一种基于555定时器迟滞比较功能的开关量输入电路制造技术

一种基于555定时器迟滞比较功能的开关量输入电路，用于数字量输入板卡的开关量输入部分，包括：输入IN、地GND、输入保护电路、分压保护电路1和2、电源、555定时器、光耦、输出OUT；所述输入IN为直流电压信号；电源为555定时器供电，电压为Vcc伏；输入保护电路和分压保护电路1、2通过多级保护，确保电路的可靠和稳定；所述输入IN的电压为Vin伏，经过输入保护电路、分压保护电路1和2分别为555定时器的THRES引脚提供电压信号Vthres伏，TRIG引脚提供电压信号Vtrig伏；555定时器的状态输出信号OUT，通过光耦取反，得到电路的输出OUT。本电路利用集成度高555定时器实现迟滞比较功能以及对高可靠的外部高低电平信号的精准判断；通过多级保护，确保电路的可靠性。确保电路的可靠性。确保电路的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于555定时器迟滞比较功能的开关量输入电路


[0001]本申请涉及电路设计领域，具体涉及一种基于555定时器迟滞比较功能的开关量输入电路。

技术介绍

[0002]随着电子芯片的集成度越来越高，让现有的电路设计越来越简洁。现有的开关量输入电路（参见图1）依靠光隔模块实现开关量输入IN的判断，虽然简单，但是开关电压分辨率低，不精准。另外，不能实现如下精准需求：电路需求是两个门限值，输出不同开关量；同时，上下两个门限电压的中间值属于一个不定态，不能完全确定输出高还是低，此时，需要保持上一周期状态不变。这个功能的开关量输入DI板卡，需要迟滞比较功能。而且，通过差分比较器实现迟滞比较功能，电路就比较复杂，而成本也高。比如，典型的迟滞比较电路（参见图2），采用两路差分比较器件进行门限的迟滞比较判断，通过比较触发芯片触发开关量输出跳转。这个电路相对于本申请提供的方法，集成度较低，更加复杂，而且成本更高。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种开关量输入电路方案，以实现更加精准的开关输入电路，既提高电路的集成度，又降低了成本。请参照图4所示，本申请提供一种基于555定时器迟滞比较功能的开关量输入电路，包括：输入IN、地GND、输入保护电路、分压保护电路1和2、电源、555定时器、光耦、输出OUT；所述输出OUT为开关信号；其中,所述输入IN为直流电压，大小为Vin（伏）和地GND，经过输入保护电路、分压保护电路1为555定时器的THRES引脚提供电压Vthres（伏），经过输入保护电路及分压保护电路2为555定时器的TRIG引脚提供电压Vtrig（伏），555定时器的状态输出信号OUT，通过光耦取反，得到电路的输出OUT。
[0004]所述的555定时器，其特征在于，在DIS引脚空置且不外接电容的情况下，工作方式处于迟滞比较状态；所述的电源为555定时器供电，电压为Vcc（伏）。
[0005]所述的输入IN的电压Vin（伏）和输出OUT，二者的关系在于，Vin从0（伏）到满量程Vin
‑
F（伏）变化；当输入IN大于等于Vin
‑
1（伏）时，输出OUT为开关量1；当输入IN小于等于Vin
‑
0（伏）时，输出OUT为开关量0；其中Vin
‑
F>Vin_1>Vin
‑
0>0。
[0006]所述分压保护电路1为了确保输入IN和输出OUT的关系，在Vin大于等于Vin
‑
1时，确保Vthres大于等于2/3*VCC。
[0007]所述分压保护电路2为了确保IN和输出OUT的关系，在Vin小于等于Vin
‑
0时，确保Vtrig小于等于1/3*VCC。
[0008]所述的输入保护电路和分压保护电路1、2，其特征在于，多级保护可以通过自恢复保险丝、压敏电阻、瞬态电压抑制器和防输入信号反接二极管，按照电磁兼容性要求，形成多级保护；
[0009]所述的分压保护电路1、2，通过最高电压情况下的限流I，也可以增加电路的可靠性，具体为分压保护电路1、2的电阻Rf1和Rf2的关系为：Rf1=Rf2=Vin
‑
F / I。
[0010]所述的分压保护电路1、分压保护电路2通过稳压二极管和限流电阻，形成更多级的电路保护。
