專(zhuān)利名稱(chēng)：輸出通道漏電流檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子電路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)、安全信號(hào)系統(tǒng)等系統(tǒng)中的輸出通道漏電流檢測(cè)電路。
背景技術(shù)：
在工業(yè)控制系統(tǒng)和安全信號(hào)系統(tǒng)(應(yīng)用于航空電子、鐵路信號(hào)、核電等行業(yè))中，系統(tǒng)對(duì)受控設(shè)備的控制通常通過(guò)輸出通道來(lái)完成，控制器通過(guò)開(kāi)關(guān)輸出通道來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)外部受控信號(hào)的開(kāi)啟和關(guān)閉。如圖I所示，是常見(jiàn)的一種輸出通道電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，該電路由控制器I、固體繼電器2、漏電流回檢電路3三部分組成。由于固體繼電器2有潛在的關(guān)斷阻抗變小故障模式。 在這種故障模式下，即使關(guān)閉輸出通道，輸出通道上也會(huì)有一定大小的電流輸出，這種在通道關(guān)閉時(shí)仍然存在的電流稱(chēng)為漏電流。在工業(yè)控制系統(tǒng)和安全信號(hào)系統(tǒng)中，往往需要防范這種漏電流輸出，保證漏電流輸出不超過(guò)設(shè)定的閾值，否則可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的輸出而造成嚴(yán)重后果。因而圖I所示的輸出通道電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中必須包含其中漏電流回檢電路3的部分，用于及時(shí)發(fā)現(xiàn)輸出通道的漏電流故障并及時(shí)報(bào)警和維護(hù)。漏電流檢測(cè)電路通常需要有較高的靈敏度以檢測(cè)毫安(mA)級(jí)的小電流；同時(shí)漏電流檢測(cè)電路需要具有良好的隔離性能以滿(mǎn)足應(yīng)用的需要。目前，公知的漏電流檢測(cè)電路(如電流感應(yīng)線圈漏電流檢測(cè)電路等)往往有電路復(fù)雜、所占體積(或面積)大、成本聞等缺點(diǎn)。同時(shí)，當(dāng)主干路正常輸出電流時(shí)，部分漏流檢測(cè)電路還存在對(duì)正常輸出電壓分壓較大的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種輸出通道漏電流檢測(cè)電路，它可以進(jìn)行毫安級(jí)漏電流的可靠檢測(cè)，同時(shí)滿(mǎn)足電路體積小、結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單和較低成本的要求。為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種輸出通道漏電流檢測(cè)電路，包括漏電流檢測(cè)電阻、正常電流輸出穩(wěn)壓管、檢測(cè)電路閾值調(diào)整穩(wěn)壓管、檢測(cè)電路限流電阻、和檢測(cè)輸出隔離器件，所述漏電流檢測(cè)電阻串聯(lián)接入輸出通道回路中；正常電流輸出穩(wěn)壓管與漏電流檢測(cè)電阻并聯(lián)連接；檢測(cè)電路閾值調(diào)整穩(wěn)壓管、檢測(cè)電路限流電阻、和檢測(cè)輸出隔離器件串聯(lián)連接后與漏電流檢測(cè)電阻并聯(lián)連接。本發(fā)明的有益效果在于電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，只采用少數(shù)種類(lèi)的元件，低成本。電路所占體積(面積)小，十分適合應(yīng)用于多輸出通道的系統(tǒng)中，電路的漏電流檢測(cè)閾值易于調(diào)整，可調(diào)整穩(wěn)壓管及電阻來(lái)調(diào)節(jié)電路對(duì)毫安級(jí)電流的靈敏度，本電路對(duì)輸出電路的分壓取決于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值和光耦的正向工作電壓，在主干路正常輸出較大電流時(shí)，其壓降最大不會(huì)超過(guò)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值。正常電流輸出穩(wěn)壓管和檢測(cè)電路閾值調(diào)整穩(wěn)壓管可以采用一個(gè)或多個(gè)與電流方向反向的穩(wěn)壓管。正常電流輸出穩(wěn)壓管和檢測(cè)電路閾值調(diào)整穩(wěn)壓管可以采用一個(gè)或多個(gè)的與電流方向正向的二極管。正常電流輸出穩(wěn)壓管和檢測(cè)電路閾值調(diào)整穩(wěn)壓管可以采用一個(gè)或多個(gè)與電流方向反向的穩(wěn)壓管和一個(gè)或多個(gè)的與電流方向正向的二極管的組合。