某些示范性实施例包括一种系统，包括：电隔离器，其适应于将可编程逻辑控制器的处理器耦合至用户负载；晶体管，其适应于提供由处理器为用户负载所提供的控制信号的开关；图腾柱输出，其耦合电隔离器和晶体管并且适应于开关晶体管的栅极；以及电源，其适应于提供浮置的调整ＤＣ电压给晶体管的栅极。
Buffered electrical isolator with a switching output transistor
Including certain exemplary embodiments include a system: electric isolator adapted to the processor of a programmable logic controller coupled to the user load; the transistor, adapted to provide by the processor for the switch control signal provided by the user load; a totem pole output gate coupling the electrical isolator and the transistor and adapted to switch the transistor; and the power grid, adapted to provide a floating regulated DC voltage to the transistor.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2004年2月17日提交的未决的美国临时专利申请序列号No.60/545,034(代理号No.2004P02552US)的优先权，并且在此将其全部引入作为参考。背景可编程逻辑控制器(PLC)的中央处理单元(CPU)可以以脉冲的形式提供控制信号给用户负载，例如激励器、继电器、加热器、电动机等。这种负载可能是电杂声的，可能需要宽范围的脉冲频率，和/或可能需要宽范围的脉冲电压等。内容某些示范性实施例可以使CPU与用户负载电隔离；提供范围从每秒约0脉冲至每秒约100,000脉冲的脉冲频率；提供范围从约0DC伏至约1000DC伏的脉冲电压；控制感性(inductive)负载；和/或耐受感性回扫(kickback)。为了提供一种或多种这样的能力，某些示范性实施例可以提供一种系统，该系统包括下列中的一个或多个高速隔离装置，例如具有开路集电极的高速光学耦合器和/或高速磁性耦合器，以将CPU耦合到用户负载；P沟道场效应晶体管(FET)，用于为用户负载提供控制信号的开关(switching)；在高速隔离装置和FET之间的图腾柱输出，以适时地开关FET的栅极；电源，其与CPU电隔离并且提供浮置的调整的约5V DC输出，和/或该电源以可提供从约0伏DC至约30伏DC的用户电源为基准；第一上拉电阻器，其电连接至FET的栅极，以使输出在加电(power-up)、断电(power-down)期间和当系统不接通也不加电时断开，例如用于帮助管理感性负载；第二上拉电阻器，其电连接至高速隔离装置，以使输出在加电、断电期间和在系统不接通也不加电时断开；下拉电容器，其在高速隔离装置上，用于防止输出在存在很快的瞬变和/或突发噪声期间开关；和/或电阻器，其在图腾柱输出和FET的栅极之间，以防止感性回扫损害图腾柱输出和/或影响FET输出的断开速度。附图简要说明参考示范性的附图，通过在下面详细地描述某些示范性实施例，将更容易理解多种可能的实施例，其中附图说明图1是系统1000的示范性实施例的方块图；图2是方法2000的示范性实施例的流程图；图3是DC输出电路和浮置电源3000的示范性实施例的示意图；图4是系统4000的示范性实施例的方块图。定义当在此使用以下术语时，附加的定义适用适应--使得适合或符合具体的使用或情形。设备--用于特定目的的器具或装置缓冲器--可用于使一个电路与另一个电路隔离的电路。可以--在至少一些实施例中能够。包括--包含但不限于。控制信号--用于引导和/或行使命令的信号和/或用于支配对实体、例如用户负载的影响的信号。DC--直流电。定义--建立轮廓、形式或结构。电隔离器--适应于防止传送电噪声、瞬变信号、尖峰信号等的装置。场效应晶体管(FET)--一般用于弱电模拟或数字信号的放大、用于转换DC、和/或用作振荡器的一种晶体管类型。浮置电源--不固定和/或以地为基准的电源。就是说，电源的输出和/或返回可以根据地而改变。栅极--晶体管的控制电极。高侧--具有最高电压的电极。电感回扫--由通向感性负载的电流的终止所感应的电压。可--在至少一些实施例中允许。方法--用于完成某事的过程、程序和/或相关活动的集合。开路集电极--可用于外部负载连接的晶体管的栅极。可运行的---能够正常地运行。光学耦合器--用于两个电流隔离系统之间的电气接口的装置。