[发明专利]一种带输出自检测功能的电隔离型0mA-20mA驱动电路

权利要求书

1.一种带输出自检测功能的电隔离型0mA-20mA驱动电路，其特征在于：所述驱动电路由外部的数字+5V电源供电，包含三种外部接口，分别为来自外部微控制器的数字端SPI控制信号、去往微控制器的0mA-20mA电流输出采样以及最终的0mA-20mA电流输出；所述驱动电路包含数字电路与模拟电路，通过电隔离模快ADuM5401、隔离电压转换模块MMV1S0524SC以及隔离采样电路相互耦合，数字电路接收来自微控制器的控制命令，用于模拟电路部分的电流转换，使得0mA-20mA输出电流值可精确调节；同时输出电流通过隔离采样电路返回至微控制器使得驱动电路具备自检测功能；模拟电路包含数模转换模块AD5662、基准电压模块ADR444以及电流转换模块AD5749，可将来自微控制器的数模转换系数转换为模拟电流输出。

2.根据权利要求1所述的带输出自检测功能的电隔离型0mA-20mA驱动电路，其特征在于：所述电隔离模块ADuM5401内部集成一路隔离的DC-DC转换器，将数字+5V电源转换为模拟+5V电源为驱动电路的模拟部分供电。

3.根据权利要求1所述的带输出自检测功能的电隔离型0mA-20mA驱动电路，其特征在于：所述基准电压模块ADR444具有极低的噪声，用于为数模转换模块AD5662和电流转换模块AD5749提供4.096V的基准电压。

4.根据权利要求1所述的带输出自检测功能的电隔离型0mA-20mA驱动电路，其特征在于：所述数模转换模块AD5662将来自微控制器的SPI控制信号转换为0V-4.096V范围内的模拟电压值。

5.根据权利要求1所述的带输出自检测功能的电隔离型0mA-20mA驱动电路，其特征在于：所述电流转换模块AD5749接收来自数模转换模块AD5662的模拟电压，将其转换为0mA-20mA的模拟电流，电流转换模块AD5749采用硬件模式工作，通过其RSET、R0、R1、R2、R3引脚的电平配置选择0mA-24mA输出范围，同时，所述驱动电路通过在AD5749的REXT1和REXT2间外接15KΩ电阻提高其温度变化下的输出稳定性。

6.根据权利要求1所述的带输出自检测功能的电隔离型0mA-20mA驱动电路，其特征在于：所述隔离电压转换模块MMV1S0524SC将数字+5V转换为模拟+24V提供给电流转换模块AD5749的AVdd引脚。

7.根据权利要求1所述的带输出自检测功能的电隔离型0mA-20mA驱动电路，其特征在于：所述驱动电路的隔离采样电路由采样电阻R_s、RC低通滤波、全差分隔离运放AMC1311以及TLV60011级联组成，0mA-20mA的模拟电流通过AOUT-1+和AOUT-1-触点连接外部负载，正常使用时，跳线J6-1断开，外部负载与电阻R_s串联；当前的实际输出电流I_sample在输出回路的电阻R_s上转换为采样电压V_sample，微控制器通过全差分隔离运放AMC1311及TLV60011获取当前的采样电压V_sample，并根据公式：

I_sample=V_sample/R_s，

计算得到当前的实际输出电流I_sample；

将驱动电路当前的实际输出电流I_sample与期望输出电流值I_out进行比较：若满足|I_sample-I_out|≤0.1mA，则判定驱动电路当前输出状态正常；否则判定驱动电路当前输出故障，从而实现对当前输出状态的自检测功能。