所述檢測(cè)輸出隔離器件為固體繼電器或者光耦隔離器件。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。 圖I是一種常見(jiàn)的控制系統(tǒng)輸出通道電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的輸出通道漏電流檢測(cè)電路的原理圖。圖3是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例電路的原理圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1控制器，2固體繼電器，3漏電流回檢電路，4漏電流檢測(cè)電阻，5正常電流輸出穩(wěn)壓管，6檢測(cè)電路閾值調(diào)整穩(wěn)壓管，7檢測(cè)電路限流電阻，8檢測(cè)輸出隔離器件。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種輸出通道漏電流檢測(cè)電路，該電路能夠應(yīng)用于包括但并不局限于安全信號(hào)系統(tǒng)、工業(yè)控制系統(tǒng)等領(lǐng)域。本發(fā)明輸出通道漏電流檢測(cè)電路的技術(shù)方案是如圖2所示，由漏電流檢測(cè)電阻4、正常電流輸出穩(wěn)壓管5、檢測(cè)電路閾值調(diào)整穩(wěn)壓管6、檢測(cè)電路限流電阻7、和檢測(cè)輸出隔離器件8組成。漏電流檢測(cè)電阻4串聯(lián)接入輸出通道回路中；正常電流輸出穩(wěn)壓管5與漏電流檢測(cè)電阻4并聯(lián)連接；檢測(cè)電路閾值調(diào)整穩(wěn)壓管6、檢測(cè)電路限流電阻7、和檢測(cè)輸出隔離器件8串聯(lián)連接后與漏電流檢測(cè)電阻4并聯(lián)連接。根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)的需要，正常電流輸出穩(wěn)壓管5和檢測(cè)電路閾值調(diào)整穩(wěn)壓管6可以采用多種不同的實(shí)現(xiàn)方法。采用一個(gè)或多個(gè)與電流方向反向的穩(wěn)壓管、或者采用一個(gè)或多個(gè)的與電流方向正向的二極管、或者采用前二者的組合。輸出隔離器件8為固體繼電器或者光耦隔離器件。如圖2所示的輸出通道漏電流檢測(cè)電路，所需檢測(cè)的漏電流閾值為IO ;漏電流檢測(cè)電阻4的阻值為R4 ;正常電流輸出穩(wěn)壓管5的導(dǎo)通電壓閾值為U5 ;檢測(cè)電路閾值調(diào)整穩(wěn)壓管6的導(dǎo)通電壓閾值為U6 ;檢測(cè)電路限流電阻7的阻值為R7 ;輸出隔離器件8的導(dǎo)通電壓閾值為U8，導(dǎo)通電流為18 ;另外，輸出通道開(kāi)始啟時(shí)的正常輸出電流大于IN，各模塊之間的參數(shù)滿(mǎn)足以下關(guān)系在關(guān)閉輸出通道時(shí)(參考圖1，關(guān)閉固體繼電器2的使能)，檢測(cè)電路對(duì)輸出通道的漏電流狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。如果輸出通道的漏電流大于等于10，由圖2以及可知，流過(guò)輸出隔離器件8的電流大于等于其導(dǎo)通電流18，那么檢測(cè)電路的電流檢測(cè)信號(hào)輸出有效電平；反之，如果輸出通道的漏電小于10，則流過(guò)輸出隔離器件8的電流小于其導(dǎo)通電流18，檢測(cè)電路的電流檢測(cè)信號(hào)輸出無(wú)效電平。這樣就實(shí)現(xiàn)了漏電流檢測(cè)的功能。
在打開(kāi)輸出通道時(shí)(參考圖1，開(kāi)啟固體繼電器2的使能)，不需要漏電流檢測(cè)(漏電流只對(duì)通道關(guān)閉的情況有意義)。通道輸出電流大于IN，由圖2以及可知，正常電流輸出穩(wěn)壓管5導(dǎo)通。因而通道輸出電流大于IN的部分都由正常電流輸出穩(wěn)壓管5流出去。此分析表明，本發(fā)明漏電流檢測(cè)電路，在輸出通道打開(kāi)時(shí)不影響通道電流的正常輸出。設(shè)計(jì)中通過(guò)器件選型來(lái)調(diào)整各模塊的參數(shù)，就能夠調(diào)整電路的漏電流檢測(cè)閾值10，以及調(diào)整輸出開(kāi)啟或者關(guān)閉時(shí)流過(guò)檢測(cè)電路閾值調(diào)整穩(wěn)壓管6、檢測(cè)電路限流電阻7、和檢測(cè)輸出隔離器件8的電流最大值。下面結(jié)合圖3本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例電路的原理圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
