CN220673754U - 光耦隔离场效应管输出电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光耦隔离场效应管输出电路，包括电压输入电路、输入信号检测电路和输入信号隔离反馈电路，所述输入电压分别与所述输入信号检测电路和所述输入信号隔离反馈电路电连接。本实用新型能够增加继电器控制模块的稳定性，保护电路中的元器件，延长继电器的使用寿命。

Description

光耦隔离场效应管输出电路

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，尤其是涉及一种光耦隔离场效应管输出电路。

背景技术

相关技术中指出，随着物联网发展科技日新月异，人们对继电器控制模块稳定性的需要逐渐增加，但仍然存在如下问题：1）输入信号会发生干扰；2）无法直观检测每路通道的工作状态；3）没有反馈电路无法保护元器件；4）继电器容易损坏；开关会出现滞后状态等。因此，如何解决上述技术问题成为目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型在于提出一种光耦隔离场效应管输出电路，能够增加继电器控制模块的稳定性，保护电路中的元器件，延长继电器的使用寿命。

本实用新型还提出一种光耦隔离场效应管输出电路，包括电压输入电路、输入信号检测电路和输入信号隔离反馈电路，所述输入电压分别与所述输入信号检测电路和所述输入信号隔离反馈电路电连接。

在一些实施例中，本实用新型电压输入电路包括接线端子P1、接线端子P2、接线端子P3，其中，所述接线端子P2的1号引脚接地，其2号引脚接电源VCC；

所述输入信号隔离反馈电路包括光耦隔离电路和继电器线圈反馈保护电路；所述光耦隔离电路包括光耦隔离器U1以及电阻R1、电阻R3、电阻R5，所述光耦隔离器U1的1号引脚通过电阻R1接所述接线端子P1的4号引脚，所述光耦隔离器U1的2号引脚接所述接线端子P1的3号引脚，所述光耦隔离器U1的3号引脚通过电阻R3、电阻R5接接线端子P2的1号引脚，所述光耦隔离器U1的4号引脚接所述接线端子P2的2号引脚。

所述继电器线圈反馈保护电路包括电阻R2、电阻R6，发光二极管LED2以及场效应管Q1，所述场效应管Q1的栅极G接在电阻R3与电阻R5之间的电路上，其源极S通过发光二极管LED2、电阻R6接所述接线端子P2的1号引脚，其漏极D通过电阻R2接所述接线端子P2的2号引脚；所述接线端子P3的1号引脚接所述场效应管Q1的源极，其2号引脚接所述接线端子P2的1号引脚。

在一些实施例中，本实用新型光耦隔离电路还包括光耦隔离器U2，以及电阻R7、电阻R9、电阻R10，所述光耦隔离器U2的1号引脚通过电阻R7接所述接线端子P2的2号引脚，所述光耦隔离器U2的2号引脚接所述接线端子P1的1号引脚，所述光耦隔离器U2的3号引脚通过电阻R9、电阻R10接所述接线端子P2的1号引脚，所述光耦隔离器U2的4号引脚接接线端子P2的2号引脚。

在一些实施例中，本实用新型继电器线圈反馈保护电路还包括电阻R8、电阻R11，发光二极管LED3以及场效应管Q2；所述场效应管Q2的栅极G接在电阻R9与电阻R10之间的电路上，其源极S通过发光二极管LED3、电阻R11接所述接线端子P2的1号引脚，其漏极D通过电阻R8接所述接线端子P2的2号引脚；所述接线端子P3的1号引脚接场效应管Q1的源极S，其2号和3号引脚接接线端子P2的1号引脚，其4号引脚接场效应管Q2的源极S。

在一些实施例中，本实用新型输入信号检测电路包括电阻R4和二极管LED1，所述电阻R4一端接所述接线端子P2的2号引脚，另一端通过所述二极管LED1接所述接线端子P2的1号引脚。

在一些实施例中，本实用新型光耦隔离器U1和所述光耦隔离器U2的型号为APY210TX，所述场效应管Q1和所述场效应管Q2的型号为50N10。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1）本实用新型用于单片机、PLC等控制器控制MOS管通断，本实用新型光耦隔离电路保障了输入信号的稳定性，使信号回路与供电回路隔离，有效地解决了控制器在驱动能力不足的情况下控制继电器输出（接线端子P1是控制器输入，接线端子P3是控制电路输出）。

2）本实用新型继电器线圈反馈保护电路有效地保护了电路中的元器件，延长了电路的使用寿命。

3）本实用新型结构简单，通过发光二极管准确地显示出了电路的工作状态及各回路工作状态。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是根据本实用新型一个实施例的光耦隔离场效应管输出电路原理图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

