專利名稱：用于自動化設備的負邏輯輸出的控制和保護系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于例如工業(yè)可編程邏輯控制器(或PLC )的自動化設 備的輸出通道的電子控制和保護系統(tǒng)，特別地，涉及用于能夠依據源于自動 化設備的數字控制信號來驅動電負載的靜態(tài)輸出通道的電子控制和保護系統(tǒng)。
背景技術：
可編程邏輯控制器是能夠驅動、控制和/或監(jiān)^f見一個或多個過程的自動化 設備，特別是在工業(yè)自動化、建造或配電領域中。其通常包括一個中央處理 器單元和一定數目的輸入通道和輸出通道。當可編程邏輯控制器是模塊化結 構時，這些輸入/輸出可以分組集合在輸入/輸出模塊中，每個輸入/輸出模塊 包括例如8個、16個或32個通道。
輸入使得可以從與過程相關聯的傳感器中特定地接收信息。中央處理器 單元首先掃描輸入，隨后為了驅動輸出而運行應用程序(或用戶程序)，該 程序可以控制預執(zhí)行器類型的電負載，諸如電磁開關的勵磁線圈或其他裝 置。
發(fā)生故障時，通過允許輸出跳閘(tripping)的電子保護系統(tǒng)，可以保護 靜態(tài)輸出避免過載和短路。通常地，跳閘電流的值被設計為從近似為最大額 定電流值的1.25倍開始跳閘，即對于100mA標稱電流的輸出，跳閘電流為 125mA,而對于500mA的輸出，跳閘電流為625mA。
然而，在某些情況下，特別是針對用于控制電容性負載或白熾燈類的預 執(zhí)行器的輸出通道而言，該跳閘電流值可能是不利的。具體地，已知例如在 白熾燈的情況中，燈的電阻根據燈絲的溫度大幅改變，其導致流經燈的電流 根據燈絲的溫度大幅改變。當燈絲的溫度低的時候，例如在開燈時的環(huán)境溫 度下，燈絲的電阻低因而通過燈的電流很高。燈絲的溫度隨后迅速增加和穩(wěn) 定，這迅速增加了它的電阻且從而減小了電流。
因此，認為在該開始階段期間可能流經燈的峰值電流的初始值可以因此
4達到標稱電流的5倍(例如對于100mA標稱電流的24 Vdc輸出，該值為 500mA),且在^f又僅約10ms后通過燈的電流穩(wěn)定在其標稱值。這種情況也 可能出現在電容性負載的啟動時。因此顯而易見，用于保護輸出通道的傳統(tǒng) 系統(tǒng)將隨后被啟動跳閘。
文件US 4,750,079已經描述了 一種用于設計用以控制負載的MOS晶體 管的控制和保護電路。然而，該電路不直接測量流經負載的電流值，不包括 任何用以限制通過負栽的電壓的裝置，并且不包括任何在電流超過預定閾值 一預定時段時可以使MOS晶體管處于截止狀態(tài)的跳閘裝置。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的是在啟動和電流穩(wěn)定的階段期間防止晶體管化靜態(tài) 輸出通道的不適當的跳問，同時確保免除由于通過其的電流的增加而生成的 功率的影響以及因而免除損害或甚至破壞的影響。
本發(fā)明進一步的目的是在穩(wěn)定時段期間限制峰值電流，以便因此免除為 了能在啟動階段吸收初始的峰值電流而過度費力設計輸出的靜態(tài)開關元件 (如晶體管)的必要性。有利地，本發(fā)明可以用獨立的方式控制和保護輸出， 而不需要例如額外的熱跳閘設備。