其借助光传输进行。在某些示范性实施例中，第一系统可以将电流提供至发光二极管(LED)。当通向LED的电流波动时，由LED输出的光强度也类似地波动。来自LED的光可以入射在光检测器上，该光检测器可以输出与供给LED的第一电流成比例的第二电流，但该第二电流与第一电流电隔离。输出--由系统产生的能量、功率、工作、信号和/或信息。P沟道场效应晶体管--电流沿着称为沟道的半导体路径流动的FET。在沟道的一端，存在称为源极的电极。在沟道的另一端，存在称为漏极的电极。沟道的物理直径固定不变，但其有效的电性直径可以通过施加电压到称为栅极的控制电极而改变。在任何给定的瞬时，FET的导电性都取决于沟道的电性直径。栅极电压的小改变会导致电流从源极到漏极的大变化。在P沟道FET中，沟道由P型半导体(P沟道)材料组成；栅极由相反的半导体类型制成。在P型材料中，主要以称为空穴的缺电子的形式运载电荷。通常，该P-N结是反偏置的(DC电压施加到它上)，以便没有电流在沟道和栅极之间流动。然而，在一些条件下，在输入信号周期的一部分期间存在通过结的小电流。多个--复数和/或多于一个的状态。电源--电功率的源。预定的--事先建立的。处理器--适应于执行一组机器可读指令的装置，用于执行一个或多个预定的任务。处理器可以包括硬件、固件和/或软件的任一个或组合。处理器可以利用机械的、风动的、水力的、电性的、磁性的、光学的、信息的、化学的、和/或生物的原理、信号、和/或输入以执行一个(或多个)任务。在某些实施例中，通过可执行的程序和/或信息装置处理、分析、修改、转变、传送所用的信息，和/或发送信息给输出装置，处理器可以作用在信息上。处理器可以用作中央处理单元、局部控制器、遥控器、并行控制器、和/或分布式控制器等。在某些实施例中，处理器可以是通用目的装置，例如微控制器和/或微处理器，如由加利福尼亚圣克拉拉的英特尔公司制造的这种奔腾IV系列的微处理器。在某些实施例中，处理器可以是专用目的的装置，例如已设计在其硬件和/或固件中执行在此公开的至少一个实施例一部分的特定用途集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)。可编程逻辑控制器(PLC)--数字操作电子设备，其使用可编程存储器用于在内部存储器指令，所述指令用于执行具体功能例如逻辑、排序、定时、计数和算术，以通过数字或模拟输入/输出模块、各种类型的机器或处理进行控制。参见NEMA Standard ICS3-1978，PartICS3-304(5)。脉冲--量(如电流或电压)的瞬时变化，其值不为常量。有时以规则周期或根据一些代码重复。基准引脚--晶体管电极，另一电极或装置的电压以所述晶体管电极的电压为基准。涉及的--相关或涉及的状态。调整的--根据特定的规范和/或需要所控制的、引导的、和/或调节的。组--有关的多个。信号--脉冲或波动的电量，例如电压、电流或电场强度，其变化表示编码的信息。基本上--在很大范围或程度上。开关--允许和不允许传输。系统--机构、装置、数据和/或指令的集合，该集合被设计执行一个或多个特定的功能。图腾柱输出--串联在正电压和地之间的两个“叠置”晶体管，输出来自两个晶体管之间的连接。同样公知为“推挽式的”晶体管对。晶体管--调整电流或电压并且用作电信号的开关或闸门的装置。断开速度--与停止来自电路的输出相关联的速率和/或持续时间。用户负载--通过可编程逻辑控制器能够控制的系统和/或装置，例如激励器、继电器、螺线管、加热器、灯、扬声器、传感装置、电动机等。用户负载电源--用于用户负载的电功率源。详细说明某些示范性实施例包括一种系统，该系统包括电隔离器，其适应于将可编程逻辑控制器的处理器耦合至用户负载；晶体管，其适应于提供由处理器为用户负载所提供的控制信号的开关；图腾柱输出，其耦合电隔离器和晶体管且适应于开关晶体管的栅极；和浮置电源，其本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种系统，包括： 电隔离器，其适应于将可编程逻辑控制器的处理器耦合至用户负载； 晶体管，其适应于提供由处理器为用户负载提供的控制信号的开关，该控制信号包括具有每秒大于约２１，０００脉冲的频率的一系列脉冲； 图腾柱输出，其耦合电隔离器和晶体管且适应于开关晶体管的栅极；以及 电源，其适应于给晶体管的栅极提供调整的ＤＣ电压，该调整的ＤＣ电压以晶体管的基准引脚为基准，该晶体管的高侧以用户负载电源的高侧为基准，用户负载电源从约６伏到大于约２３伏是可运行的。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：JA克努普，AD麦努特，
申请(专利权)人：西门子能量及自动化公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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