[发明专利]一种具有保护作用的电流信号采集电路

说明书

本发明公开了一种具有保护作用的电流信号采集电路，所述电路包括信号采集电路，其包括电源模块、与所述电源模块连接的传感器以及与所述传感器连接的信号调理电路；第一电流检测电路，对信号采集电路中传感器的供电电路的输出电流状态情况监视，并输出过流状态信号；第二电流检测电路，对电流信号采集电路中的信号调理电路中电路电流状态情况监视，并输出过流状态信号。本发明的具有保护作用的电流信号采集电路，其在实现传感器信号采集的同时，解决了电源短路到地，或者电源短路到信号输入端口时，可能导致内部器件损坏的问题，极大拓宽了内部的放大器、模拟开关器件选择范围和灵活性。

技术领域

本发明涉及信号采集电路，具体涉及一种具有保护作用的电流信号采集电路。

背景技术

目前，现大多数传感器都向两线制发展，它只有两根接线，信号传输在的4～20mA电流里，因而具有连线简洁，传输距离远，抑制串扰能力强，安全防爆等优点。两线制传感器的其中一根接线连接24v电源模块，另一根接线输出4～20mA范围内的电流。传统两线制传感器电流输出信号采集电路结构简单，如图1所示，电源模块(PMS)为传感器供电，电源模块的电源通常是24v，可由低压差稳压器(LDO)，直流变换器(DCDC)或者交流-直流变换器(ACDC)这类电源模块管理系统实现。传感器输出的电流信号经过电阻R1后，转换为电压信号，经过缓冲器运算放大器(OP)处理后，模数转换器(ADC)对其进行采样、幅度量化。由于当前绝大部分ADC为低压工作器件，它只能工作在5v电源或5v以下电源，为了实现20ma对应模数转换器ADC满量程，R1两端的压降不可以超过5v，即R1的电阻通常小于或等于250Ω。其中P0和P1为PTC热敏电阻，它可以限定流过的电流。D0和D1是瞬态电压抑制二极管管(TVS管)，可以吸收静电释放(ESD)或者浪涌的能量。但是，在具体的应用过程中，还面临一些实际电路保护问题。例如，由于误操作，24v供电电源模块直接接入电流输入端口I1，这样会导致内部的低压器件，如运算放大器(OP)因过压而损坏。如果运算放大器(OP)选择耐高压的器件，必然大大限定了运算放大器的选择范围。同时，出现此类电压异常现象时，电路中缺乏相应的故障提示，若不快速发现问题，PTC热敏电阻P0和P1持续流过较大的电流，导致持续地发热，影响系统的稳定性和可靠性。此外，如图2所示，在多通道电流信号采集系统的一种实现结构中，几乎很难寻找到合适的耐高压模拟开关器件。

综上所述，在传统的电流信号采集电路中，当电路中突然接入高电压时，电路中没有电路异常的提示以及对异常进行处理，并保护电路中的元器件，亟待进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有保护作用的电流信号采集电路，用以解决现有电流信号采集电路中存在的缺乏电路异常提示，不能保护电路中的元器件的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种具有保护作用的电流信号采集电路，所述电路包括:

信号采集电路，其包括电源模块、与所述电源模块连接的传感器以及与所述传感器连接的信号调理电路；

第一电流检测电路，对信号采集电路中传感器供电电路的输出电流状态情况监视，并输出过流状态信号；

第二电流检测电路，对所述信号调理电路中电路电流状态情况监视，并输出过流状态信号；

过流保护电路，用于根据所述第一电流检测电路或所述第二电流检测电路的输出的过流状态信号，控制传感器供电电路的断开和延时关闭。

本发明的一个实施例中，所述传感器供电电路上还连接有开关电路，所述开关电路包括mos管，所述mos管的栅极分别与R1电阻和R2电阻的一端连接，R2电阻的另一端与所述过流保护电路的输出端连接，R1电阻的另一端与所述电源模块连接；

所述mos管的漏极与所述传感器连接；

所述mos管的源极与所述电源模块连接。