為此，本發(fā)明描述了 一種用于自動化設備的輸出通道的控制和保護系 統(tǒng)，該自動化設備的輸出通道設計為依照來自自動化設備的控制信號而驅動 電負載。該系統(tǒng)包括具有負載電阻器和開關MOS晶體管的開關裝置，該 開關MOS晶體管可以通過控制信號在其中負載與負載電阻器串聯提供的導 通狀態(tài)、和截止狀態(tài)之間切換；限制裝置，其將負載電阻器端子的電壓值限 制為預先確定的最大值；以及用于輸出通道的跳閘裝置，當流經負載電阻器 的電流值超過預先確定的閾值一預定義時段時，其可以將開關晶體管切換到 截止狀態(tài)。
依照一個特征，負載電阻器連接在開關晶體管的源極和負電壓端子之 間，電負載連接在開關晶體管的漏極和正電壓源之間，當開關晶體管處于截 止狀態(tài)時負載不受控制(這意味著未被供電)。
依照另一個特征，限制裝置包括電壓降元件，布置其使得負載電阻器端 子的電壓的最大值由該元件端子的預先確定的電壓降限制。
依照另一個特征，跳閘裝置包括可以將負載電阻器端子的電壓與參考 電壓相比較的比較器模塊；定時器模塊，其輸入連接到比較器模塊的輸出；
5以及跳閘MOS晶體管，其柵極連接到定時器模塊的輸出。
依照第一實施例，電壓降元件包括其陰極布置在負電壓端子的一側的兩 個串聯的二極管?？商娲?，電壓降元件包括其陰極布置在負電壓端子的一 側的穩(wěn)壓二極管。
依照第二實施例，電壓降元件包括雙極晶體管，其基極連接到開關晶體 管的源極，其發(fā)射極連接到負電壓端子且其集電極連接到開關晶體管的柵 極，該元件端子的電壓降根據所述雙極晶體管的基極-發(fā)射極的電壓來預先 確定。
本發(fā)明還涉及一種自動化設備，包括中央處理器單元和至少一個用于控 制電負載目的的輸出通道，中央處理器單元在控制和/或監(jiān)視程序的執(zhí)行的期 間能夠生成控制信號以便切換所述輸出通道，自動化設備包括這種用于所述 輸出通道的控制和保護系統(tǒng)。


參照給出作為例子的且根據附圖描述的實施例，在下面的具體說明中，
其它特征和優(yōu)點將是明顯的，其中
圖1表示依照本發(fā)明的用于輸出通道的電子控制和保護系統(tǒng)的第 一實施 例的簡化圖2示出本發(fā)明的第二實施例的簡化圖。
具體實施例方式
參照圖1和圖2,基于源自例如可編程邏輯控制器的自動化設備的輸出 通道的數字控制信號S能夠控制外部電負載C?？刂菩盘朣由可編程邏輯控 制器的中央處理器單元生成，作為例如應用程序的運行結果?；谠摽刂菩?號S,設計電子控制和保護系統(tǒng)來驅動輸出電子電路并保護其免受負載C的 過載和/或短路故障的影響。
在圖l所示的第一實施例中，電子控制和保護系統(tǒng)包括控制信號S抵達 的控制裝置40、可控制電負載C的靜態(tài)開關裝置10、可限制在靜態(tài)開關裝 置10中流過的電流的限制裝置20、以及如果發(fā)生故障時可切斷靜態(tài)開關裝 置IO的控制的跳閘裝置30。
開關裝置10包括負載電阻器R10和N溝道MOSFET型的開關晶體管 TIO。電負載C連接在正電壓源(如24Vdc預執(zhí)行器電壓)和開關晶體管T10的漏極之間。負載電阻器R10連接在負電壓端子N (對應于地或電壓0 點-零電壓)以及開關晶體管T10的源極之間。因此，當開關晶體管T10處 于導通狀態(tài)時，在正電壓源和負電壓端子N之間串聯地提供負載C和負載 電阻器RIO。當開關晶體管T10處于截止狀態(tài)時，不提供負載C。
限制裝置20的功能是將負載電阻器R10端子的電壓限制在預先確定的 最大值，以使得限制流經電阻器RIO的最大電流并因此限制流經開關晶體管 T10的最大電流。限制裝置20主要包括NPN雙極晶體管T21、 PNP雙極晶 體管T22和電壓降元件E。
