CN212588269U - 一种高低电平转换电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高低电平转换电路，用于可编程逻辑控制器输出的开关量信号转换，包括：切换单元、稳压单元、高电平转低电平单元和等效输出单元；开关量信号分别输入所述高电平转低电平单元第一输入端和等效输出单元第一输入端，电源正极信号分别输入所述切换单元输入端和等效输出单元第二输入端；切换单元输出端一路连接等效输出单元第三输入端，一路通过稳压单元连接高电平转低电平单元第二输入端；等效输出单元输出电压输出信号；高电平转低电平单元输出控制输出信号。本实用新型实现了可编程逻辑控制器输出开关量信号的转换，具有高电平转低电平、原信号等效输出、转换功能开关控制、电源防反接保护的功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路信号转换领域，具体涉及一种高低电平转换电路。
背景技术
可编程控制器已被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动控制中，成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制装置。
一部分可编程控制器输出使用漏极输出的形式，该输出电路结构高电平可输出电源电压，低电平内部晶体管截止，输出悬空。此电路结构易于进行共阴极控制，但是因为低电平输出悬空，无法进行共阳极控制。
发明内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种高低电平转换电路，使开关量信号高电平转低电平的同时，将原信号等效输出，方便电路接线。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种高低电平转换电路，用于可编程逻辑控制器输出的开关量信号转换，包括：切换单元、稳压单元、高电平转低电平单元和等效输出单元；开关量信号分别输入所述高电平转低电平单元第一输入端和等效输出单元第一输入端，电源正极信号分别输入所述切换单元输入端和等效输出单元第二输入端；切换单元输出端一路连接等效输出单元第三输入端，一路通过稳压单元连接高电平转低电平单元第二输入端；等效输出单元输出电压输出信号；高电平转低电平单元输出控制输出信号。
进一步地，所述切换单元采用开关切换电路通断。
进一步地，所述稳压单元的输入信号连接二极管D1的正极，二极管D1负极连接三端线性稳压器的输入引脚，三端线性稳压器的接地引脚接地，三端线性稳压器的输出引脚通过电容C2接地，三端线性稳压器的输出引脚作为稳压单元输出端。
进一步地，所述高电平转低电平单元的第一输入端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端一路通过电阻R8接地，另一路连接光电耦合器的引脚1，光电耦合器的引脚2接地，光电耦合器的引脚4作为高电平转低电平单元的第二输入端，光电耦合器的引脚3连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端第一路通过电阻R10接地，第二路连接三极管Q2的B极，三极管Q2的E极接地，C极作为高电平转低电平单元的输出端。
进一步地，所述等效输出单元的第一输入端一路连接双向瞬态抑制二极管D2，另一路连接MOS管Q11的S极；双向瞬态抑制二极管D2的另一端一路连接MOS管Q11的G极，另一路连接电阻R21的一端，电阻R21的另一端第一路通过电阻R32接地，第二路连接二极管D12的负极，第三路通过电阻R27连接等效输出单元的第二输入端；等效输出单元的第三输入端连接二极管D12的正极；MOS管Q11的D极一路通过电阻R22接地，另一路作为等效输出单元的输出端。
进一步地，电源正极信号一路通过压敏电阻R2连接电源负极信号，另一路连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端第一路连接MOS管Q1的G极，第二路连接稳压管DZ1的负极，第三路通过电阻R3接地，第四路通过电容C1接地，稳压管DZ1的正极接地，MOS管Q1的S极接地，MOS管Q1的D极连接电源负极信号。
进一步地，所述电源正极信号通过电阻R41连接发光二极管LED1的正极，发光二极管LED1的负极接地；所述切换单元输出端通过电阻R42连接发光二极管LED2的正极，发光二极管LED2的负极接地；所述稳压单元的输出信号通过电阻R86连接发光二极管LED3的正极，发光二极管LED3的负极接地。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型提出了一种高低电平转换电路，实现了可编程逻辑控制器输出开关量信号的转换，具有高电平转低电平、原信号等效输出、转换功能开关控制、电源防反接保护的功能。