[0011]所述的光耦，也确保了前端电路和后端电路的隔离保护。
[0012]与现有技术相比，本申请实施例提供的技术方案，至少具有以下优点：（1）由于采用了555定时器的迟滞比较特性，和现有的开关量输入电路（参见图1）比较，可以实现更加精准的开关信号的判断，确保了中间态的固定输出。（2）由于电路通过多级保护，确保电路的可靠和稳定，从输入、分压到输出到下一级，确保电路的电磁兼容性。（3）由于采用了555定时器和典型的迟滞比较电路（参见图2）相比，555定时器集成了多路的差分比较功能和比较触发功能，提高了整体电路的集成度,电路简洁，故障点少。另外，555定时器因为应用广泛，成本低，降低了整个电路的成本。
附图说明
[0013]图1是现有技术中开关量输入电路示意图；
[0014]图2是现有技术中典型的迟滞比较电路示意图；
[0015]图3是本申请一种基于555定时器迟滞比较功能的开关量输入电路图；
[0016]图4是图3系统的实施例图。
具体实施方式
[0017]请参照图4所示，本申请实施例提供一种基于555定时器迟滞比较功能的开关量输入电路，包括：输入IN（Vin）、输入保护电路（1）、分压保护电路1（2）、分压保护电路2（3）、555定时器（4）、电源（Vcc）、光耦和输出OUT。
[0018]其中，输入保护电路（1），包括压敏电阻（R0）、自恢复保险丝（F1）、TVS二极管（RV）、防输入信号反接二极管（D1），形成多级的输入保护。其中，分压保护电路1（2），包括分压电阻R2和R3，齐纳二极管（D2）实现电压保护，电阻R4实现限流保护。其中，分压保护电路2（3），包括分压电阻R5和R6，齐纳二极管（D3）实现电压保护，电阻R7实现限流保护。
[0019]所述输入IN为直流电压，大小为Vin（V），经过输入保护电路、分压保护电路1为555定时器的THRES引脚提供电压Vthres（V），经过输入保护电路、分压保护电路2为555定时器的TRIG引脚提供电压Vtrig（V），555定时器的状态输出信号OUT，通过光耦取反，得到电路的输出OUT。
[0020]所述的555定时器在DIS引脚空置且不外接电容的情况下，工作方式处于迟滞比较状态；所述的电源为555定时器供电，电压为Vcc；使用555定时器，提高了电路的集成度。
[0021]可选的，所述输入IN（Vin）和输出OUT，具体关系为，Vin从0（V）到满量程Vin
‑
F=24VDC变化；要求：当输入IN大于等于Vin
‑
1=12VDC时，输出OUT为开关量1；当输入IN小于等于Vin
‑
0=10VDC时，输出OUT为开关量0。
[0022]可选的，Vin
‑
F输入时，分压保护电路1（2）和分压保护电路2（3）的限流为1mA。
[0023]可选的，所述的电源，电压为Vcc=12VDC。
[0024]可选的，所述分压电阻R2=8KΩ、R3=16KΩ、R5=14.4KΩ、R6=9.6KΩ。
[0025]可选的，其他保护器件（F1、R0、RV、D1、D2、D3、R4和R7），按照电磁兼容性具体要求选择。
[0026]本申请实施例提供的一种基于555定时器迟滞比较功能的开关量输入电路原理为：当输入Vin大于等于12VDC时，为555定时器的THRES引脚提供电压Vthres（V）大于等于Vcc*2/3=8VDC。当输入Vin小于等于10VDC时，555定时器的TRIG引本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于555定时器迟滞比较功能的开关量输入电路，其特征在于，包括：输入IN、地GND、输入保护电路、分压保护电路1和分压保护电路2、电源、555定时器、光耦、输出OUT；所述输出OUT为开关信号；所述输入IN为直流电压，大小为Vin伏和地GND，经过输入保护电路、分压保护电路1为555定时器的THRES引脚提供电压Vthres伏，经过输入保护...

【专利技术属性】
技术研发人员：李茹，岳华，
申请(专利权)人：北京艾博唯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：