晶體管T22的發(fā)射極連接到正電壓端子P。晶體管T22的集電極通過電 阻器R22連接到負電壓端子N且其還連接到開關晶體管T10的柵極。晶體 管T22的基極通過電阻器R21連接到晶體管T21的集電極。晶體管T21的 發(fā)射極連接到開關晶體管T10的源極。晶體管T21的基極連接到控制裝置 40的輸出信號。晶體管T21的基極形成點M,點M通過電壓降元件E連接 到負電壓端子N。點M對應于跳閘裝置30中所使用的電壓測量點。在正電 壓端子P和負電壓端子N之間，具有例如等于5Vdc的電壓V,其可以由預 ^L行器電壓(例如24vdc)來生成。
在第一實施例中，電壓降元件E由串耳關在點M和負端子N之間的兩個 二極管D20和D21組成。二極管D20和D21的陽極指向點M而陰極指向負 端子N。
跳閘裝置30包括N溝道MOS型的跳閘晶體管T30，其漏極連接到點M 且其源極連接到負端子N。跳閘裝置30還包括比較器模塊31和定時器模塊 32。比較器模塊31具有通過電阻器R30連接到點M的第一輸入和接收參考 電壓Vref的第二輸入。比較器模塊31的輸出連接到定時器模塊32的輸入且 定時器模塊32的輸出連接到晶體管T30的柵極。因此，比較器31用于將點 M處的電壓(且因而間接地將負載電阻器R10端子的電壓)與參考電壓Vref 相比專交。
此外，控制裝置40包括N溝道MOS型晶體管T40。晶體管T40的柵 極連接到控制信號S。晶體管T40的源極連接到電路的負端子N。晶體管T40 的漏極一方面通過電阻器R41連接到PNP雙極晶體管T41的基極，另一方 面通過電阻器R40連接到正電壓端子P。電阻器R41的值優(yōu)選為高使得可以 忽略R41的下降電流。晶體管T41的發(fā)射極連接到正端子P,且晶體管T41 的集電極一方面通過電阻器R43連接到負端子N，另一方面通過電阻器R42連接到點M。
控制和保護系統(tǒng)的通常操作如下
-當控制信號S等于0時，晶體管T40處于截止(打開)狀態(tài)。晶體管 T41的基極通過R41和R40而拉升到正端子P且晶體管T41因此也截止。 隨后晶體管T21的基極通過R42和R43被拉到負端子N且晶體管T21截止。 這樣的結果是晶體管T22的基極處于1狀態(tài)，因此T22截止。在該情況下， T10的柵極通過R22被拉到端子N，因此開關晶體管T10截止而負載C不受 控制。
-當控制信號S變?yōu)?時，晶體管T40導通(閉合)。晶體管T41的基 極通過R41被拉到負端子N且晶體管T41因此也導通。隨后晶體管T21的 基極通過R42被拉升到正端子P，晶體管T21變?yōu)閷?。這樣的結果是晶體 管T22的基極通過R21和R10被拉到端子N，因此T22導通。在該情況下， T10的柵極凈皮拉到正端子P，因此開關晶體管T10導通而負載C受到控制。
元件E端子的電壓降Ve等于VE=VR1Q+VBET21,其中V，表示電阻器 R10端子的電壓而Vbet2!表示晶體管T21的基極-發(fā)射極電壓。依照本發(fā)明， 選擇電壓降元件E提供確定的且穩(wěn)定的電壓降Ve以使得當控制輸出(提供 負載C )時，可在所有狀況中限制電壓VR10的最大值等于VR10max。當晶體管 T21導通且飽和時，即當控制輸出時，T21的基極和發(fā)射極之間的電壓降 Vbet2,是固定的并約等于0.6V。
在圖1的實施例中，元件E由兩個二極管D20和D21組成，其中每個 都提供約等于0.6V的恒定的電壓降Vd2q和VD21，其相應于這類部件的常用 值。因此，元件E端子的電壓降VE被預先確定且等于VD2()+VD21。這樣從而 給出電壓Vrk)的但的限制
