智能仪表chapter2开关量输出通道课件.ppt

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1、第六节开关量输出通道设计智能仪器仪表用于控制过程中，除了需要模拟输出信号外，还需要开关量（数字量）输出信号。相应的输出通道简称为DO通道。其任务是把智能仪表MCU输出的微弱数字信号转换成能对生产过程进行控制和指示的数字驱动信号，根据现场需求和符合的不同，开关信号包括：指示灯的亮与灭继电器或接触器的吸合与释放可控硅的通与断阀门的打开与关闭等。一般情况下，输出信号应具备足够的功率驱动能力。可以选用不同的功率放大器件构成不同的开关量驱动输出通道。1开关量输出通道的一般结构2开关量输出的隔离当传输距离教远，或有潜在不安全因素时，需要隔离。隔

2、离方法：1光耦隔离：优点：寿命长，速度快（与继电器比）2继电器：优点：驱动能力大（安培级）缺点：寿命短，速度慢3开关量输出的驱动一、晶体管输出二、继电器三、固态继电器一、晶体管输出对于低压情况下的小电流开关量，用功率三极管就可作开关驱动组件，其输出电流就是输入电流与三极管增益的乘积。1.普通三极管驱动电路当驱动电流只有十几mA或几十mA时，只要采用一个普通的功率三极管就能构成驱动电路，如图所示。2.达林顿驱动电路当驱动电流需要达到几百毫安时，如驱动中功率继电器、电磁开关等装置，输出电路必须采取多级放大或提高三极管增益的办法。达林顿阵

3、列驱动器是由多对两个三极管组成的达林顿复合管构成，它具有高输入阻抗、高增益、输出功率大及保护措施完善的特点，同时多对复合管也非常适用于计算机控制系统中的多路负荷。下图给出达林顿阵列驱动器MC1416的结构图与每对复合管的内部结构，MC1416内含7对达林顿复合管，每个复合管的集电极电流可达500mA，截止时能承受100V电压，其输入输出端均有箝位二极管，输出箝位二极管D2抑制高电位上发生的正向过冲，D1、D3可抑制低电平上的负向过冲。下图为达林顿阵列驱动中的一路驱动电路，当CPU数据线Di输出数字“0”即低电平时，经7406反相锁存

4、器变为高电平，使达林顿复合管导通，产生的几百毫安集电极电流足以驱动负载线圈，而且利用复合管内的保护二极管构成了负荷线圈断电时产生的反向电动势的泄流回路。二、继电器继电器的驱动电路由于继电器线圈需要一定的电流才能动作，所以必须采取措施加以驱动。驱动电路的设计要根据所用继电器线圈的吸合电压和电流而定，一定要大于继电器的吸合电流才能使继电器可靠地工作。三晶闸管驱动电路晶闸管又称可控硅（SCR），单向晶闸管双向晶闸管四、固态继电器SSR（SolidStateRelay）过零型交流SSR移相型交流SSR直流型SSR