本公開涉及輸入電路，具體涉及一種隔離型數(shù)字輸入電路。

背景技術(shù)：

數(shù)字輸入電路是工業(yè)控制器中常用的一種輸入電路，多用于不同電壓間的電氣隔離和信號傳輸。

圖1為相關(guān)技術(shù)中的數(shù)字輸入電路，參照圖1，數(shù)字輸入電路由電阻r10、r9、濾波電容c2、光耦u4以及輸出上拉電阻r11組成。光耦是模擬器件，在從關(guān)閉到開通的過程中，光耦的輸出端從截止?fàn)顟B(tài)進(jìn)入到放大狀態(tài)；隨著輸入電壓vin的增加，輸出電壓vo逐漸減少到一個固定的值，此時光耦的輸出端進(jìn)入飽和狀態(tài)。實際應(yīng)用中，當(dāng)輸入電壓vin處于動作閾值附近時，光耦u1進(jìn)入線性放大狀態(tài)，輸出電壓vo＝vcc-b×((vin-vf)/r10-vf/r9)，其中vcc為控制電壓，vf為光耦u4內(nèi)發(fā)光二極管兩端的電壓，b為光耦的放大系數(shù)。如果輸出電壓vo已給定，那么輸入電壓vin＝(vcc-vo)/b×r10+vf+vf×r10/r9。

但是，由于制造的原因，光耦的放大系數(shù)b很難保證完全一致，并且光耦內(nèi)發(fā)光二極管兩端的電壓vf隨著溫度和電流會產(chǎn)生變化，因此很難精確地確定出輸入電壓vin的動作閾值，當(dāng)輸入電壓vin處于動作閾值附近時，光耦進(jìn)入線性放大區(qū)間，光耦內(nèi)的發(fā)光二極管電壓隨輸入電壓變化，輸出電壓vo線性變化，輸出邏輯狀態(tài)不確定，開關(guān)速度慢。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開的目的是提供一種隔離型數(shù)字輸入電路，該隔離型數(shù)字輸入電路實現(xiàn)了輸入電壓的動作閾值的精確設(shè)置，避免了輸入電壓的動作閾值受光耦特性的影響。

為了實現(xiàn)上述目的，本公開提供一種隔離型數(shù)字輸入電路，包括：輸入電壓閾值設(shè)定電路、光耦驅(qū)動電路及光耦隔離電路；

其中，所述輸入電壓閾值設(shè)定電路用于根據(jù)輸入電壓產(chǎn)生輸入至所述光耦驅(qū)動電路的第一電壓；

所述光耦驅(qū)動電路用于根據(jù)所述第一電壓與電壓比較器內(nèi)置參考電壓的比較結(jié)果控制所述光耦的通斷；

所述光耦隔離電路用于不通電壓間的電氣隔離和信號傳輸，并產(chǎn)生輸出電壓。

所述輸入電壓閾值設(shè)定電路包括第一電阻r1、第二電阻r2及濾波電容，所述第一電阻r1和所述第二電阻r2串聯(lián)，所述濾波電容c1和所述第二電阻r2并聯(lián)；

所述光耦驅(qū)動電路包括串聯(lián)的第三電阻r3、第四電阻r4及電壓比較器，所述第三電阻r3和所述第四電阻r4用于為所述電壓比較器提供工作電源，并且所述第三電阻r3在光耦u1開通時限制所述光耦u1的輸入電流；所述電壓比較器的輸入腳r連接至所述第一電阻r1和所述第二電阻r2之間，所述電壓比較器的a腳接地；

所述光耦隔離電路包括光耦u1和第五電阻r5，所述光耦u1的輸入端與所述電壓比較器的k腳連接，所述光耦u1的輸出端與所述第五電阻r5連接。

所述電壓比較器用于比較所述第一電壓和所述電壓比較器內(nèi)置參考電壓，當(dāng)所述第一電壓不低于所述內(nèi)置參考電壓時，所述電壓比較器的k腳和a腳導(dǎo)通，使得所述光耦u1導(dǎo)通；當(dāng)所述第一電壓低于所述電壓比較器內(nèi)置參考電壓時，所述電壓比較器的k腳和a腳不導(dǎo)通，使得所述光耦u1關(guān)閉。

所述電壓比較器為可控精密穩(wěn)壓源tl431。

可選的，所述輸入電壓閾值通過以下公式計算：

vin＝v1×(r1+r2)/r2

其中，vin為所述輸入電壓，v1為所述第一電壓，r1為所述第一電阻r1的阻值，r2為所述第二電阻r2的阻值。

可選的，所述輸入電壓的動作閾值為當(dāng)所述第一電壓與所述電壓比較器內(nèi)置參考電壓相等時計算得出的電壓值。

通過上述技術(shù)方案，本公開通過電壓比較器設(shè)定輸入電壓的動作閾值及控制光耦的通斷，使得在輸入電壓的動作閾值附近，光耦處于放大狀態(tài)的時間縮短，開關(guān)速度更快，實現(xiàn)了輸入電壓的動作閾值的精確設(shè)置，避免了輸入電壓的動作閾值受光耦特性的影響。