VR10max=VE-VBET21=VD20+VD21-0.6 V0=VD20=0.6V
流過負載電阻器RIO的最大電流等于
lR10max=VRi0max/R10= Vd20 /R10。
由于確定了 Vmo和RlO，因此即使如果發(fā)生短路時，可以在一定時間內 限制流經RIO的電流Ijuo并從而限制流經開關晶體管TIO的電流。因此，晶 體管TIO不需要設計為太強大，其在可編程邏輯控制器的輸入/輸出模塊的 輸出通道的熱消散和實施方面有很大優(yōu)勢，為了能夠在單個模塊上安裝例如 32個輸出通道，每個通道都裝備有依照本發(fā)明的電子控制和保護系統(tǒng)。
具體地，當負載C短路時，如果正電壓等于24Vdc，則在晶體管TIO
8的源極和漏極之間的電壓Vdstk)基本上等于VDST1Q=24-VR1。max。晶體管T10
只需要能夠在定時器周期內提供如下的功率P,，即Pmax=VDST1() *IR1Qmax，也
就是說P謹K24-V謂隨)* VD20 /R10。
當輸出通道正常操作且沒有短路時，點M處的電位VM1等于VM1= VBET21+VRU)，其中由于負載C消耗的電流為標稱電流，V，具有低值。另一 方面，當輸出短路時，點M處的電位Vm2等于VM2= VBET21+VR10max，其中
VRlOmax =VD20=0.6V。
點M通過電阻器R30連接到比較器模塊31的第一輸入。由于電阻器 R30的值很低而比較器31的輸入阻抗很高，所以不必考慮電阻器R30的值。
將參考電壓Vd施加到比較器31的第二輸入。在值V^和VM2之間選擇該 參考電壓Vref,以使得比較器31可以檢測輸出的短路。因此，在正常操作中， 值Vw小于參考電壓Vref而比較器的輸出為0。在短路情況下，值Vm2大于 Vref而比較器的輸出為1。為了增加跳閘閾值的精度并使其與溫度無關，優(yōu)
選地通過與晶體管T21配對的另一雙極晶體管的基極-發(fā)射極電壓來產生參
考電壓Vw。因此，比較器模塊31能夠將負載電阻器R10端子的電壓和參 考電壓Vw相比較。
當比較器模塊31的輸出導通時，其接著觸發(fā)定時器模塊32,其持續(xù)時
間被預先定義以使得允許可能在一些特定輸出開啟時發(fā)生的暫時性短路的
通過，例如，10ms。如果定時器結束時仍然存在短路，則定時器模塊32切 換且控制晶體管T30的柵極，其具有將點M直接地連接到負端子N的效果。 T21的基極隨后回到負端子N,其具有將晶體管T21切換為截止狀態(tài)并因此 將晶體管T10切換到截止狀態(tài)的效果。負載C不再受到控制。
因此，發(fā)生過載或短路時，如果負載電阻器R10端子的電壓超出了根據 參考電壓Vref預先確定的閾值，則控制和保護系統(tǒng)能夠在定時器模塊32的 預定義周期的結尾斷開輸出。此外，在該預定義周期期間，系統(tǒng)能夠將流經 開關晶體管T10和負載電阻器RIO的電流限制到由元件E的電壓降計算的
最大電Wb lRiOmax。
也可以采用單個穩(wěn)壓二極管來代替元件E的二才及管D20和D21,單個 穩(wěn)壓二極管的陰極布置在負端子N的一側，且具有例如約等于1.3V的電壓 降，雖然穩(wěn)壓二極管提供的電壓降精確度較小。
圖2示出了本發(fā)明的第二實施例。在第二實施例中，電子控制和保護系 統(tǒng)包括控制信號S抵達的控制裝置40，、可控制電負載C的靜態(tài)開關裝置10、
9可限制在靜態(tài)開關裝置10中流經的電流的限制裝置20，、以及發(fā)生故障時可 切斷靜態(tài)開關裝置10的控制的跳閘裝置30，。開關裝置10與圖1所描述的 相同。
