端输出的电压。
80.需要说明的是，以与第四电阻503连接的其他部件为单片机为例，在光电耦合电路由未导通状态变为导通状态时，单片机接收到的电压信号为由高电压变为低电压。可以理解地，可通过判断单片机接收到的电压是否发生变化以用于检测光电耦合电路是否导通。其中，单片机在检测到接收的电压发生变化时，还可通过第四发光二极管502的颜色变化展示给用户，例如在光电耦合电路处于未导通状态时，第四发光二极管502为导通状态且指示灯颜色为红灯，当光电耦合电路转变为导通状态时，单片机可控制第四发光二极管502的指示灯颜色为绿灯。
81.其中，第三电阻501可用于限制第二输入电压端输入的电流，阻值可以但不局限于设置为4.7千欧姆。第四电阻503可用于限制输出至其他部件的电流，阻值可以但不局限于
设置为100欧姆。
82.作为本实用新型的又一个实施例，可参阅图6示出的本实用新型提供的又一种隔离dio干湿节点输入电路的结构示意图。
83.如图6所示，第一导通电路还包括第五电阻601，第五电阻601的输入端与第一电阻301的输出端、第二电阻305的输出端、光电耦合电路的第一输入端连接，第五电阻601的输出端与光电耦合电路的第二输入端连接，用于在节点输入端与接地节点短接的情况下，利用第二导通电路输出的第一输入电压306 将光电耦合电路的输入端导通。
84.具体地，在节点输入端与接地节点303短接的情况下，由第一输入电压端输入的依次流经第一发光二极管304和第二电阻305的第一输入电压306流入三个分支，一个分支用于向节点输入端输出电压，一个分支用于向光电耦合电路的第一输入端输出电压，一个分支用于向第五电阻601输出电压，以使第一输入电压306可输出至光电耦合电路的第一输入端，实现光电耦合电路的输入端的导通。
85.作为本实用新型的又一个实施例，可参阅图7示出的本实用新型提供的又一种隔离dio干湿节点输入电路的结构示意图。
86.如图7所示，第一导通电路还包括电容701，电容701的正极与光电耦合电路的第一输入端连接，电容701的负极与光电耦合电路的第二输入端连接，用于在节点输入端与接地节点701断接时防止电路通过电源形成的正反馈通路而引起的寄生振荡。
87.需要说明的是，图7示出的隔离dio干湿节点输入电路可不局限于包括第五电阻601，还可为不包括第五电阻601的隔离dio干湿节点输入电路，此处不再赘述。
88.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，以上所揭露的仅为本技术较佳实施例而已，当然不能以此来限定本技术之权利范围，因此依本技术权利要求所作的等同变化，仍属本技术所涵盖的。