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。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。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。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用性和/或其他材料的使用。

下面参考图1描述根据本实用新型实施例的光耦隔离场效应管输出电路，包括电压输入电路、输入信号检测电路和输入信号隔离反馈电路，输入电压分别与输入信号检测电路和输入信号隔离反馈电路电连接。

其中，电压输入电路包括接线端子P1、接线端子P2、接线端子P3，接线端子P2的1号引脚接地，其2号引脚接电源VCC；输入信号检测电路包括电阻R4和二极管LED1，电阻R4一端接接线端子P2的2号引脚，另一端通过二极管LED1接接线端子P2的1号引脚。工作时，输入正确电压，则发光二极管LED1正常工作，即发光二极管LED1发出绿色光，输入错误电压，则发光二极管LED1发不工作，即发光二极管LED1不发光。发光二极管LED1作为工作指示灯，显示整个电路的工作状态。

输入信号隔离反馈电路包括光耦隔离电路和继电器线圈反馈保护电路，光耦隔离电路包括光耦隔离器U1和光耦隔离器U2，以及电阻R1、电阻R3、电阻R5、电阻R7、电阻R9、电阻R10，光耦隔离器U1的1号引脚通过电阻R1接接线端子P1的4号引脚，光耦隔离器U1的2号引脚接接线端子P1的3号引脚，光耦隔离器U1的3号引脚通过电阻R3、电阻R5接接线端子P2的1号引脚，光耦隔离器U1的4号引脚接接线端子P2的2号引脚；光耦隔离器U2的1号引脚通过电阻R7接接线端子P2的2号引脚，光耦隔离器U2的2号引脚接接线端子P1的1号引脚，光耦隔离器U2的3号引脚通过电阻R9、电阻R10接接线端子P2的1号引脚，光耦隔离器U2的4号引脚接接线端子P2的2号引脚；

继电器线圈反馈保护电路包括发光二极管LED2、发光二极管LED3以及场效应管Q1、场效应管Q2，场效应管Q1的栅极G接在电阻R3与电阻R5之间的电路上，其源极S通过发光二极管LED2、电阻R6接接线端子P2的1号引脚，其漏极D通过电阻R2接电源VCC；场效应管Q2的栅极G接在电阻R9与电阻R10之间的电路上，其源极S通过发光二极管LED3、电阻R11接接线端子P2的1号引脚，其漏极D通过电阻R8接接线端子P2的2号引脚；接线端子P3的1号引脚接场效应管Q1的源极S，其2号和3号引脚接接线端子P2的1号引脚，其4号引脚接场效应管Q2的源极S。接线端子P1和接线端子P3分别外接插线端子上，接线端子P1是控制器输入，接线端子P3是控制器输出，用于为负载提供电源。

本实施例场效应管Q1、Q2为控制开关，相当于继电器，场效应管Q1的漏极D串联的电阻R2、场效应管Q2的漏极D串联的电阻R8为上拉电阻，当场效应管Q1、Q2截止时将输出电压上拉至电源VCC高电平，场效应管Q1的栅极G串联的电阻R3、场效应管Q2的栅极G串联的电阻R9为限流电阻，有效地防止了输入电压变换的瞬间导致场效应管Q1、Q2的栅极G电流超额而损坏场效应管Q1、Q2，下拉电阻R5、电阻R10用来确保无输入信号（悬空）时场效应管Q1、Q2处于截止状态，有效地保护电路中的电气元件。

电路正常运行时，接线端子P1输入控制信号，其4号引脚输入12V电压,3号引脚输入0V电压，光耦隔离器U1工作，电阻R3、电阻R5通过电流，场效应管Q1的栅极G产生电压，场效应管Q1被导通，同时，发光二极管LED2工作，发出亮光，显示场效应管Q1通路，此时，接线端子P3与VCC相连接输出对应的电压，负载上电工作。工作人员可通过发光二极管LED2直观地检测场效应管Q1所在电路通道的工作状态。

电路正常运行时，接线端子P1输入控制信号，其2号引脚输入12V电压，其1号引脚输入0V电压，光耦隔离器U2工作，电阻R9、电阻R10通过电流，场效应管Q2的栅极G产生电压，场效应管Q2被导通，同时，发光二极管LED3工作，发出亮光，显示场效应管Q2通路，这时由接线端子P3输出12V或24V电平，场效应管Q2导通，接线端子P3与VCC相连接输出对应的电压。工作人员可通过发光二极管LED3直观地检测场效应管Q2所在电路通道的工作状态。

