[发明专利]一种PWM控制的4-20mA恒流输出电路在审
申请号: | 202111449571.X | 申请日: | 2021-11-30 |
公开(公告)号: | CN114035638A | 公开(公告)日: | 2022-02-11 |
发明(设计)人: | 苟家喜;陈果;房占凯;刘霜;赵俊奎;杨自清 | 申请(专利权)人: | 重庆川仪自动化股份有限公司 |
主分类号: | G05F1/56 | 分类号: | G05F1/56 |
代理公司: | 重庆志合专利事务所(普通合伙) 50210 | 代理人: | 徐传智 |
地址: | 400700*** | 国省代码: | 重庆;50 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 pwm 控制 20 ma 输出 电路 | ||
1.一种PWM控制的4-20mA恒流输出电路,包括波形变换模块、电流负反馈模块、保护模块,所述波形变换模块用于将PWM信号转换为直流电压信号,波形变换模块的输出端与电流负反馈模块的输入端连接,所述电流负反馈模块用于将直流电压信号转换为电流信号,电流负反馈模块的输出端与保护模块的输入端连接,通过保护模块输出4-20mA恒定电流,其特征在于:所述波形变换模块通过一光耦隔离模块连接PWM信号。
2.根据权利要求1所述的PWM控制的4-20mA恒流输出电路,其特征在于:所述光耦隔离模块包括NPN型三极管Q1、光耦U1,所述三极管Q1的基极经电阻R2接收PWM信号,三极管Q1的集电极经电阻R3连接电源,三极管Q1的发射极与光耦U1的正极输入端连接,所述光耦U1的负极输入端连接数字地,且光耦U1的负极输入端经电阻R1连接PWM信号,所述光耦U1的第一输出端经电阻R4连接电源,且第一输出端与波形变换模块的输入端连接,所述光耦U1的第二输出端连接模拟地。
3.根据权利要求1所述的PWM控制的4-20mA恒流输出电路,其特征在于:所述波形变换模块包括与非逻辑门U2、二阶低通滤波器,所述与非逻辑门U2的第一输入端与电源端连接,并接入基准电压Vref,与非逻辑门U2的第二输入端与光耦隔离模块的输出端连接,与非逻辑门U2的接地端连接模拟地,所述二阶低通滤波器的电阻R6与电阻R7串联,所述电阻R6与与非逻辑门U2的输出端连接,所述电阻R7的两端设置并联的电容C1、电容C2,所述电容C1、电容C2共同连接模拟地。
4.根据权利要求3所述的PWM控制的4-20mA恒流输出电路,其特征在于:所述与非逻辑门U2的第二输入端与光耦隔离模块的输出端之间设置电阻R5。
5.根据权利要求3所述的PWM控制的4-20mA恒流输出电路,其特征在于:所述基准电压Vref由基准电压芯片提供。
6.根据权利要求1所述的PWM控制的4-20mA恒流输出电路,其特征在于:所述电流负反馈模块包括运算放大器U3A、PNP型三极管Q2,所述运算放大器U3A的正向输入端经电阻R9连接电源,且运算放大器U3A的正向输入端经电阻R10连接模拟地,所述运算放大器U3A的反向输入端经电阻R8连接波形变换模块的输出端,且运算放大器U3A的反向输入端经电容C4连接输出端,所述三极管Q2的基极经电阻R12连接运算放大器U3A的输出端,三极管Q2的发射极经电阻R13连接电源,且三极管Q2的发射极经电阻R11连接运算放大器U3A的反向输入端,所述三极管Q2的集电极与保护模块连接,所述运算放大器U3A的正电源端连接电源,并经电容C3连接模拟地,运算放大器U3A的负电源端连接模拟地。
7.根据权利要求6所述的PWM控制的4-20mA恒流输出电路,其特征在于:所述电阻R13采用精度为0.1%的精密电阻。
8.根据权利要求6所述的PWM控制的4-20mA恒流输出电路,其特征在于:所述电阻R8与电阻R11的阻值相等,所述电阻R9与电阻R10的阻值相等。
9.根据权利要求1所述的PWM控制的4-20mA恒流输出电路,其特征在于:所述保护模块包括二极管D1、二极管D2、稳压二极管D3,所述二极管D1的阳极与电流负反馈模块的输出端连接,二极管D1的阴极与二极管D2的阳极共同连接输出电流的正极,所述二极管D2的阴极与稳压二极管D3的阴极共同连接输出电流正极,所述稳压二极管D3的阳极分别连接输出电流负极和模拟地。
10.根据权利要求1所述的PWM控制的4-20mA恒流输出电路,其特征在于:所述波形变换模块与电流负反馈模块之间设置一电压跟随电路,所述电压跟随电路的运算放大器U3B的正向输入端连接波形变换模块的输出端,所述运算放大器U3B的反向输入端与输出端连接,运算放大器U3B的输出端与电流负反馈模块的输入端连接。
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