專利名稱：直流電流無極性輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及設(shè)備儀器或電子器件及使用直流電設(shè)備中的小功率直流電流的輸入裝置。
在一些設(shè)備儀器或電子器件及使用直流電設(shè)備中，需要小功率(幾伏至幾十伏，數(shù)毫安至數(shù)安)的直流電作為電源供給或電流信號輸入。由于直流電源或直流電流信號具有正負極性，接反會導(dǎo)致電路不能正確工作，甚至損壞電路中的元器件，所以在聯(lián)接時必須注意保證極性正確。這種要求給這些設(shè)備儀器或電子器件及使用直流電設(shè)備的安裝使用帶來不便，尤其在進行檢查維修時更容易發(fā)生接線極性錯誤。雖然在有些設(shè)備中裝有保護二極管，但這僅能保護電路不被損壞，并不能保證電路工作正常。
本實用新型的目的是提供一種裝置，用以解決某些設(shè)備儀器或電子器件及使用直流電設(shè)備在與直流電源或直流電流信號聯(lián)接時必須區(qū)分正負極性的問題。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的本實用新型是一種直流電流無極性輸入裝置，它使得接受直流電源或直流電流信號的電子電路在與提供直流電源或直流電流信號的設(shè)備相聯(lián)接時沒有正負極性的區(qū)別，其特征是本裝置為一晶體二極管橋式整流電路Br，并與接受直流電源或直流電流信號的電子電路組裝為一體。
所述的晶體二極管橋式整流電路Br可以安裝在設(shè)備儀器的直流電流信號輸入端處，特別是可以安裝在自動化儀表中的4--20mA或0--10mA的直流電流信號輸入端處。
所述的晶體二極管橋式整流電路Br可以安裝在固態(tài)繼電器的驅(qū)動信號輸入端處。
所述的晶體二極管橋式整流電路Br可以安裝在設(shè)備儀器及使用直流電的設(shè)備和直流電源供給端之間，或安裝在設(shè)備儀器及使用直流電的設(shè)備和電源輸入端之間。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步的描述

圖1為本實用新型的裝置電原理圖圖2為本實用新型的裝置工作原理(一)圖3為本實用新型的裝置工作原理(二)圖4為本實用新型的裝置電源與負載接地時工作原理分析(一)圖5為本實用新型的裝置電源與負載接地時工作原理分析(二)圖6為本實用新型的裝置裝入兩線制變送器中的接線圖圖7為本實用新型的裝置裝入固態(tài)繼電器中的接線圖圖8為本實用新型的裝置裝入使用直流電設(shè)備外接電源處的接線圖本實用新型的直流無極性輸入裝置的主體為一個晶體二極管橋式整流電路Br，它與通常用于將交流電源整流成直流電源的整流橋結(jié)構(gòu)完全相同，但其目的和作用則相異。本裝置電路如附圖1所示。接受直流電源或直流電流信號的電子電路即設(shè)備儀器或電子器件及使用直流電的設(shè)備可等效為負載電阻RL，提供直流電源或直流電流信號的設(shè)備可等效為直流電源E。本裝置晶體二極管橋式整流電路Br由四個二極管D1、D2、D3、D4組成，插入電源E和負載RL之間。晶體二極管橋式整流電路Br的正負兩端(c、d)與負載RL相應(yīng)兩端聯(lián)接，接入時應(yīng)保證極性正確；晶體二極管橋式整流電路Br的另兩端(a、b)與直流電源E聯(lián)接，接入時沒有正負極性的區(qū)別。當(dāng)將晶體二極管橋式整流電路與接受直流電源或直流電流信號的電子電路組裝成一體時，則其與提供直流電源或直流電流信號的設(shè)備相聯(lián)接時也就沒有正負極性的區(qū)別，從而實現(xiàn)了直流電流無極性輸入的目的。
本裝置的工作原理如下。