本实施例采用两路输入信号隔离反馈电路，第一路输入信号隔离反馈电路包括光耦隔离器U1，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5、电阻R6，场效应管Q1以及发光二极管LED2，第二路输入信号隔离反馈电路包括光耦隔离器U2，电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11，场效应管Q2以及发光二极管LED3，两路电路工作原理一样，第二路电路是作为拓扑电路使用，当然在实际应用中也可添加多路电路通道，进行多通道网络拓扑，若需要拓扑更多路的电路通道，则需要选择相应的接线端子，如四路输入信号隔离反馈电路，则接线端子P1和P3则需要具有8个引脚。

本实用新型采用光耦隔离器U1、U2将信号回路与供电回路隔离，保障了输入信号的稳定性，使信号回路与供电回路隔离，避免了输入信号的干扰，同时有效地解决了控制器在驱动能力不足的情况控制继电器输出（本实用新型光耦隔离器U1、U2相当于继电器）。同时，本实用新型的继电器线圈反馈保护电路有效地保护了电路运行的稳定性以及电路中的元器件。

根据本实用新型实施例的一种光耦隔离场效应管输出电路的其他构成例如光耦隔离器和场效应管等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种光耦隔离场效应管输出电路，其特征在于，包括电压输入电路、输入信号检测电路和输入信号隔离反馈电路，所述电压输入电路分别与所述输入信号检测电路和所述输入信号隔离反馈电路电连接。

2.根据权利要求1所述的一种光耦隔离场效应管输出电路，其特征在于，所述电压输入电路包括接线端子P1、接线端子P2、接线端子P3，其中，所述接线端子P2的1号引脚接地，其2号引脚接电源VCC；

所述输入信号隔离反馈电路包括光耦隔离电路和继电器线圈反馈保护电路；所述光耦隔离电路包括光耦隔离器U1以及电阻R1、电阻R3、电阻R5，所述光耦隔离器U1的1号引脚通过电阻R1接所述接线端子P1的4号引脚，所述光耦隔离器U1的2号引脚接所述接线端子P1的3号引脚，所述光耦隔离器U1的3号引脚通过电阻R3、电阻R5接接线端子P2的1号引脚，所述光耦隔离器U1的4号引脚接所述接线端子P2的2号引脚；

所述继电器线圈反馈保护电路包括电阻R2、电阻R6，发光二极管LED2以及场效应管Q1，所述场效应管Q1的栅极G接在电阻R3与电阻R5之间的电路上，其源极S通过发光二极管LED2、电阻R6接所述接线端子P2的1号引脚，其漏极D通过电阻R2接所述接线端子P2的2号引脚；所述接线端子P3的1号引脚接所述场效应管Q1的源极，其2号引脚接所述接线端子P2的1号引脚。

3.根据权利要求2所述的一种光耦隔离场效应管输出电路，其特征在于，所述光耦隔离电路还包括光耦隔离器U2，以及电阻R7、电阻R9、电阻R10，所述光耦隔离器U2的1号引脚通过电阻R7接所述接线端子P2的2号引脚，所述光耦隔离器U2的2号引脚接所述接线端子P1的1号引脚，所述光耦隔离器U2的3号引脚通过电阻R9、电阻R10接所述接线端子P2的1号引脚，所述光耦隔离器U2的4号引脚接接线端子P2的2号引脚。

4.根据权利要求3所述的一种光耦隔离场效应管输出电路，其特征在于，所述继电器线圈反馈保护电路还包括电阻R8、电阻R11，发光二极管LED3以及场效应管Q2；所述场效应管Q2的栅极G接在电阻R9与电阻R10之间的电路上，其源极S通过发光二极管LED3、电阻R11接所述接线端子P2的1号引脚，其漏极D通过电阻R8接所述接线端子P2的2号引脚；所述接线端子P3的1号引脚接场效应管Q1的源极S，其2号和3号引脚接接线端子P2的1号引脚，其4号引脚接场效应管Q2的源极S。

5.根据权利要求2所述的一种光耦隔离场效应管输出电路，其特征在于，所述输入信号检测电路包括电阻R4和二极管LED1，所述电阻R4一端接所述接线端子P2的2号引脚，另一端通过所述二极管LED1接所述接线端子P2的1号引脚。

6.根据权利要求4所述的一种光耦隔离场效应管输出电路，其特征在于，所述光耦隔离器U1和所述光耦隔离器U2的型号为APY210TX，所述场效应管Q1和所述场效应管Q2的型号为50N10。