限制裝置20，的功能是將負載電阻器R10端子的電壓限制在預先確定的 最大值，以使得限制流經電阻器RIO的最大電流并從而限制流經開關晶體管 T10的最大電流。其主要地包括NPN雙極晶體管T25和電壓降元件E，。
晶體管T25的發(fā)射極連接到負電壓端子N。晶體管T25的集電極連接到 開關晶體管T10的柵極。晶體管T25的基極通過電阻器R25連接到測量點 M，。點M，還通過具有很高電阻值的電阻器R26而連接到晶體管T10的源極。 點M，相應于跳閘裝置30，中所使用的電壓測量點。晶體管T10的柵極連接到 控制裝置40，的輸出信號。
在圖2的實施例中，電壓降元件E，包括與晶體管T25頂到底 (head-to-foot)安裝的NPN雙才及晶體管T20。因此，晶體管T20的發(fā)射才及連 接到晶體管T25的發(fā)射極，以同樣的方式，晶體管T20的集電極連接到晶體 管T25的集電極。晶體管T20的基極連接到晶體管T10的源極。因此，元 件E，的晶體管T20的基極和發(fā)射極之間的電壓降Ve，等于VE，=VR10。
跳閘裝置30，包括P溝道MOS型的跳閘晶體管T30'，其漏極連接到點 M，且其源極連接到正端子P。跳閘裝置30，還包括比較器模塊31和定時器模 塊32。比較器模塊31具有通過電阻器R30連接到點M，的具有高阻抗的第 一輸入和接收參考電壓V,ef的第二輸入。比較器模塊31的輸出連接到定時 器模塊32的輸入，且定時器模塊32的輸出連接到晶體管T30，的柵極。因此， 比較器模塊31用于比較點M，的電壓和參考電壓Vref。
另外，控制裝置40，包括N溝道MOS型晶體管T40。晶體管T40的柵 極連接到控制信號S。晶體管T40的源極連接到負端子N。晶體管T40的漏 極一方面通過電阻器R41連接到NPN雙極晶體管T45的基極，另一方面通 過電阻器R40連接到正端子P。電阻器R41的值非常高4吏得可以忽略不計 R41的下降電流。晶體管T45的發(fā)射極連接到負端子N。晶體管T45的集電 極一方面通過電阻器R45連接到正端子P，另一方面通過電阻器R46連接到 晶體管T10的柵極。
控制和保護系統(tǒng)的通常操作如下
-當控制信號S等于0時，晶體管T40處于截止(打開)狀態(tài)。晶體管 T45的基極通過R41和R40而被_拉升到正端子P且/人而晶體管T45導通。在該情況下，T10的棚-極通過電阻器R46而凈皮4i到負端子N,因此開關晶體 管T10截止且負載C不受控制。
-當控制信號S變?yōu)?時，晶體管T40導通(閉合)。晶體管T45的基 極通過R41而被拉到負端子N且從而晶體管T45截止。在該情況下，晶體 管T10的柵極通過電阻器R45和R46而被拉到正端子P，因此開關晶體管 T10導通而負載C受到控制。
電阻器R10端子的最大電壓Vrk)隨由晶體管T20的基極-發(fā)射極電壓 Vbet2o限制，其固定且例如為0.6V的量級。因此其給出了電壓Viuo的值的 限制
V謂應=VBET2o =0.6V
從而，電阻器RIO中流過的最大電流等于IRlto^=VR1Gmax/R10= VBET20 /R10,其中VBET20和R10是確定的。因此，如第一實施例中一樣，即使發(fā)生 短路時，可以在一定時段內限制流經R10的電流IR1()以及從而限制流經開關 晶體管T10的電流。
例如，對于24Vdc電壓源提供的等于500mA的標稱電流的輸出，可選 擇等于0.33 ohm ( 0R33 )的電阻器RIO，其使得電流Iiuomax等于1.8A。對于 100mA的輸出，電阻器R10可以等于2.2Rohm。
