4～20毫安電流環(huán)供電的儀表設(shè)備的過流保護(hù)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及4?20毫安電流環(huán)供電的儀表設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種4?20毫安電流環(huán)供電的儀表設(shè)備的過流保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]4?20毫安電流輸入設(shè)備種類繁多，涉及工業(yè)自動化領(lǐng)域大部分儀器儀表，如壓力變送器，溫度變送器，閥門定位器，電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。目前上述4?20毫安電流輸入輸出設(shè)備一般不具有過流保護(hù)電路。少數(shù)有過流保護(hù)電路的也純在各種缺陷，如過流保護(hù)值不精確，過流保護(hù)電路本身消耗較高電壓，過流保護(hù)電路功耗較大，影響設(shè)備本身的線性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種4?20毫安電流環(huán)供電的儀表設(shè)備的過流保護(hù)電路，該電路消耗較少的電流，并具有高精度的過流保護(hù)值，同時(shí)消耗的電壓小，適用于由外接4~20mA電流環(huán)路供電的電流輸入型設(shè)備。
[0004]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案為:一種4?20毫安電流環(huán)供電的儀表設(shè)備的過流保護(hù)電路，包括4?20毫安電流環(huán)路、電壓基準(zhǔn)模塊、MOS管、比較器以及若干電阻，所述比較器的同相輸入端分別與第二電阻的一端、第三電阻的一端連接，第二電阻的另一端與電壓基準(zhǔn)模塊的輸出端連接，第三電阻的另一端與4?20毫安電流環(huán)負(fù)極連接，所述比較器的反相輸入端與第四電阻的一端、MOS管的源極連接，第四電阻的另一端與4?20毫安電流環(huán)負(fù)極連接，所述比較器的輸出端與MOS管的柵極連接，MOS管的漏極與4?20暈安用電設(shè)備的一端連接，4?20暈安用電設(shè)備的另一端與4?20 _安電流環(huán)正極連接，所述4?20毫安電流環(huán)正極經(jīng)第一電阻與電壓基準(zhǔn)模塊的輸入端連接，電壓基準(zhǔn)模塊的接地端與4?20毫安電流環(huán)負(fù)極連接。
[0005]所述比較器的電源輸入正極經(jīng)一穩(wěn)壓管與4?20毫安電流環(huán)正極連接，比較器的電源輸入負(fù)極與4?20毫安電流環(huán)負(fù)極連接。
[0006]所述比較器采用型號為TLV2252的運(yùn)放。
[0007]所述電壓基準(zhǔn)模塊采用型號為REF3112的電壓基準(zhǔn)模塊。
[0008]所述第二電阻、第三電阻、第四電阻均為精密電阻。
[0009]本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案的有益效果為:由于本4?20毫安電流環(huán)供電的儀表設(shè)備的過流保護(hù)電路包括4?20毫安電流環(huán)路、電壓基準(zhǔn)模塊、MOS管、比較器以及若干電阻，所述比較器的同相輸入端分別與第二電阻的一端、第三電阻的一端連接，第二電阻的另一端與電壓基準(zhǔn)模塊的輸出端連接，第三電阻的另一端與4?20毫安電流環(huán)負(fù)極連接，所述比較器的反相輸入端與第四電阻的一端、MOS管的源極連接，第四電阻的另一端與4?20毫安電流環(huán)負(fù)極連接，所述比較器的輸出端與MOS管的柵極連接，MOS管的漏極與4?20毫安用電設(shè)備的一端連接，4?20毫安用電設(shè)備的另一端與4?20毫安電流環(huán)正極連接，所述4?20毫安電流環(huán)正極經(jīng)第一電阻與電壓基準(zhǔn)模塊的輸入端連接，電壓基準(zhǔn)模塊的接地端與4?20毫安電流環(huán)負(fù)極連接。當(dāng)電流環(huán)的電流小于設(shè)置的電流保護(hù)閾值時(shí)，第四電阻R4的電壓V2小于VI，因此運(yùn)放輸出高電平使N溝道MOS管Ql —直處于導(dǎo)通狀態(tài)，Ql的導(dǎo)通壓降極低，可以近似為0V，此時(shí)保護(hù)電路損失的電壓為MOS管Ql DS(漏源)電壓與電阻R4兩端電壓之和，損失的電壓很小。當(dāng)某種原因?qū)е颅h(huán)路電流升高超過設(shè)置的電流保護(hù)閾值的瞬間，運(yùn)放會通過調(diào)整Ql的GS電壓使其工作在線性區(qū)，維持電流的值在Vl/R4o
[0010]總之，本電路能實(shí)現(xiàn)精確值電流保護(hù)電路，同時(shí)該電路消耗電壓減少至0.4V，并且通過合理的器件選型使其消耗很少的電流。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0013]參見圖1，一種4?20毫安電流環(huán)供電的儀表設(shè)備的過流保護(hù)電路的實(shí)施例，包括4?20毫安電流環(huán)路、電壓基準(zhǔn)模塊U1、MOS管Q1、比較器U2以及若干電阻。所述比較器的同相輸入端分別與第二電阻R2的一端、第三電阻R3的一端連接，第二電阻的另一端與電壓基準(zhǔn)模塊的輸出端連接，第三電阻的另一端與4?20毫安電流環(huán)負(fù)極連接，所述比較器的反相輸入端與第四電阻R4的一端、MOS管的源極連接，第四電阻的另一端與4?20毫安電流環(huán)負(fù)極連接，所述比較器的輸出端與MOS管的柵極連接。所述比較器的電源輸入正極經(jīng)一穩(wěn)壓管Zl與4?20 _安電流環(huán)正極連接，比較器的電源輸入負(fù)極與4?20 _安電流環(huán)負(fù)極連接。MOS管的漏極與4?20毫安用電設(shè)備的一端連接，4?20毫安用電設(shè)備的另一端與4?20毫安電流環(huán)正極連接，所述4?20毫安電流環(huán)正極經(jīng)第一電阻Rl與電壓基準(zhǔn)模塊的輸入端連接，電壓基準(zhǔn)模塊的接地端與4?20毫安電流環(huán)負(fù)極連接。
