[发明专利]一种PWM控制的4-20mA恒流输出电路

权利要求书

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。