點M，處于如下電位vm^vrh)+vr26。實際中，R26具有高的電阻值，因 為其功能是傳輸電壓到R10的端子和當晶體管T30，導通時，T30，不應在電 阻器R10中生成電流，以及因此其終端處的電壓不能被忽略。當負載C被 正?？刂魄覜]被短路時，點M，處于如下電位Vm，尸Vrh)，其中Viu。具有相對 低的值，因為負載消耗的電流是標稱電流。另一方面，當輸出被短路時，點 M，則處于如下電位VM,2=VR10max,其中VR10max=VBET20=0.6V。
因此，如第一實施例中一樣，比較器模塊31使得可以比較負載電阻器 R10端子的電壓(點M，連接到比較器31的第一輸入)和施加到比較器31 的第二輸入的參考電壓Vref。該參考電壓Vref在值V鵬和VM,2之間選擇，以 使得比較器模塊31可以檢測輸出的短路。因此，在正常工作中，伍VmvJ、
于參考電壓Vref且比較器輸出為0。如果發(fā)生短路，則值Vm，2大于Vref且比 較器輸出為1。
比較器模塊31的輸出隨后觸發(fā)定時器模塊32，其持續(xù)時間被預先定義 使得允許在一些特定輸出開啟時可能發(fā)生的暫時性短路的通過，例如，10ms。 如果在定時器結束時仍然存在短路，則定時器模塊32切換且控制晶體管T30，的柵極，其導致點M，直接地連接到正端子P。 T25的基極因此連接到正 端子P且晶體管T25導通。這具有將開關晶體管T10的柵-極拉至負端子N 并從而將開關晶體管T10改變到截止狀態(tài)的效果。負載C隨后不再受到控制。 因此，發(fā)生過載或短路時，如果負載電阻器R10端子的電壓超出了參考 電壓V^預先確定的閾值，則保護系統(tǒng)能夠在定時器模塊32的預定義周期 的結尾斷開輸出。此外，在預定義周期期間，保護系統(tǒng)能夠將流經開關晶體 管T10和負栽電阻器R10的電流限制在基于元件E，的電壓降計算的最大電
流iR10max。
有利地，如上所述用于輸出通道的控制和保護系統(tǒng)可以集成為一個且相 同的集成電路。同樣地，用于輸入/輸出模塊的輸出通道的多個控制和保護系 統(tǒng)可以集成為 一個且相同的集成電^各。
權利要求
1. 用于自動化設備的輸出通道的控制和保護系統(tǒng)，自動化設備的輸出通道能夠依照來自自動化設備的控制信號(S)而驅動電負載(C)，該系統(tǒng)包括開關裝置(10)，其包括負載電阻器(R10)和開關MOS晶體管(T10)，所述開關MOS晶體管(T10)可以通過控制信號(S)在其中負載(C)與負載電阻器(R10)串聯提供的導通狀態(tài)、和截止狀態(tài)之間切換，負載電阻器(R10)連接在開關晶體管(T10)的源極和負電壓端子(N)之間，其特征在于所述系統(tǒng)包括-限制裝置(20、20’)，其將負載電阻器(R10)端子的電壓值限制為預先確定的最大值(VR10max)，-用于輸出通道的跳閘裝置(30、30’)，當流過負載電阻器(R10)的電流值超過預先確定的閾值一預定義時段時，其能夠將開關晶體管(T10)切換到截止狀態(tài)，該跳閘裝置(30、30’)包括比較器模塊(31)，其能夠比較負載電阻器(R10)端子的電壓和參考電壓(Vref)。
2. 根據權利要求1所述的控制和保護系統(tǒng)，其特征在于所述電負載 (C )連接在開關晶體管(T10 )的漏極和正電壓源之間，當開關晶體管(T10 ) 處于截止狀態(tài)時，負載(C)不受控制。
