[实用新型]一种环路电阻保护电路

说明书

本实用新型提供一种环路电阻保护电路，包括：4‑20mA电流传感器、环路电阻R1、环路电阻R2、场效应晶体管、驱动电路和控制器；4‑20mA电流传感器的一端与电源电压相连，4‑20mA电流传感器的传感器接口与环路电阻R1的一端相连，环路电阻R1的另一端与场效应晶体管的漏极相连；场效应晶体管的源极与环路电阻R2的一端相连；场效应晶体管的栅极与驱动电路的输出端相连，驱动电路的输入端与控制器的输出端相连，控制器的采样端口与4‑20mA电流传感器的传感器接口相连，能够在4‑20mA电流传感器的开启早于场效应晶体管的开启，或者4‑20mA电流传感器输出的电流大于预设电流阈值时，保护环路电阻。

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，更具体地说，涉及一种环路电阻保护电路。

背景技术

随着电子技术的不断发展，控制器的硬件设计也在不断发展，控制器与传感器的匹配是控制器的硬件设计中最重要的环节。在诸多传感器类型中，大多类型的传感器与控制器的匹配都比较容易实现，除了4-20mA电流传感器。

在4-20mA电流传感器与控制器MCU匹配的过程中，需要环路电阻，如图1所示，并且环路电阻不能大于500欧姆，且具备一定的精度。但是，环路电阻能够承受的功率较小，当4-20mA电流传感器输出的电流较大时，就会导致流经环路电阻的电流过大，导致环路电阻的功率增大，环路电阻被烧坏，因此，需要对环路电阻施加保护电路避免环路电阻被烧坏。

在现有技术中，采用比较器电压比较的方式保护环路电阻，如图2所示，当比较器U1输入端口的电压大于比较U1的基准电压Uref时，比较器U1的输出电平发生反转，断开开关K1，关闭环路电阻，从而达到保护环路电阻R1的目的。

但是，当4-20mA电流传感器的开启早于开关K1的开启时，就会出现悬浮电压，输入端口电压高于比较器U1的基准电压Uref，比较器U1的输出电平发生反转，闭合开关K1，开关K1被锁死，当4-20mA电流传感器输出的电流较大时，无法断开开关K1，流经环路电阻的电流过大，导致环路电阻的功率增大，环路电阻被烧坏。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种环路电阻保护电路，以实现在4-20mA电流传感器与控制器MCU匹配的过程中达到保护环路电阻的目的。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

本实用新型实施例提供一种环路电阻保护电路，包括：4-20mA电流传感器、环路电阻R1、环路电阻R2、场效应晶体管MOSFETQ1、驱动电路和控制器MCU；

所述4-20mA电流传感器的一端与电源电压VCC相连，所述4-20mA电流传感器的传感器接口与所述环路电阻R1的一端相连，所述环路电阻R1的另一端与所述场效应晶体管MOSFETQ1的漏极相连；

所述场效应晶体管MOSFETQ1的源极与所述环路电阻R2的一端相连，所述环路电阻R2的另一端接地；

所述场效应晶体管MOSFETQ1的栅极与所述驱动电路的输出端相连，所述驱动电路的输入端与所述控制器MCU的输出端相连，所述控制器MCU的采样端口与所述4-20mA电流传感器的传感器接口相连；

当所述4-20mA电流传感器的开启早于所述场效应晶体管MOSFETQ1的开启时，流经所述环路电阻R2的电流为0，使所述环路电阻R1无环路电流；

当所述4-20mA电流传感器输出的电流大于预设电流阈值时，所述场效应晶体管MOSFETQ1进入线性放大状态，限制流入所述环路电阻R1和所述环路电阻R2的电流。

可选的，所述驱动电路包括第一锁存器U1和第一限流电阻R3；

所述第一锁存器U1的输入端与所述控制器MCU的输出端相连，所述第一锁存器U1输出端与所述第一限流电阻R3的一端相连；