本公開的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細(xì)說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本公開的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本公開，但并不構(gòu)成對本公開的限制。在附圖中：

圖1是相關(guān)技術(shù)中的數(shù)字輸入電路。

圖2是根據(jù)一示例性實施例示出的一種隔離型數(shù)字輸入電路的框圖。

圖3是根據(jù)一示例性實施例示出的一種隔離型數(shù)字輸入電路的框圖。

圖4是根據(jù)一示例性實施例示出的電壓比較器(可控精密穩(wěn)壓源tl431)的框圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本公開的具體實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本公開，并不用于限制本公開。

圖2是根據(jù)一示例性實施例示出的一種隔離型數(shù)字輸入電路的框圖。該隔離型數(shù)字輸入電路包括：輸入電壓閾值設(shè)定電路、光耦驅(qū)動電路及光耦隔離電路；其中，輸入電壓閾值設(shè)定電路用于根據(jù)輸入電壓產(chǎn)生輸入至光耦u1驅(qū)動電路的第一電壓；光耦u1驅(qū)動電路用于根據(jù)第一電壓與電壓比較器內(nèi)置參考電壓的比較結(jié)果控制光耦u1隔離電路的通斷；光耦u1隔離電路用于不通電壓間的電氣隔離和信號傳輸，并產(chǎn)生輸出電壓。參照圖2，輸入電壓閾值設(shè)定電路包括第一電阻r1、第二電阻r2及濾波電容c1，第一電阻r1和第二電阻r2串聯(lián)，濾波電容c1和第二電阻r2并聯(lián)；光耦驅(qū)動電路包括串聯(lián)的第三電阻r3、第四電阻r4及電壓比較器，電壓比較器的輸入腳r連接至第一電阻r1和第二電阻r2之間，電壓比較器的a腳接地；光耦隔離電路包括光耦u1和第五電阻r5，光耦u1的輸入端與電壓比較器的k腳連接，光耦u1的輸出端與第五電阻r5連接。輸入電壓vin與第一電阻r1和第三電阻r3連接，輸出電壓vo連接至第五電阻r5和光耦u1的輸出端之間，第五電阻r5的另一端連接控制電源vcc。

本實施例中，第一電阻r1和第二電阻r2之間的電壓輸入至光耦驅(qū)動電路，即該電壓輸入至電壓比較器的輸入端r，即為上述第一電壓v1，根據(jù)電路原理v1＝r2/(r1+r2)×vin，可以得出輸入電壓的計算公式vin＝v1×(r1+r2)/r2。電壓比較器比較第一電壓v1和電壓比較器內(nèi)置參考電壓vref，參考圖3；當(dāng)?shù)谝浑妷簐1不低于電壓比較器內(nèi)置參考電壓vref時，電壓比較器的k腳和a腳導(dǎo)通，當(dāng)?shù)谝浑妷簐1低于電壓比較器內(nèi)置參考電壓vref時，電壓比較器的k腳和a腳不導(dǎo)通，輸入電壓vin的動作閾值vin_threshold為當(dāng)?shù)谝浑妷簐1與電壓比較器內(nèi)置參考電壓vref相等時計算得出的電壓值，即vin_threshold＝vref×(r1+r2)/r2。優(yōu)選的，可以將電壓比較器內(nèi)置參考電壓vref設(shè)置為2.5v，則

vin_threshold＝2.5×(r1+r2)/r2

相應(yīng)的，當(dāng)輸入電壓vin不低于輸入電壓的動作閾值vin_threshold時，第一電壓v1不低于電壓比較器內(nèi)置參考電壓vref，此時電壓比較器的k腳和a腳導(dǎo)通，使得電流流過光耦u1內(nèi)的發(fā)光二極管，光耦u1輸出端的兩個引腳導(dǎo)通，輸出電壓vo輸出低電平；當(dāng)輸入電壓vin低于輸入電壓的動作閾值vin_threshold時，第一電壓v1低于電壓比較器內(nèi)置參考電壓vref，此時電壓比較器的k腳和a腳不導(dǎo)通，使得光耦u1內(nèi)的發(fā)光二極管關(guān)閉，光耦u1輸出端的兩個引腳斷開，輸出電壓vo輸出高電平。

本實施例，通過電壓比較器設(shè)定輸入電壓的動作閾值及控制光耦的通斷，使得在輸入電壓的動作閾值附近，光耦處于放大狀態(tài)的時間縮短，開關(guān)速度更快，實現(xiàn)了輸入電壓的動作閾值的精確設(shè)置，避免了輸入電壓的動作閾值受光耦特性的影響。

圖3是根據(jù)一示例性實施例示出的一種隔離型數(shù)字輸入電路的框圖。參照圖3，在圖2所示基礎(chǔ)上，電壓比較器可以是可控精密穩(wěn)壓源tl431，圖4是根據(jù)一示例性實施例示出的電壓比較器(可控精密穩(wěn)壓源tl431)的框圖。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本公開的優(yōu)選實施方式，但是，本公開并不限于上述實施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本公開的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本公開的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本公開的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，例如，為了避免不必要的重復(fù)，本公開對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本公開的各種不同的實施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本公開的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本公開所公開的內(nèi)容。