該實(shí)施例針對(duì)輸出通道采用的PVX6012PBF型固體繼電器在關(guān)閉時(shí)可能存在的漏電流輸出進(jìn)行檢測(cè)。在該實(shí)施例中，采用2.49kQ電阻作為漏電流檢測(cè)電阻；采用6. 2V穩(wěn)壓管作為正常電流輸出穩(wěn)壓管，兩個(gè)6. 2V穩(wěn)壓管并聯(lián)用于電流分流避免單個(gè)器件的功率過(guò)大；采用5. IV穩(wěn)壓管作為檢測(cè)電路閾值調(diào)整穩(wěn)壓管；采用221 Ω電阻作為檢測(cè)電路限流電阻；采用HCPL4701#300型光耦器作為檢測(cè)輸出隔離器件?？紤]輸出通道關(guān)閉的情況，輸出控制信號(hào)為低電平，PVX6012PBF型固體繼電器關(guān)閉。當(dāng)輸出通道中的漏電流大于等于閾值(約2. 4mA)時(shí)，漏電流回檢信號(hào)有效(輸出低電平)；當(dāng)輸出通道中的漏電流小于閾值(約2. 4mA)時(shí)，漏電流回檢信號(hào)無(wú)效(輸出高電平)。本發(fā)明并不限于上文討論的實(shí)施方式。以上對(duì)具體實(shí)施方式
的描述旨在于為了描述和說(shuō)明本發(fā)明涉及的技術(shù)方案?；诒景l(fā)明啟示的顯而易見(jiàn)的變換或替代也應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。以上的具體實(shí)施方式
用來(lái)揭示本發(fā)明的最佳實(shí)施方法，以使得本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠應(yīng)用本發(fā)明的多種實(shí)施方式以及多種替代方式來(lái)達(dá)到本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.一種輸出通道漏電流檢測(cè)電路，其特征在于，包括漏電流檢測(cè)電阻(4)、正常電流輸出穩(wěn)壓管(5)、檢測(cè)電路閾值調(diào)整穩(wěn)壓管(6)、檢測(cè)電路限流電阻(7)、和檢測(cè)輸出隔離器件(8)， 所述漏電流檢測(cè)電阻(4)串聯(lián)接入輸出通道回路中； 正常電流輸出穩(wěn)壓管(5)與漏電流檢測(cè)電阻(4)并聯(lián)連接； 檢測(cè)電路閾值調(diào)整穩(wěn)壓管(6)、檢測(cè)電路限流電阻(7)、和檢測(cè)輸出隔離器件(8)串聯(lián)連接后與漏電流檢測(cè)電阻(4)并聯(lián)連接。
2.如權(quán)利要求I所述的輸出通道漏電流檢測(cè)電路，其特征在于正常電流輸出穩(wěn)壓管(5)和檢測(cè)電路閾值調(diào)整穩(wěn)壓管(6)可以采用一個(gè)或多個(gè)與電流方向反向的穩(wěn)壓管。
3.如權(quán)利要求I所述的輸出通道漏電流檢測(cè)電路，其特征在于正常電流輸出穩(wěn)壓管(5)和檢測(cè)電路閾值調(diào)整穩(wěn)壓管(6)可以采用ー個(gè)或多個(gè)的與電流方向正向的ニ極管。
4.如權(quán)利要求I所述的輸出通道漏電流檢測(cè)電路，其特征在于正常電流輸出穩(wěn)壓管(5)和檢測(cè)電路閾值調(diào)整穩(wěn)壓管(6)可以采用一個(gè)或多個(gè)與電流方向反向的穩(wěn)壓管和ー個(gè)或多個(gè)的與電流方向正向的ニ極管的組合。
5.如權(quán)利要求I所述的ー種輸出通道漏電流檢測(cè)電路，其特征在于所述檢測(cè)輸出隔離器件(8)為固體繼電器或者光耦隔離器件。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種輸出通道漏電流檢測(cè)電路，包括漏電流檢測(cè)電阻、正常電流輸出穩(wěn)壓管、檢測(cè)電路閾值調(diào)整穩(wěn)壓管、檢測(cè)電路限流電阻、和檢測(cè)輸出隔離器件，所述漏電流檢測(cè)電阻串聯(lián)接入輸出通道回路中；正常電流輸出穩(wěn)壓管與漏電流檢測(cè)電阻并聯(lián)連接；檢測(cè)電路閾值調(diào)整穩(wěn)壓管、檢測(cè)電路限流電阻、和檢測(cè)輸出隔離器件串聯(lián)連接后與漏電流檢測(cè)電阻并聯(lián)連接。本發(fā)明電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，只采用少數(shù)種類(lèi)的元件，低成本。電路所占體積(面積)小，十分適合應(yīng)用于多輸出通道的系統(tǒng)中，電路的漏電流檢測(cè)閾值易于調(diào)整，可調(diào)整穩(wěn)壓管及電阻來(lái)調(diào)節(jié)電路對(duì)毫安級(jí)電流的靈敏度，本電路對(duì)輸出電路的分壓取決于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值和光耦的正向工作電壓，在主干路正常輸出較大電流時(shí)，其壓降最大不會(huì)超過(guò)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值。
文檔編號(hào)G01R19/00GK102866324SQ20121033668
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者崔捷浩, 王軍偉, 諶鋒, 俞泓 申請(qǐng)人:上海富欣智能交通控制有限公司