一种大电流数字量采集电路

技术领域

本发明涉及工业控制领域，尤其涉及一种大电流数字量采集电路。

背景技术

数字量采集电路是将传感器或执行机构输出的模拟量信号转换为数字量信号。数字量采集电路应用范围广泛，是组成各种控制功能的基本要素。

在数字量采集电路中，由于考虑到数字量采集电路的功耗和散热因素，采集电流一般为1mA左右，但是存在某些特殊的传感器，需要数字量采集电路保持10mA或以上的电流才可以输出正确的数字量信号。如果数字量采集电流不够，将会发生无法采集到准确结果的问题。在DC110V系统中，如果采集电流达到10mA，那么数字量采集电路的功耗将达到1.1W，这对于数字量采集系统的散热非常不利，甚至在通道数量较多的情况下因为散热空间问题而无法开展设计。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种大电流数字量采集电路，包括：

将数字量输入信号转换为数字量输出信号的基本数字采集电路；

将数字量输入信号的导通电流增大的大电流控制电路；

所述基本数字量采集电路与所述大电流控制电路相连接，同时工作。

进一步地，所述大电流控制电路包括第一光电耦合器、第一电阻、起分压作用的第二电阻、三极管、二极管和起限流作用的第四电阻；

所述三极管的集电极与数字量输入信号的输入端、第二电阻的一端相连接；

所述三极管的基极与所述第一光电耦合器的3引脚、所述二极管的阳极端相连接；

所述二极管的阴极与所述三极管的发射极、所述第一电阻的一端相连接；

所述第一电阻的另一端与所述数字量采集电路相连接；

所述第二电阻的另一端与所述第一光电耦合器的4引脚相连接；

所述第一光电耦合器的1引脚与所述第四电阻相连接；

所述第一光电耦合器的2引脚与地相连接。

进一步地，所述基本数字采集电路包括第二光耦合器、起限流作用的第三电阻和起上拉作用的第五电阻；

所述第二光耦合器的1脚与所述大电流控制电路相连接，所述第二光耦合器的2脚与所述第三电阻一端相连接，所述第三电阻的另一端与地相连接，所述第二光耦合器的4脚与所述第五电阻的一端相连接，所述第五电阻的另一端与电源相连接，所述第二光耦合器的3脚与地相连接。

由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种大电流数字量采集电路，在普通的数字量采集电路基础上增加了大电流控制电路，可显著增加数字量采集电路的采集电流，结合分时采集方式，可任意控制数字量采集电路的平均功耗；大电流控制电路采用分时导通的策略来降低功耗，大电流控制电路采用光耦的导通与关端来控制大电流控制电路的通断，光耦每固定周期导通一次，在大电流控制电路导通后，进行数字量信号采集，此时采集的数字量信号即为满足了电流要求的数字量信号的结果；可增加数字量采集电路的采集电流，满足了特殊应用场景下的数字量信号采集，并且通过分时采集策略降低采集电路的功耗，增加电路的灵活性和可用性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明的电路原理图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：

图1为本发明的原理框图；图2为本发明的电路原理图，一种大电流数字量采集电路，包括

将数字量输入信号转换为数字量输出信号的基本数字采集电路；

将数字量输入信号的导通电流增大的大电流控制电路；

所述基本数字量采集电路与所述大电流控制电路相连接，同时工作。

进一步地，所述大电流控制电路包括第一光电耦合器、第一电阻、起分压作用的第二电阻、三极管、二极管和起限流作用的第四电阻；

所述三极管的集电极与数字量输入信号的输入端、第二电阻的一端相连接；

所述三极管的基极与所述第一光电耦合器的3引脚、所述二极管的阳极端相连接；

所述二极管的阴极与所述三极管的发射极、所述第一电阻的一端相连接；

所述第一电阻的另一端与所述数字量采集电路相连接；

所述第二电阻的另一端与所述第一光电耦合器的4引脚相连接；

所述第一光电耦合器的1引脚与所述第四电阻相连接；

所述第一光电耦合器的2引脚与地相连接。

进一步地，所述数字量采集电路包括第二光耦合器、起限流作用的第三电阻和起上拉作用的第五电阻；

所述第二光耦合器的1脚与所述大电流控制电路相连接，所述第二光耦合器的2脚与所述第三电阻一端相连接，所述第三电阻的另一端与地相连接，所述第二光耦合器的4脚与所述第五电阻的一端相连接，所述第五电阻的另一端与电源相连接，所述第二光耦合器的3脚与地相连接。

实施方式1：该一种大电流数字量采集电路由2部分组成，分别是数字量采集电路和大电流控制电路。

所述大电流控制电路包括第一光电耦合器G1、第一电阻R1、起分压作用的第二电阻R2、三极管Q1、二极管LED1和起限流作用的第四电阻R4；

所述三极管Q1的集电极与数字量输入信号的输入端、第二电阻R2的一端相连接；

所述三极管Q1的基极与所述第一光电耦合器G1的3引脚、所述二极管LED1的阳极端相连接；

所述二极管LED1的阴极与所述三极管Q1的发射极、所述第一电阻的一端相连接；

所述第一电阻R1的另一端与所述数字量采集电路相连接；

所述第二电阻R1的另一端与所述第一光电耦合器G1的4引脚相连接；

所述第一光电耦合器G1的1引脚与所述第四电阻R4相连接；

所述第一光电耦合器G1的2引脚与地相连接。

该电路导通电流可根据需求设计，一般为10mA左右。当外界有输入信号时，控制信号DI1_CTR信号周期性给出3.3V和0V。控制信号为3.3V时，光耦导通，LED将三极管的基极电压控制在0.7V左右，此时三极管导通，电路整体导通，电路电流达到预期要求。控制信号为0V时，光耦不导通，三极管的基极无电压，此时三极管关断，电路整体关断。当外界无输入信号时，无论控制信号DI1_CTR信号什么状态，电路均无电流。

所述数字量采集电路包括第二光耦合器G2、起限流作用的第三电阻R3和起上拉作用的第五电阻R5；

所述第二光耦合器G2的1脚与所述大电流控制电路相连接，所述第二光耦合器G2的2脚与所述第三电阻一端相连接，所述第三电阻R3的另一端与地相连接，所述第二光耦合器G2的4脚与所述第五电阻R5的一端相连接，所述第五电阻R5的另一端与电源相连接，所述第二光耦合器G2的3脚与地相连接。

该电路电流通常在1mA左右，功耗较小。当外界有输入信号时，光耦前端导通。光耦导通后，光耦后端输出0V，表明外部输入有效。当外界无输入信号时，光耦前端关断。光耦关断后，光耦后端输出3.3V，表明外部输入无效。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。