[发明专利]工业控制系统、I/O 模块电路及转换I/O 模块中的交流信号的方法

权利要求书

1.一种在工业控制系统中使用的I/O模块电路，包括：

壳体；

由所述壳体支承的端子，所述端子用于接收要由所述I/O模块电路控制的电功率；以及

包含在所述壳体中的电路，所述电路设置有：

晶体管开关元件，其具有：输入端，所述输入端连接至端子，以从所述端子接收交流波形；以及输出端，所述输出端提供用于表示在接近所述交流波形的零电压的第一预定电压阈值和第二预定电压阈值内的所述交流波形的电压的过零信号；

光隔离器，其包括：发光二极管（LED），所述发光二极管连接至所述晶体管开关元件以根据所述过零信号而接通和关断；以及光敏固态开关，所述光敏固态开关接收来自所述LED的光以提供光隔离的过零信号；

其中，来自所述晶体管开关元件的所述过零信号仅在所述交流波形处于所述第一预定电压阈值和所述第二预定电压阈值之间的时间期间提供所述LED的导通。

2.根据权利要求1所述的I/O模块电路，其中，所述晶体管开关元件针对在交流120伏至交流240伏范围内的交流波形提供小于百分之五的占空比。

3.根据权利要求2所述的I/O模块电路，其中，所述晶体管开关元件包括：第一晶体管，所述第一晶体管在所述交流波形高于第一阈值时导通；第二晶体管，所述第二晶体管在所述交流波形低于第二阈值时导通；以及第三晶体管，所述第三晶体管与所述第一晶体管和所述第二晶体管连通，以仅在所述第一晶体管和所述第二晶体管均不导通时导通。

4.根据权利要求3所述的I/O模块电路，其中，所述第一晶体管是基极连接至所述交流波形的NPN晶体管，且所述第二晶体管是基极连接至所述交流波形的PNP晶体管，并且其中，所述NPN晶体管和所述PNP晶体管彼此并联连接并且与电阻串联至由电源电路提供的电压，以及其中，所述电阻与并联连接的所述NPN晶体管和PNP晶体管之间的节点被连接至所述第三晶体管的基极，所述第三晶体管控制通过所述光隔离器的所述LED的电流。

5.根据权利要求1所述的I/O模块电路，其中，所述晶体管开关元件通过电阻直接连接至所述交流波形而不整流。

6.根据权利要求1所述的I/O模块电路，还包括：用于接收所述光隔离的过零信号的微处理器；以及用于从所述微处理器接收控制信号以控制跨接在所述端子上的所述AC波形的转换的开关元件。

7.根据权利要求6所述的I/O模块电路，其中，所述微处理器根据由所述微处理器接收的相位控制信号、以相对于隔离的过零信号的预定相位延迟提供开关信号。

8.根据权利要求1所述的I/O模块电路，还包括：电源电路，所述电源电路接收所述交流波形以对所述交流波形进行整流，来向所述晶体管开关元件提供功率。

9.根据权利要求1所述的I/O模块电路，其中，所述电源接收电路包括用于限制到所述电源电路的电流的、串联连接的非电阻阻抗。

10.根据权利要求1所述的I/O模块电路，其中，所述端子是螺纹型端子。

11.根据权利要求1所述的I/O模块电路，还包括：具有多个单元可释放电连接器的单元，所述单元支承各自具有与所述单元可释放电连接器连接的可释放电连接器的多个I/O模块电路，所述单元可释放电连接器还与网络通信电路通信以从远程工业控制器接收表示所述I/O模块的端子处的期望电功率控制的信号；其中，所述单元包括用于在所述单元中定向并支承所述I/O模块的元件。