专利名称：具有过流保护功能的开关量输出电路的制作方法
技术领域：
本实用新型所述的具有过流保护功能的开关量输出电路，涉及工业自动化 控制的电气控制电路。
技术背景开关量输出电路作为一种基本输出电路，它的任务是把计算机或控制器输 出的微弱数字信号转换成能对生产过程进行控制的数字驱动信号。根据现场负 荷的不同，如指示灯、继电器、接触器、电机、阀门等，可以选用不同的功率 放大器件构成不同的开关量驱动输出通道。开关量输出电路的过流保护设计是 开关量输出电路设计的重要组成部分，目前已有多种比较成熟的设计。但这些 设计有的非常复杂，可靠性却不一定高；有的采用专门带过流保护功能的驱动 芯片，以致成本较高。针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型 的具有过流保护功能的开关量输出电路，从而克服现有技术中所存在的问题是 十分必要的。 发明内容鉴于上述现有技术中所存在的问题，本实用新型的目的是研究设计一种新 型的具有过流保护功能的开关量输出电路，从而解决现有技术中所存在的设计 的线路复杂、可靠性不高、投资大成本高等问题。本实用新型所述的具有过流 保护功能的开关量输出电路是由过流检测装置(R5)，过流保护关断装置(Tl)， 开关量输出装置(Ml)，输入控制装置和输出故障反馈装置所组成。过流检测装 置(R5)为一精密小阻值电阻，它串联在电源和Ml的源极之间，将流过的电 流值转换成为成比例的电压值。电阻值的大小由开关量输出装置(Ml )在正常 工作状态下输出电流的最大值和过流保护关断装置(Tl)基极阈值电压决定。 过流保护关断装置(Tl)为PNP型三极管，它的B极和E极并联在R5的两端， C极通过光藕和栅极电阻和Ml的栅极相连，当流过R5的电流值大于保护值时， Tl管开通。开关量输出装置M1为一允许较大电流流过的P沟道MOSFET管。 在输入控制信号高电平有效的条件下，Ml开通，输出一个大电流的高电平信号。输入控制装置和输出故障反馈装置为控制和反馈端，均采用光藕隔离。本实用新型所述的开关量输出电路包括过流检测装置(R5)，过流保护关断装置(Tl)，开关量输出装置(Ml)，输入控制装置和输出故障反馈装置等。输入控制装置控制开关量输出装置的通断，过流保护关断装置根据过流检测装置 产生的、与电流大小相对应的电压信号，确定是否关断开关量输出装置，以及 是否输出故障信号。本实用新型具有结构新颖、电路简单、实用、可靠，在一定范围内可满足 工业现场控制的需要等优点，其大批量投入市场必将产生积极的社会效益和显 著的经济效益。
本实用新型共有一张附图，其中附图1、具有过流保护功能的开关量输出电路的原理图具体实施方式
本实用新型的具体实施例如附图所示，M1为P沟道的M0SFET，作为开关量输 出装置。它在控制信号的作用下开通，输出一个具有一定功率等级的开关量信 号。控制信号来自于控制芯片。它经过一个非门取反后，进入光藕0T1的输入端 发光二极管的负极，其正极通过一个限流电阻与正电源相连。当有一个高电平 的控制信号输入时，光藕开通，A点的电位被拉低，该点的电压值由2 4V电压 经R 3 ， R 4分压得到，其值低于M 1的源极电压，M 1导通。本实用新型涉及的开关量电路就输出一个大电流的高电平信号。当输入控制信号为负时，光藕 0T1截止，A点通过R4与2 4 V电源相连，A点的电位也上拉为24V高电平， Ml也截止，开关量电路M1没有输出。过流检测装置(R5)串接在输出电路的电流路径中，当电流值增大时，R 5上的电压也线性增长。当M1开通时，若流过R 5的电流达到或超过保护值， 其产生的电压值也达到使三极管T l开通的阈值电压。此时T1开通，A点被 上拉到接近2 4 V， MO S管M1截止，以防止输出电路元件因过电流而烧毁。输出故障反馈装置O T 2串接在T 1的C极和A点之间，当T 1导通时，0 T2也导通，输出一个低电平的故障信号。故障反馈信号在正常情况下被上拉至高电平，而且只有在控制信号高有效(即允许输出)的情况下才能被置低。当故障反馈信号被置低后，前级控制电路应立刻将控制信号输入置低。因为 在本实用新型涉及的开关量电路，从简单实用的角度出发，没有设计复杂的故 障锁存和故障后延时自恢复功能。Tl在发生过流故障时，只是短暂关断M1，当电流减小时，T 1立刻使M 1恢复导通。本实用新型所涉及的具有过流保护功能的开关量输出电路简单、实用、可 靠，在一定范围内可满足工业现场控制的需要。
权利要求1、一种具有过流保护功能的开关量输出电路，由过流检测装置(R5)、过流保护关断装置(T1)、开关量输出装置(M1)、输入控制装置和输出故障反馈装置所组成；其特征在于过流检测装置(R5)为一精密小阻值电阻，它串联在电源和M1的源极之间，将流过的电流值转换成为成比例的电压值；过流保护关断装置(T1)为PNP型三极管，它的B极和E极并联在R5的两端，C极通过光藕和栅极电阻及M1的栅极相连；开关量输出装置M1为一允许较大电流流过的P沟道MOSFET管；输入控制装置和输出故障反馈装置均采用光藕隔离。
专利摘要本实用新型所述的具有过流保护功能的开关量输出电路，是由过流检测装置(R5)，过流保护关断装置(T1)，开关量输出装置(M1)，输入控制装置和输出故障反馈装置所组成。输入控制装置控制开关量输出装置的通断，过流保护关断装置根据过流检测装置产生的、与电流大小相对应的电压信号确定是否关断开关量输出装置，以及是否输出故障信号。本实用新型具有结构新颖、电路简单、实用、可靠，在一定范围内可满足工业现场控制的需要等特点，故属于一种集经济性与实用性为一体的新型具有过流保护功能的开关量输出电路。
文档编号H02H3/08GK201122941SQ200720016009
公开日2008年9月24日 申请日期2007年11月19日 优先权日2007年11月19日
发明者磊 姜, 戴碧君, 王文举 申请人:谢步明