直流電源E與晶體二極管橋式整流電路Br和負載RL的組合相聯(lián)接時，其聯(lián)接端(a、b)的極性有且僅有兩種可能情況a為正b為負，或者相反。當(dāng)a為正b為負時，其電流流動方向如附圖2所示，結(jié)果是在負載RL上c為正d為負；當(dāng)b為正a為負時，其電流流動方向如附圖3所示，結(jié)果仍然是在負載RL上c為正d為負。以上分析表明無論電源E的極性如何，負載RL上的極性總保持不變。
電源E和負載RL僅其中一個接地而另一個懸浮時顯然不會影響本電路工作。當(dāng)電源E和負載RL二者都需要接地時，本裝置仍能正常工作。不失一般性，設(shè)電源E和負載RL都以負端接地。當(dāng)電源E的極性如附圖4所示時，晶體二極管D3被短路。由附圖2中可知，D3在短接前本就工作在導(dǎo)通狀態(tài)，故接地引起的短路對整個電路的工作情況沒有影響。當(dāng)電源E的極性反接如附圖5所示時，晶體二極管D4被短路。對比附圖3，短路對電路的工作情況也沒有影響。當(dāng)電源E與負載RL都以正極接地時，已導(dǎo)通的二極管D1或D2被短路，本電路仍能正常工作。
整流電路Br的各晶體二極管參數(shù)要求如下反向擊穿電壓大于或等于直流電源E的最高開路電壓，正向允許工作電流大于或等于負載RL的最大工作電流。
本裝置主要用于以下幾方面1.安裝在設(shè)備儀器的直流電流信號輸入端處，尤其適用在自動化儀表中的4--20mA或0--10mA的直流電流信號輸入端處；2.安裝在固態(tài)(固體)繼電器的驅(qū)動信號輸入端處；3.安裝在設(shè)備儀器及使用直流電設(shè)備的直流電源供給端處，特別是外接電源輸入端處。
本裝置在使用后具有如下諸優(yōu)點1.使得設(shè)備儀器及使用直流電設(shè)備的直流電源或直流電流信號的輸入端無正負極性區(qū)分，解決了在極性接反時設(shè)備儀器不能正常工作以及遭受損壞的問題，增加了設(shè)備儀器的安全可靠性；2.在聯(lián)接設(shè)備儀器的輸入直流電源或直流電流信號時不需要區(qū)分正負極性，方便了設(shè)備儀器的安裝使用及檢查維修；3.使得固態(tài)(固體)繼電器的驅(qū)動信號無正負極性區(qū)分，其接線方式與電磁式繼電器完全相同，方便了固態(tài)繼電器的應(yīng)用。
使用本裝置的最好方式是將本裝置和與之配合的設(shè)備儀器或器件組裝成一體，以充分發(fā)揮出本裝置的優(yōu)點。本裝置也可以單獨使用。以下結(jié)合實施例進行說明。
1.加裝在自動化儀表中的兩線制變送器的電源供給(信號輸出)接線端子處。本實施例的結(jié)構(gòu)如附圖6所示。DDZ-III型儀表中的兩線制變送器與控制窒之間僅用兩根導(dǎo)線互相連接，這兩根導(dǎo)線既是電源傳輸線，又是信號傳輸線。這種儀表的原理結(jié)構(gòu)可參見《模擬調(diào)節(jié)儀表》(陳榮主編，化學(xué)工業(yè)出版社，1992年5月第1版)。采用兩線制變送器不僅可以節(jié)省大量電纜和安裝費用，而且有利于構(gòu)成安全防爆系統(tǒng)。因此目前國內(nèi)外各制造廠都大力發(fā)展兩線制變送器。在一些產(chǎn)品中，變送器中己裝有電源極性保護二極管，但仍有電源線極性接反時不能工作的問題(見《雙發(fā)生體CWL系列插入式渦街流量計安裝使用說書》，中國宜興自動化儀表總廠)。在使用本裝置時，可以將本裝置(Br)裝入原變送器中，形成一體。這種組合未對原變送器的性能帶來負面影響，但組合后變送器已不再有電源(信號)線極性的接反問題。