3. 根據權利要求1所述的控制和保護系統(tǒng)，其特征在于所述跳閘裝 置(30、 30，)包括其輸入連接到比較器模塊(31 )的輸出的定時器模塊(32 )、 以及其柵極連接到定時器模塊(32 )的輸出的跳閘MOS晶體管(T30、 T30')。
4. 根據權利要求1所述的控制和保護系統(tǒng)，其特征在于所述限制裝 置(20、 20，)包括電壓降元件(E、 E，)，設計該電壓降元件以使得負載電 阻器(RIO)端子的電壓的最大值(VR1()max)是通過該元件(E、 E，)端子的 預先確定的電壓降來限制的。
5. 根據權利要求4所述的控制和保護系統(tǒng)，其特征在于所述電壓降 元件(E)包括其陰極布置在負電壓端子(N)的一側的兩個串聯二極管(D20， D21 )
6. 根據權利要求4所述的控制和保護系統(tǒng)，其特征在于所述電壓降 元件(E)包括其陰極布置在負電壓端子(N)的一側的穩(wěn)壓二極管。
7. 根據權利要求4所述的控制和保護系統(tǒng)，其特征在于所述限制裝置(20 )包括其發(fā)射極連接到開關晶體管(T10 )的源極的雙極晶體管(T21 )， 電壓降元件(E)連接在負電壓端子(N)和所述雙極晶體管(T21)的基極 之間，跳閘晶體管(T30)的漏極連接到該雙極晶體管(T21)的基極且跳閘 晶體管(T30)的源極連接到負電壓端子(N)。
8. 根據權利要求4所述的控制和保護系統(tǒng)，其特征在于所述限制裝 置(20，)的電壓降元件(E，)包括雙極晶體管(T20)，其基極連接到開關 晶體管(T10)的源極，其發(fā)射極連接到負電壓端子(N)，且其集電極連 接到開關晶體管(T10)的柵極，元件(E，)端子的電壓降通過所述雙極晶 體管(T20)的基極-發(fā)射極電壓來預先確定。
9. 根據權利要求8所述的控制和保護系統(tǒng)，其特征在于所述限制裝 置(20，)還包括跳閘晶體管(T25)，其基極連接到跳閘晶體管(T30')的 漏極，其發(fā)射極連接到負電壓端子(N)，且其集電極連接到開關晶體管(TIO) 的柵極，跳閘晶體管(T30')的漏極還連接到開關晶體管(T10)的源極且 跳閘晶體管(T30')的源極連接到正電壓端子(P)。
10. 自動化設備，包括中央處理器單元和至少一個能控制電負載(C) 的輸出通道，中央處理器單元在控制和/或監(jiān)視程序的執(zhí)行的期間能夠生成控 制信號(S)來切換所述輸出通道，其特征在于所述自動化設備包括根據 在前權利要求之一的用于所述輸出通道的電子控制和保護系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于設計用以驅動電負載(C)的自動化設備的輸出通道的控制和保護系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括開關裝置(10)，其包括負載電阻器(R10)和可以在其中負載(C)與負載電阻器(R10)串聯提供的導通狀態(tài)、和截止狀態(tài)之間切換的開關MOS晶體管(T10)；限制裝置(20、20’)，限制負載電阻器(R10)端子的電壓值為預先確定的最大值；跳閘裝置(30、30’)，當流經負載電阻器(R10)的電流值超過預先確定的閾值一預定義時段時，其可以將開關晶體管(T10)切換到截止狀態(tài)。
文檔編號G05B9/02GK101504537SQ200910126759
公開日2009年8月12日 申請日期2009年2月9日 優(yōu)先權日2008年2月8日
發(fā)明者理查德·托尼特 申請人:施耐德電器工業(yè)公司