本实用新型中，可将可编程控制器输出的高电平信号转换为低电平(接地)输出，等效输出电路可将信号等效输出，并能使用开关进行切换，具有输出电流大，可靠切换，接线方便的特点。通过防反接电路提供防反接保护，在输入电源极性反接时截止，防止操作人员将输入电源极性接反，损坏可编程逻辑控制器。
附图说明
图1是本实用新型高低电平转换电路结构示意图；
图2是本实用新型高低电平转换电路切换单元电路连接图；
图3是本实用新型高低电平转换电路稳压单元电路连接图；
图4是本实用新型高低电平转换电路高电平转低电平单元电路连接图；
图5是本实用新型高低电平转换电路等效输出单元电路连接图；
图6是本实用新型高低电平转换电路防反接单元电路连接图；
图7是本实用新型高低电平转换电路指示单元电路连接图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。
如图1所示，本实用新型实施例公开了一种高低电平转换电路，用于可编程逻辑控制器输出的开关量信号转换，包括：切换单元、稳压单元、高电平转低电平单元和等效输出单元；开关量信号分别输入所述高电平转低电平单元第一输入端和等效输出单元第一输入端，电源正极信号分别输入所述切换单元输入端和等效输出单元第二输入端；切换单元输出端一路连接等效输出单元第三输入端，一路通过稳压单元连接高电平转低电平单元第二输入端；等效输出单元输出电压输出信号；高电平转低电平单元输出控制输出信号。
具体地，如图2所示，切换单元采用开关SW1切换电路通断，实现等效输出单元和高电平转低电平单元的切换，SW1导通后，EN24V电压等于电源正极信号PWM-IN+(24V)。
如图3所示，稳压单元的输入信号EN24V连接二极管D1的正极，二极管D1负极连接三端线性稳压器的输入引脚，三端线性稳压器的接地引脚接地，三端线性稳压器的输出引脚通过电容C2接地，三端线性稳压器的输出引脚输出EN5V电压(5V)，作为稳压单元输出端。EN5V与EN24V受SW1控制，二者同时有效。
如图4所示，高电平转低电平单元的第一输入端连接限流电阻R4的一端，限流电阻R4用于限制输入光电耦合器的电流，电阻R4的另一端一路通过下拉电阻R8接地，将输入信号下拉到地，确保输入信号悬空时信号线为低电平，防止光电耦合器误动作；另一路连接光电耦合器的引脚1，光电耦合器的引脚2接地，光电耦合器的引脚4作为高电平转低电平单元的第二输入端，光电耦合器的引脚3连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端第一路通过电阻R10接地，第二路连接三极管Q2的B极，三极管Q2的E极接地，三极管Q2的C极作为高电平转低电平单元的输出端。三极管Q2优选为达林顿管，当输入信号为高电平时，光电耦合器输出三极管导通，EN5V电源为达林顿管提供基极电流，达林顿管导通，输出的控制输出信号X2-1接地。
如图5所示，等效输出单元的第一输入端一路连接双向瞬态抑制二极管D2，另一路连接P沟道MOS管Q11的S极；双向瞬态抑制二极管D2的另一端一路连接MOS管Q11的G极，另一路连接电阻R21的一端，电阻R21的另一端第一路通过电阻R32接地，第二路连接二极管D12的负极，第三路通过电阻R27连接等效输出单元的第二输入端；等效输出单元的第三输入端连接二极管D12的正极；MOS管Q11的D极一路通过下拉电阻R22接地，另一路作为等效输出单元的输出端。下拉电阻R22在MOS管截止时使输出电压信号位置在低电平(接地)。电源正极信号PWR-IN+(24V)经过分压电阻R27、R32，为R21前端提供15.429V电压，瞬态抑制二极管D2在两端压差小于20V时不导通，R21电阻后端电压即P沟道MOS管Q11的栅极电压为15.429V，当输入信号X1-1信号为24V时，满足MOS管Q11(型号IRF9540)的开启条件(VGSth最大-4V，最小-2V)，Q11导通，电压输出信号X3-1输出24V。
当EN24V有效时，P沟道MOS管Q11的栅极电压为23.3V，输入信号X1-1即MOS管Q11的源极电压最大24V，不满足MOS管Q11(型号IRF9540)的开启条件，Q11截止，电压输出信号X3-1输出低电平(接地)。
当等效输出单元中EN24V有效时，Q11截止，电压输出信号X3-1输出低电平(接地)，禁用等效输出功能。高电平转低电平单元中EN5V有效时，达林顿管具备导通条件。
当等效输出单元中EN24V失效时，Q11具备导通条件，启用等效输出功能。高电平转低电平单元中EN5V失效时，达林顿管不具备导通条件。
如图6所示，本实用新型实施例还包括防反接单元，具体为：电源正极信号一路通过压敏电阻R2连接电源负极信号，另一路连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端第一路连接MOS管Q1的G极，第二路连接稳压管DZ1的负极，第三路通过电阻R3接地，第四路通过电容C1接地，稳压管DZ1的正极接地，MOS管Q1的S极接地，MOS管Q1的D极连接电源负极信号。压敏电阻R2用于限制输入电压，电阻R1与R3构成分压电路，当电源输入电压达到24V时，R3两端分得5.4V电压，DZ1为5V稳压管，将R3两端电压即N沟道MOS管Q1栅极和源极间电压稳定在5V，MOS管开启，回路导通。当电源反接或电压过低时，MOS管Q1栅极和源极间电压小于开启电压，MOS管Q1不导通，反接回路不导通，为后级电路起到了保护作用。