2.加裝在固態(tài)(固體)繼電器的驅(qū)動輸入端處。本實施例的結(jié)構(gòu)如附圖7所示。固態(tài)繼電器是一種無觸點通斷電子開關(guān)，當(dāng)施加輸入信號后其主回路呈導(dǎo)通狀態(tài)，無信號時呈阻斷狀態(tài)，它利用分立器件和集成器件及微電子技術(shù)實現(xiàn)了控制回路(輸入端)與負載回路(輸出端)之間的電隔離及訊號耦合，沒有任何可動部件或觸點，實現(xiàn)了具有相當(dāng)于電磁繼電器一樣的功能。固態(tài)(固體)繼電器的結(jié)構(gòu)參數(shù)可參見北京市半導(dǎo)體器件十一廠《固體繼電器產(chǎn)品手冊》?，F(xiàn)在生產(chǎn)的固態(tài)繼電器(直流固態(tài)繼電器或交流固態(tài)繼電器)的輸入端都是由直流電流(直流電壓)進行驅(qū)動，極性不能接反，且輸入反向電壓大于其允許值時可能引起永久性破壞。在使用本裝置時，可以將本裝置(Br)裝入原固態(tài)繼電器中，形成一體。這種組合對原固態(tài)繼電器性能帶來負面影響僅是提高了接通電壓，但組合后固態(tài)繼電器已不再對輸入的驅(qū)動信號有正負極性區(qū)別的要求，使得固態(tài)繼電器在接線方式與電磁式繼電器完全相同，方便了固態(tài)繼電器的應(yīng)用。
3.加裝在使用直流電設(shè)備(例如收音機、錄音機等)的外接電源插口處。本實施例的結(jié)構(gòu)如附圖8所示。在本實施例中，設(shè)備在使用外接電源時不再存在由于電源極性接反時引起的各種故障。由于使用本裝置的原因，外接電源或設(shè)備的內(nèi)置電源(通常是電池)的工作時電流都通過2個正向?qū)ǖ木w二極管，產(chǎn)生電壓降，在本裝置由普通硅整流二極管時，總電壓降約為1.4V。這一電壓降降低了電源的使用效率，尤其在低電壓大電流工作時必須注意此電壓降的不利影響。
權(quán)利要求1.一種直流電流無極性輸入裝置，使得接受直流電源或直流電流信號的電子電路在與提供直流電源或直流電流信號的設(shè)備相聯(lián)接時沒有正負極性的區(qū)別，其特征是本裝置為一晶體二極管橋式整流電路Br，并與接受直流電源或直流電流信號的電子電路組裝為一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電流無極性輸入裝置，其特征在于，所述的晶體二極管橋式整流電路Br安裝在設(shè)備儀器的直流電流信號輸入端處。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流電流無極性輸入裝置，其特征在于，所述的晶體二極管橋式整流電路Br安裝在自動化儀表中的4-20mA或0-10mA的直流電流信號輸入端處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電流無極性輸入裝置，其特征在于，所述的晶體二極管橋式整流電路Br安裝在固態(tài)繼電器的驅(qū)動信號輸入端處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電流無極性輸入裝置，其特征在于，所述的晶體二極管橋式整流電路Br安裝在設(shè)備儀器及使用直流電的設(shè)備和直流電源供給端之間，或安裝在設(shè)備儀器及使用直流電的設(shè)備和電源輸入端之間。
專利摘要本實用新型為一直流電流無極性輸入裝置。它解決了某些設(shè)備儀器在與直流電源或直流電流信號聯(lián)接中的正負極性問題。本裝置為一聯(lián)接在等效負載與等效電流電源之間的晶體二極管橋式電路。本裝置可用于設(shè)備儀器的電源供給處和直流電流信號輸入處,固態(tài)繼電器的驅(qū)動電流輸入處,使用直流電設(shè)備的電源供給處。本實用新型增加了設(shè)備儀器的安全可靠性,方便了設(shè)備儀器的安裝使用及檢查維修。
文檔編號H02M3/08GK2379966SQ9921700
公開日2000年5月24日 申請日期1999年7月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月20日
發(fā)明者李英杰, 陳伯成, 張麗華 申請人:張麗華