三線制電流輸出變送器保護電路的製作方法
2023-08-02 06:38:01 1
專利名稱：三線制電流輸出變送器保護電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種三線制電流變送器埠保護電路。
背景技術：
電流輸出類型的變送器廣泛應用於工業控制現場，其作用是將某些傳感器的信號 (一般是電壓信號)進行放大並轉換成標準4-20MA的電流信號。該種類的變送器的工 作原理一般是先進行電壓信號放大，在輸出級進行電壓至電流轉換。輸出級一般是由晶 體三極體或場效應管構成的，實際應用電路簡圖見圖l。 該電路的保護機理如下
二極體D1與D2是鉗位二極體，保證電流輸出端的電平處於GND-0.7V VCC+0.7V之 間，二極體D4的作用是防止電源反接，Rl是限流電阻。該電路有以下缺點
1. 電路中引入電阻R1做限流，阻值太大會影響負載能力，太小限流效果差，由於 功率比較大，相應的體積也比較大，不利於產品的小型化，所以電阻R1通常不用。
2. 當電源正端接在圖1中GND位置，電源負端接在圖1中VCC位置，信號端接在圖 1中I0UT端時(電源反接現象)，此時流經二極體D2及電阻R1的電流比較大，同時負載 端的檢測電阻如果比較小，則有可能導致二極體D2或負載電阻損壞。
3. 當電源正端接在圖1中GND位置，電源負端接在圖1中I0UT位置，信號端接在圖 1中VCC端時,此時相當於電源直接短路(假設電阻R1阻值很小或者沒有安裝)，導致二 極管D2過流損壞。
所以，傳統的保護電路存在不合理之處，需要進一步改進。
發明內容
本發明所要解決的技術問題就是針對上述現有技術的現狀而提供一種結構更加合理 實用、可以對變送器的電源及輸出線進行全方位保護的三線制電流輸出變送器保護電路
本發明為解決上述技術問題所採用的技術方案為 一種三線制電流輸出變送器保護
電路,其包括有接在變送器電源端和電流輸出端、電流輸出端與地GND之間依次連接有 鉗位二極體D1和D2，電源端與VCC端的變送器接線端之間連接有防止電源反接的二極體D4,其特徵在於另有P溝道增強型的小信號M0S管Ql，將管Ql的源極S接到變送器輸出 級的電流輸出端，柵極G接地GND，漏極D與作為電流輸出的變送器接線端串聯有隔離 作用的二極體D3。
作為改進，所述的小信號M0S管Ql選用S0T-23封裝的管子，以有代替限流電阻， 減小了線路板面積。
作為改進，所述的二極體D3選用耐壓值大於電路工作電壓值的肖特基二極體，它 對電流輸出的負載能力影響很小。
最後，所述的二極體D3在負載能力餘量足夠條件下，二極體D3也可以選用普通 整流型二極體，以降低成本。
本發明的優點在於
1採用小信號M0S管如S0T-23封裝代替限流電阻，減小了線路板面積； 2當電源反接時，Ves=0，管Q1處於截止狀態，電路中無電流迴路，保護了變送器及 電源的安全；
3當電源正端接在GND位置，電源負端接在IOUT位置，信號端接在VCC端時，Ves〉=0, 管Q1同樣處於截止狀態，電路中無電流迴路，所以保護了變送器及電源的安全； 因此電路更加合理實用，可以對變送器的電源及輸出線進行全方位保護。
圖l為傳統的電路圖； 圖2為本發明改進後的電路圖。
具體實施例方式
以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。
針對上述不足，本發明可以對變送器的電源及輸出線進行全方位的保護，原理簡圖 見圖2。
本發明的技術方案中， 一種三線制電流輸出變送器保護電路,其包括有接在變送器電 源端和電流輸出端、電流輸出端與地GND之間依次連接有鉗位二極體Dl和D2，電源端與 VCC端的變送器接線端之間連接有防止電源反接的二極體D4，其發明的關鍵之處在於將 限流電阻去掉，換成P溝道增強型的小信號MOS管Ql，將管Ql的源極S接到變送器輸 出級的輸出端，柵極G接地，漏極D與變送器接線端串聯有隔離二極體D3。正常工作時， Vcs〈=-2V,管Ql處於導通狀態，4-20mA電流流經管Ql與二極體D3，由於管Ql的導通電 阻很小(可以低於1Q) ， 二極體D3選用肖特基二極體，對電流輸出的負載能力影響很 小。元件選用本電路中，元件的選擇餘地很大，選擇M0S管時，儘量選用開啟電壓(Vcs) 低，導通電阻低的器件，L電流大於200mA即可，如負載能力餘量足夠，二極體D3還可 以選用普通整流型二極體，如1N4000系列。注意選用肖特基二極體時，其耐壓值不能低 於電路的工作電壓值，如24V系統，要保證耐壓30V以上。
該電路的優點如下
1採用小信號MOS管(SOT-23封裝)代替限流電阻，減小了線路板面積。 2當電源反接時，Ves〈0, M0S管Q1處於截止狀態，電路中無電流迴路，保護了變送 器及電源的安全。
3當電源正端接在圖2中GND位置，電源負端接在圖2中I0UT位置，信號端接在圖2中 VCC端時，Ves〈0， M0S管Q1同樣處於截止狀態，電路中無電流迴路，所以保護了變送器及 電源的安全。
權利要求
1、一種三線制電流輸出變送器保護電路，其包括有接在變送器電源端和電流輸出端、電流輸出端與地GND之間依次連接有鉗位二極體D1和D2，電源端與VCC端的變送器接線端之間連接有防止電源反接的二極體D4，其特徵在於另有P溝道增強型的小信號MOS管Q1，將管Q1的源極S接到變送器輸出級的電流輸出端，柵極G接地GND，漏極D與作為電流輸出的變送器接線端串聯有隔離作用的二極體D3。
2、 根據權利要求1所述的三線制電流輸出變送器保護電路，其特徵在於所述的小 信號M0S管Ql選用SOT-23封裝的管子。
3、 根據權利要求1所述的三線制電流輸出變送器保護電路，其特徵在於所述的二 極管D3選用耐壓值大於電路工作電壓值的肖特基二極體。
4、 根據權利要求1所述的三線制電流輸出變送器保護電路，其特徵在於所述的二 極管D3在負載能力餘量足夠條件下，二極體D3選用普通整流型二極體。
全文摘要
一種三線制電流輸出變送器保護電路，其包括有接在變送器電源端和電流輸出端、電流輸出端與地GND之間依次連接有鉗位二極體D1和D2，電源端與VCC端的變送器接線端之間連接有防止電源反接的二極體D4，其特徵在於另有P溝道增強型的小信號MOS管Q1，將管Q1的源極S接到變送器輸出級的電流輸出端，柵極G接地GND，漏極D與作為電流輸出的變送器接線端串聯有隔離作用的二極體D3，其結構更加合理實用，可以對變送器的電源及輸出線進行全方位保護。
文檔編號H02H11/00GK101667728SQ20081012081
公開日2010年3月10日 申請日期2008年9月5日 優先權日2008年9月5日
發明者張德強, 梅科達 申請人:寧波柯力電氣製造有限公司