[0014]所述電壓基準(zhǔn)模塊Ul采用TI公司的型號為REF3112的電壓基準(zhǔn)模塊。目的是為過流保護(hù)電路提供精確的參考電壓值。REF3112是1.2V的電壓基準(zhǔn)，僅消耗115微安的電流，2%。的精度，并具有優(yōu)秀的抗干擾性能。所述比較器U2采用TI公司的型號為TLV2252的運(yùn)放，是過流保護(hù)電路閾值比較運(yùn)放，同樣低功耗，共模輸入電壓可至0V，十分適合低電壓閾值比較，為實(shí)現(xiàn)精確電流保護(hù)。所述第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4均為精密電阻，通過合理配比可以實(shí)現(xiàn)電流保護(hù)點(diǎn)偏差±0.5mA。
[0015]本實(shí)施例的電路設(shè)置的電流保護(hù)閾值為30mA，采樣電阻R4值為10歐姆，因此設(shè)置電阻R2和R3的分壓點(diǎn)Vl點(diǎn)電壓為Vl=0.03X10=0.3V。當(dāng)電流環(huán)的電流小于30mA時(shí)，檢流電阻R4的電壓V2小于VI，因此運(yùn)放輸出高電平使N溝道MOS管Ql —直處于導(dǎo)通狀態(tài)，Ql的導(dǎo)通壓降極低，可以近似為0V，此時(shí)保護(hù)電路損失的電壓為MOS管Ql DS(漏源)電壓與電阻R4兩端電壓之和，約為0.3V，因此損失的電壓很??；當(dāng)某種原因?qū)е颅h(huán)路電流升高超過30mA的瞬間，運(yùn)放會通過調(diào)整Ql的GS電壓使其工作在線性區(qū)，維持電流的值在V1/R4，本例中為30mA。
[0016]所述4-20毫安電流環(huán)路為用電設(shè)備供電，當(dāng)流過檢流電阻R4上的電流超過閾值時(shí)，過流保護(hù)電路就會控制MOS管Ql使其電流恒定在閾值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種4?20毫安電流環(huán)供電的儀表設(shè)備的過流保護(hù)電路，其特征在于:包括4?20毫安電流環(huán)路、電壓基準(zhǔn)模塊、MOS管、比較器以及若干電阻，所述比較器的同相輸入端分別與第二電阻的一端、第三電阻的一端連接，第二電阻的另一端與電壓基準(zhǔn)模塊的輸出端連接，第三電阻的另一端與4?20毫安電流環(huán)負(fù)極連接，所述比較器的反相輸入端與第四電阻的一端、MOS管的源極連接，第四電阻的另一端與4?20毫安電流環(huán)負(fù)極連接，所述比較器的輸出端與MOS管的柵極連接，MOS管的漏極與4?20毫安用電設(shè)備的一端連接，4?20毫安用電設(shè)備的另一端與4?20毫安電流環(huán)正極連接，所述4?20毫安電流環(huán)正極經(jīng)第一電阻與電壓基準(zhǔn)模塊的輸入端連接，電壓基準(zhǔn)模塊的接地端與4?20毫安電流環(huán)負(fù)極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過流保護(hù)電路，其特征在于:所述比較器的電源輸入正極經(jīng)一穩(wěn)壓管與4?20 _安電流環(huán)正極連接，比較器的電源輸入負(fù)極與4?20暈安電流環(huán)負(fù)極連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的過流保護(hù)電路，其特征在于:所述比較器采用型號為TLV2252的運(yùn)放。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過流保護(hù)電路，其特征在于:所述電壓基準(zhǔn)模塊采用型號為REF3112的電壓基準(zhǔn)模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過流保護(hù)電路，其特征在于:所述第二電阻、第三電阻、第四電阻均為精密電阻。
【專利摘要】一種4～20毫安電流環(huán)供電的儀表設(shè)備的過流保護(hù)電路，包括4～20毫安電流環(huán)路、電壓基準(zhǔn)模塊、MOS管、比較器以及若干電阻，所述比較器的同相輸入端分別與第二電阻的一端、第三電阻的一端連接，第二電阻的另一端與電壓基準(zhǔn)模塊的輸出端連接，第三電阻的另一端與4～20毫安電流環(huán)負(fù)極連接，所述比較器的反相輸入端與第四電阻的一端、MOS管的源極連接，第四電阻的另一端與4～20毫安電流環(huán)負(fù)極連接，所述比較器的輸出端與MOS管的柵極連接，MOS管的漏極與4～20毫安用電設(shè)備的一端連接，4～20毫安用電設(shè)備的另一端與4～20毫安電流環(huán)正極連接。該電路消耗較少的電流,并具有高精度的過流保護(hù)值,同時(shí)消耗的電壓小。
【IPC分類】H02H9-02
【公開號】CN204271626
【申請?zhí)枴緾N201420789592
【發(fā)明人】趙俊奎, 艾軍
【申請人】重慶川儀自動化股份有限公司
【公開日】2015年4月15日
【申請日】2014年12月15日