本实用新型实施例还包括指示单元，分别对电源正极输入信号PWR-IN+、EN24V、EN5V信号的有效性作出指示，具体电路连接如图7所示，所述电源正极信号通过电阻R41连接发光二极管LED1的正极，发光二极管LED1的负极接地；所述切换单元输出端通过电阻R42连接发光二极管LED2的正极，发光二极管LED2的负极接地；所述稳压单元的输出信号通过电阻R86连接发光二极管LED3的正极，发光二极管LED3的负极接地。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的修改或变形。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (7)
1.一种高低电平转换电路，用于可编程逻辑控制器输出的开关量信号转换，其特征在于，包括：切换单元、稳压单元、高电平转低电平单元和等效输出单元；开关量信号分别输入所述高电平转低电平单元第一输入端和等效输出单元第一输入端，电源正极信号分别输入所述切换单元输入端和等效输出单元第二输入端；切换单元输出端一路连接等效输出单元第三输入端，一路通过稳压单元连接高电平转低电平单元第二输入端；等效输出单元输出电压输出信号；高电平转低电平单元输出控制输出信号。
2.根据权利要求1所述的高低电平转换电路，其特征在于，所述切换单元采用开关切换电路通断。
3.根据权利要求1所述的高低电平转换电路，其特征在于，所述稳压单元的输入信号连接二极管D1的正极，二极管D1负极连接三端线性稳压器的输入引脚，三端线性稳压器的接地引脚接地，三端线性稳压器的输出引脚通过电容C2接地，三端线性稳压器的输出引脚作为稳压单元输出端。
4.根据权利要求1所述的高低电平转换电路，其特征在于，所述高电平转低电平单元的第一输入端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端一路通过电阻R8接地，另一路连接光电耦合器的引脚1，光电耦合器的引脚2接地，光电耦合器的引脚4作为高电平转低电平单元的第二输入端，光电耦合器的引脚3连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端第一路通过电阻R10接地，第二路连接三极管Q2的B极，三极管Q2的E极接地，C极作为高电平转低电平单元的输出端。
5.根据权利要求1所述的高低电平转换电路，其特征在于，所述等效输出单元的第一输入端一路连接双向瞬态抑制二极管D2，另一路连接MOS管Q11的S极；双向瞬态抑制二极管D2的另一端一路连接MOS管Q11的G极，另一路连接电阻R21的一端，电阻R21的另一端第一路通过电阻R32接地，第二路连接二极管D12的负极，第三路通过电阻R27连接等效输出单元的第二输入端；等效输出单元的第三输入端连接二极管D12的正极；MOS管Q11的D极一路通过电阻R22接地，另一路作为等效输出单元的输出端。
6.根据权利要求1-5任一项所述的高低电平转换电路，其特征在于，电源正极信号一路通过压敏电阻R2连接电源负极信号，另一路连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端第一路连接MOS管Q1的G极，第二路连接稳压管DZ1的负极，第三路通过电阻R3接地，第四路通过电容C1接地，稳压管DZ1的正极接地，MOS管Q1的S极接地，MOS管Q1的D极连接电源负极信号。
7.根据权利要求6所述的高低电平转换电路，其特征在于，所述电源正极信号通过电阻R41连接发光二极管LED1的正极，发光二极管LED1的负极接地；所述切换单元输出端通过电阻R42连接发光二极管LED2的正极，发光二极管LED2的负极接地；所述稳压单元的输出信号通过电阻R86连接发光二极管LED3的正极，发光二极管LED3的负极接地。
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| CN202021735260.0U CN212588269U (zh) | 2020-08-18 | 2020-08-18 | 一种高低电平转换电路 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| TWI769003B (zh) * | 2021-04-15 | 2022-06-21 | 瑞昱半導體股份有限公司 | 具有自適應機制的電壓轉換電路 |
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