本發(fā)明屬于數(shù)字電子的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)字量通道輸出電路，其尤其適用于1OO2D功能安全數(shù)字量通道輸出電路。

背景技術(shù)：

目前針對功能安全數(shù)字量通道輸出電路的設(shè)計(jì)結(jié)合IEC61508要求需要如下：

1、通道故障時(shí)輸出狀態(tài)導(dǎo)向安全狀態(tài)。

2、輸出狀態(tài)比較或表決。

3、診斷通道正常閉合和斷開能力。

4、輸出短路、斷路和過載診斷。

5、輸出線纜采用屏蔽線纜。

現(xiàn)在市面上功能安全數(shù)字量通道輸出電路多為2OO3架構(gòu)，產(chǎn)品雖然可以滿足功能安全要求，但2OO3(三取二這種邏輯關(guān)系)的架構(gòu)成本高，體積大，在一些對成本約束較高、安裝空間比較小的應(yīng)用場合不適用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種1OO2D功能安全數(shù)字量輸出輸出電路，其體積小、成本低、冗余性好、可用性強(qiáng)，非常適合中小規(guī)模功能安全控制系統(tǒng)方案。

解決上述問題的技術(shù)方案是：這種1OO2D功能安全數(shù)字量輸出電路，其包括輸出電路模塊和通道診斷電路模塊；

輸出電路模塊包括兩路一致的輸出電路；

通道診斷電路模塊包括兩路一致的通道回讀診斷電路、兩路一致的通道輸出低電平電壓判斷診斷電路和一路連線診斷電路。

本發(fā)明為1OO2D功能安全數(shù)字量通道輸出電路，可實(shí)時(shí)診斷電路故障，輸出通路短路、斷路和過載，實(shí)時(shí)將通道狀況上傳處理器，1OO2D的架構(gòu)設(shè)計(jì)，滿足功能安全要求，降低產(chǎn)品成本，特別適用于對功能安全有要求，成本約束較高，安裝空間較小的場合。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的功能安全數(shù)字量輸出電路的電路方框圖。

圖2為根據(jù)本發(fā)明的功能安全數(shù)字量輸出電路的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，這種1OO2D(1oo2就是只要有兩重冗余信號中只要有一個(gè)觸發(fā)信號被激活就能執(zhí)行預(yù)置的安全相關(guān)功能，比如停車之類的動(dòng)作。)功能安全數(shù)字量輸出電路，其包括輸出電路模塊和通道診斷電路模塊；

輸出電路模塊包括兩路一致的輸出電路(A1)和(A2)；

通道診斷電路模塊包括兩路一致的通道回讀診斷電路(A3)和(A4)、兩路一致的通道輸出低電平電壓判斷診斷電路(A5)和(A6)和一路連線診斷電路(A7)。

本發(fā)明為1OO2D功能安全數(shù)字量通道輸出電路，可實(shí)時(shí)診斷電路故障，輸出通路短路、斷路和過載，實(shí)時(shí)將通過狀況上傳處理器，1OO2D的架構(gòu)設(shè)計(jì)，滿足功能安全要求，降低產(chǎn)品成本，特別適用于對功能安全有要求，成本約束較高，安裝空間較小的場合。

另外，如圖2所示，所述輸出電路包括第一MOSFET芯片(Q1)，第三晶體三極管(Q3)，第三電阻(R3)，第十七電阻(R17)，第二十二電阻(R22)和第二十五電阻(R25)；第三電阻(R3)，第十七電阻(R17)，第二十二電阻(R22)，第二十五電阻(R25)和第三晶體三極管(Q3)組成三極管開關(guān)電路，三極管開關(guān)電路和第一MOSFET芯片(Q1)組成MOSFET開關(guān)電路；第三電阻(R3)和第十七電阻(R17)串聯(lián)后連接端接第一MOSFET芯片(Q1)的柵極，第三電阻(R3)的另一端接電源，第十七電阻(R17)的另一端接第三晶體三極管(Q3)集電極；第二十二電阻(R22)的一端接處理器控制信號，另一端接第三晶體三極管(Q3)基極；第二十五電阻(R25)并聯(lián)在第三晶體三極管(Q3)基極和地之間，對接入第三晶體三極管(Q3)基極的信號分壓，消除處理器輸出低電平高于Q3基極門檻電壓的故障；第一MOSFET芯片(Q1)源極接電源，漏極接通道診斷電路模塊，發(fā)射極接地。

