电流环信号检测保护电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电流环信号检测保护电路，属于电流环信号检测技术领域，包括：保护电路：根据输入电流的大小切换电流流过路径；检流电路：对电流进行采样检测；RC低通滤波电路：去除电流信号中的交流成分，使直流通过；所述保护电路一端与检流电路和RC低通滤波电路相连，另一端连接电流输入信号；所述检流电路一端与保护电路和RC低通滤波电路相连，另一端连接电源地；所述RC低通滤波电路一端与检流电路和保护电路相连，另一端连接电源地。能够实现对4

【技术实现步骤摘要】
电流环信号检测保护电路


[0001]本技术属于电流环信号检测
，具体涉及一种4
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20mA电流环信号检测保护电路。

技术介绍

[0002]在工业自动化场合，为避免工频干扰和分布电阻产生的压降，有许多类型的传感器使用4
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20mA的电流信号进行模拟信号量的传输。如果在信号采集部分不做任何处理，一旦传感器短路或者因操作不当造成短路，则非常容易对信号采集电路造成损坏。
[0003]传统的4
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20mA电路一般采用滤波器、专用保护芯片或者分段隔离变送等几种保护方案。存在成本高，施工复杂和影响传输精度等不足之处。鉴于现有技术存在的不足之处，需要一种能够避免因输入电流过大导致信号采集电路损坏的4
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20mA电流环信号检测的保护电路进行端口保护。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的不足，本技术提供一种电流环信号检测保护电路，能够实现对4
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20mA电流信号的检测和电流流通路径的切换，避免因为输入电流过大导致信号采集电路中的检流电阻损坏。
[0005]本技术为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电流环信号检测保护电路，包括：
[0006]保护电路：根据输入电流的大小切换电流流过路径；
[0007]检流电路：对电流进行采样检测；
[0008]RC低通滤波电路：去除电流信号中的交流成分，使直流通过；
[0009]所述保护电路一端与检流电路和RC低通滤波电路相连，另一端连接电流输入信号；所述检流电路一端与保护电路和RC低通滤波电路相连，另一端连接电源地；所述RC低通滤波电路一端与检流电路和保护电路相连，另一端连接电源地。
[0010]进一步的，所述保护电路包括电阻R40、电阻R39、电阻R32、电阻R29、NPN三极管Q11、NPN三极管Q12、电容C62；所述电阻R40一端与电流输入信号端I
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IN相连，另一端与NPN三极管Q12集电极和NPN三极管Q11基极相连；所述电阻R39一端与电流输入信号端I
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IN相连，另一端与NPN三极管Q12基极和电阻R32、电容C62一端相连；电阻R32另一端与NPN三极管Q11发射极和电阻R29一端相连；电容C62另一端与NPN三极管Q12发射极和电阻R29另一端相连，电容C62与电阻R29连接处为保护电路输出端，保护电路输出端连接检流电路和RC低通滤波电路。
[0011]进一步的，所述检流电路包括检流电阻R3，所述检流电阻R3为低温漂精密电阻，其与被检测电路串联。
[0012]进一步的，所述RC低通滤波电路包括电阻R4和电容C3；电阻R4一端与检流电路和保护电路相连，另一端与电容C3相连，电容C3的另一端与电源地相连；电阻R4与电容C3连接
处为RC低通滤波电路输出端，连接至后面的ADC电路。
[0013]本技术有益效果：实现了对4
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20mA电流信号的检测和电流流通路径的切换，避免因为输入电流过大导致信号采集电路中的检流电阻损坏。RC低通滤波电路可以滤除掉输出信号中高频交流成分，为后面的ADC电路提供更纯净的直流信号。
附图说明
[0014]图1是本技术电路拓扑结构图；
[0015]图2是本技术电路结构图。
具体实施方式
[0016]为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细描述。
[0017]实施例1
[0018]一种电流环信号检测保护电路，包括：保护电路、检流电路、RC低通滤波电路。
[0019]电流信号I
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IN的输入范围：4