另外，如圖2所示，所述通道回讀診斷電路讀取輸出通道的實(shí)時(shí)狀態(tài)：輸出為高電平或低電平，并將此狀態(tài)上傳處理器，包括第一光耦芯片(U1)，第四電阻(R4)和第十五電阻(R15)；第一光耦芯片(U1)為雙通道光耦芯片，其第一管腳、第二管腳、第七管腳和第八管腳為第一通道，用于通道回讀電路，第一管腳接第四電阻(R4)一端，第八管腳為輸出，接處理器輸入，由第十五電阻(R15)上拉到電源，第二管腳、第七管腳分別接相互隔離的地；第四電阻(R4)另一端接通道輸出網(wǎng)絡(luò)。

另外，如圖2所示，所述通道輸出低電平電壓判斷診斷電路判斷輸出電路輸出低電平時(shí)電壓值是否在2V以下，包括：第一光耦芯片(U1)，第三電壓比較器(U3)，第六電壓基準(zhǔn)(U6)，第一電容(C1)，第七電阻(R7)，第九電阻(R9)，第十三電阻(R13)，第十九電阻(R19)和第二十三電阻(R23)；第一光耦芯片(U1)的第三管腳、第四管腳、第五管腳和第六管腳為第二通道，用于通道輸出低電平電壓判斷電路，第一光耦芯片(U1)的第三管腳與第三電壓比較器(U3)的第四管腳連接，并由第九電阻(R9)上拉到電源，第一光耦芯片(U1)的第六管腳為輸出，接處理器輸入，由第十九電阻(R19)上拉到電源，第四管腳、第五管腳分別接相互隔離的地；第三電壓比較器(U3)為單端通用電壓比較器，第三電壓比較器(U3)的第一管腳為負(fù)輸入端，接第六電壓基準(zhǔn)(U6)的第一管腳，并通過第十三電阻(R13)連接到電源；第三電壓比較器(U3)的第三管腳為正輸入端，接經(jīng)過第七電阻(R7)和第二十三電阻(R23)串聯(lián)連接端；第三電壓比較器(U3)的第二管腳接地，第五管腳接電源；第六電壓基準(zhǔn)(U6)為電壓基準(zhǔn)，第六電壓基準(zhǔn)(U6)的第一管腳接第三電壓比較器(U3)的第一管腳，第二管腳接地，第三管腳懸空；第十三電阻(R13)為電壓基準(zhǔn)限流電阻，一端接電源，另一端接第六電壓基準(zhǔn)(U6)的第一管腳；第七電阻(R7)和第二十三電阻(R23)為分壓電阻，串聯(lián)后并聯(lián)在輸出網(wǎng)絡(luò)和地之間，第七電阻(R7)一端接通道輸出網(wǎng)絡(luò)，第二十三電阻(R23)一端接地，第七電阻(R7)和第二十三電阻(R23)連接端接第三電壓比較器(U3)的第三管腳3；第一電容(C1)為第三電壓比較器(U3)電源去耦電容。

另外，如圖2所示，所述連線診斷電路包括第五電流監(jiān)視芯片(U5)，第三電容(C3)和第四電容(C4)，第一電阻(R1)、第十一電阻(R11)、第十二電阻(R12)和第二十七電阻(R27)；第五電流監(jiān)視芯片(U5)為電流監(jiān)視芯片，第五電流監(jiān)視芯片(U5)的第三管腳為輸入正端，通過第十一電阻(R11)連接后接第一電阻(R1)電流輸入端，第五電流監(jiān)視芯片(U5)的第四管腳為輸入負(fù)端，通過第十二電阻(R12)連接后接第一電阻(R1)電流輸出端；第五電流監(jiān)視芯片(U5)的第二管腳接地；第五電流監(jiān)視芯片(U5)的第五管腳接電源；第五電流監(jiān)視芯片(U5)的第一管腳為輸出端，由第二十七電阻(R27)和第四電容(C4)并聯(lián)后下拉到地，接ADC芯片輸入通道；第三電容(C3)為第五電流監(jiān)視芯片(U5)電源去耦電容；第一電阻(R1)串聯(lián)在通道輸出網(wǎng)絡(luò)中。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。