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20mA。
[0020]保护电路：此部分电路的功能是根据I
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IN输入电流的大小来切换电流流过路径，避免因电流过大在检流电阻上产生超过其额定值的功耗，导致检流电阻损坏。此部分电路包括两个NPN三极管Q11和Q12，四个电阻R40、R39、R32和R29，一个电容C62。保护电路一端与检流电路和RC低通滤波电路相连，另一端连接4
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20mA输入信号。电阻R40优选值为10KΩ，电阻R39优选值为33KΩ，电阻R32优选值为1KΩ，电阻R29优选值为20Ω，NPN三极管Q11、Q12优选型号是BC847BW，电容C62优选值为470nF。电阻R40一端与电流输入信号端I
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IN相连，另一端与NPN三极管Q12集电极3和NPN三极管Q11基极1相连。电阻R39一端与电流输入信号端I
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IN相连，另一端与NPN三极管Q12基极1和电阻R32、电容C62一端相连。电阻R32另一端与NPN三极管Q11发射极2和电阻R29一端相连。电容C62另一端与NPN三极管Q12发射极2和电阻R29另一端相连，电容C62与电阻R29连接处为保护电路输出端，保护电路输出端连接后面的检流电路和RC低通滤波电路。
[0021]保护电路具体原理是：当I
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IN处输入信号电流小于25mA时，NPN三极管Q12截止、呈现高阻状态，NPN三极管Q11导通、呈现低阻状态，I
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IN处输入信号电流主要流过NPN三极管Q11、电阻R29。当I
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IN处输入信号电流超过25mA时，NPN三极管Q12组件导通、呈现低阻状态，NPN三极管Q11逐渐截止、呈现高阻状态，I
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IN处输入信号电流主要流过电阻R40,NPN三极管Q12。电阻R40与检流电阻R3相比阻值较大，电阻R40两端分担更多的电压，避免了检流电阻R3上产生的功耗超过其额定功率导致损坏。
[0022]检流电路：此部分电路包括一个低温漂精密检流电阻R3。检流电阻R3一端与保护电路和RC低通滤波电路相连，另一端连接电源地。此部分电路的功能是，检流电阻R3与被检测电路串联，电流信号流过检流电阻R3后将电流信号转换为电压信号，检流电阻R3两端的电压与待测电流成正比，以达到对电流进行采样的目的。检流电阻R3优选值是100Ω，其选用低温漂精密电阻性能稳定，既是检流电路的核心元件，也是保护电路的保护对象。检流电路的具体原理是欧姆定律：
[0023][0024]流过检流电阻R3的电流与检流电阻R3两端的电压成正比，将电流信号转换为电压信号，然后将电压信号提供给后面的ADC采集量化为数字信号。
[0025]RC低通滤波电路：此部分电路的功能是去除信号中的交流成分，让直流通过。包括一个电阻R4和一个电容C3。电阻R4一端与检流电路和保护电路相连，另一端与电容C3相连，电容C3的另一端与电源地相连；电阻R4优选值为4.7KΩ，电容C3优选值为47nF。电阻R4和电容C3组成一阶无源RC低通滤波器，可以滤除掉输出信号中高频交流成分，为后面的ADC电路提供更纯净的直流信号。信号经过RC低通滤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电流环信号检测保护电路，其特征在于，包括：保护电路：根据输入电流的大小切换电流流过路径；检流电路：对电流进行采样检测；RC低通滤波电路：去除电流信号中的交流成分，使直流通过；所述保护电路一端与检流电路和RC低通滤波电路相连，另一端连接电流输入信号；所述检流电路一端与保护电路和RC低通滤波电路相连，另一端连接电源地；所述RC低通滤波电路一端与检流电路和保护电路相连，另一端连接电源地。2.根据权利要求1所述的电流环信号检测保护电路，其特征在于，所述保护电路包括电阻R40、电阻R39、电阻R32、电阻R29、NPN三极管Q11、NPN三极管Q12、电容C62；所述电阻R40一端与电流输入信号端I
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IN相连，另一端与NPN三极管Q12集电极和NPN三极管Q11基极相连；所述电阻R39一端与电流输入信号端I

【专利技术属性】
技术研发人员：孙雨祥，高志，王晨，伊斌，郑力成，李晓辉，刘选福，范成平，刘振楠，
申请(专利权)人：大连冰山嘉德自动化有限公司，
类型：新型
国别省市：