用于SIS系统中安全继电器的可变模拟阻抗输入电路和DO卡件的制作方法

用于sis系统中安全继电器的可变模拟阻抗输入电路和do卡件
技术领域
1.本实用新型实施例涉及可变阻抗技术，尤其涉及一种用于sis系统中安全继电器的可变模拟阻抗输入电路和do卡件。


背景技术：

2.阻抗匹配在现代电子技术，如sis（safety instrumentation system，安全仪表系统）系统的安全继电器中有着重要的应用，若安全继电器与系统卡件之间阻抗不匹配，将会给工业现场人员的调试检修带来极大的困扰和麻烦。
3.纵使安全继电器具备了模拟输入阻抗的特性，又由于现场卡件种类繁多，导致安全继电器还是无法与系统卡件进行阻抗匹配。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种适用于sis系统中安全继电器的可变模拟阻抗输入电路和do卡件，以使得可变模拟阻抗输入电路能够调节输入阻抗，方便与其它系统形成阻抗匹配。
5.第一方面，本实用新型实施例提供了一种可变模拟阻抗输入电路，所述可变模拟阻抗输入电路包括：第一输入端、第二输入端、可变电阻模块、整流模块和emc滤波模块；
6.所述可变电阻模块的第一端与所述第一输入端电连接，所述可变电阻模块的第二端与所述第二输入端电连接，所述可变电阻模块用于调节其接入所述第一输入端与所述第二输入端之间部分的阻抗值；
7.所述整流模块的第一端及第二端与所述可变电阻模块电连接，所述整流模块的第三端及第四端与所述emc滤波模块电连接，所述整流模块用于抑制所述emc滤波模块的容性负载；
8.所述emc滤波模块用于去除emc干扰。
9.可选地，所述可变电阻模块包括n位拨码开关和与所述n位拨码开关对应的n个第一调节电阻；第i个第一调节电阻连接于所述n位拨码开关第i位开关的第一端与所述可变电阻模块的第一端之间，所述n位拨码开关第i位开关的第二端与所述可变电阻模块的第二端电连接；其中，n为大于或等于1的整数，i小于或等于n。
10.可选地，所述可变电阻模块包括电位器，所述电位器连接于所述可变电阻模块的第一端与所述可变电阻模块的第二端之间。
11.可选地，所述可变电阻模块还包括：第一防短路电阻，所述第一防短路电阻连接于所述电位器与所述可变电阻模块的第一端之间；
12.和/或，第二防短路电阻，所述第二防短路电阻连接于所述电位器与所述可变电阻模块的第二端之间。
13.可选地，所述可变电阻模块包括n个程控开关和与所述n个程控开关对应的n个第二调节电阻；第i个程控开关用于控制第i个第二调节电阻是否接入所述可变电阻模块的第
一端与所述可变电阻模块的第二端之间；其中，n为大于或等于1的整数，i小于或等于n。
14.可选地，所述整流模块为整流桥或二极管桥堆。
15.可选地，所述emc滤波模块包括第一电容、第二电容和共模电感，所述第一电容连接于所述整流模块的第三端与所述整流模块的第四端之间，所述共模电感包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈的第一端与所述第一电容的第一端电连接，所述第一线圈的第二端与所述第二电容的第一端电连接，所述第一电容的第二端与所述第二线圈的第一端电连接，所述第二线圈的第二端与所述第二电容的第二端电连接。
16.可选地，所述可变模拟阻抗输入电路还包括过压过流保护模块，所述过压过流保护模块连接于所述可变电阻模块与所述第一输入端及所述第二输入端之间，用于对所述可变电阻模块进行过压过流保护。
17.可选地，所述过压过流保护模块包括：限流电阻、保险丝、压敏电阻和瞬态抑制二极管；
18.所述限流电阻的第一端与所述第一输入端电连接，所述限流电阻的第二端与所述保险丝的第一端电连接，所述保险丝的第二端与所述可变电阻模块的第一端电连接；
19.所述压敏电阻连接于所述限流电阻的第二端与所述第二输入端之间，所述瞬态二极管连接于所述保险丝的第二端与所述第二输入端之间。
20.第二方面，本实用新型实施例还提供了一种do卡件，包括do卡件本体和第一方面所述的可变模拟阻抗输入电路，所述可变模拟阻抗输入电路的第一输入端及第二输入端与所述do卡件本体电连接。
21.本实用新型实施例的技术方案，采用的可变模拟阻抗输入电路包括：第一输入端、第二输入端、可变电阻模块、整流模块和emc滤波模块；可变电阻模块的第一端与第一输入端电连接，可变电阻模块的第二端与第二输入端电连接，可变电阻模块用于调节其接入第一输入端与第二输入端之间部分的阻抗值；整流模块的第一端及第二端与可变电阻模块电连接，整流模块的第三端及第四端与emc滤波模块电连接，整流模块用于抑制emc滤波模块的容性负载；emc滤波模块用于滤除emc干扰。可通过调节可变电阻模块的电阻值，从而改变需要调节阻抗匹配的器件的输入阻抗，进而使得该器件能够与其它系统灵活的进行阻抗匹配，适应性更强。通过设置emc滤波模块，可以滤除来自第一输入端in 与第二输入端in
‑
之间的干扰噪声以及浪涌，同时抑制可变模拟阻抗输入电路自身对外的干扰噪声；通过在emc滤波模块与可变电阻模块之间设置整流模块，可以将emc滤波模块上的电压与第一输入端及第二输入端之间的电压隔断，防止emc滤波模块上的电压对可变模拟阻抗输入电路的第一输入端与第二输入端之间的电压产生干扰。
附图说明
22.图1为本实用新型实施例提供的一种可变模拟阻抗输入电路的电路结构示意图；
23.图2为本实用新型实施例提供的又一种可变模拟阻抗输入电路的电路结构示意图；
24.图3为本实用新型实施例提供的又一种可变模拟阻抗输入电路的电路结构示意图；
25.图4为本实用新型实施例提供的又一种可变模拟阻抗输入电路的电路结构示意
图。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
27.图1为本实用新型实施例提供的一种可变模拟阻抗输入电路的电路结构示意图，参考图1，可变模拟阻抗输入电路包括：第一输入端in 、第二输入端in
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、可变电阻模块1、整流模块2和emc滤波模块3；还包括第一输出端out 和第二输出端out
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，第一输出端out 和第二输出端out
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用于连接后端电路；可变电阻模块1的第一端与第一输入端in 电连接，可变电阻模块1的第二端与第二输入端in
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电连接，可变电阻模块1用于调节其接入第一输入端in 和第二输入端in
‑
之间部分的阻抗值；整流模块2的第一端及第二端与可变电阻模块1电连接，整流模块2的第三端及第四端与emc滤波模块3电连接，整流模块2用于抑制emc滤波模块3的容性负载；emc滤波模块3用于滤除ecm干扰。
28.具体地，可变模拟阻抗输入电路可用于接入任何需要调节阻抗匹配的器件（如sis系统的do卡件）中，其第一输入端in 和第二输入端in
‑
用于与需要调节阻抗匹配的器件电连接，在可变模拟阻抗输入电路与需要调节阻抗匹配的器件连接之后，可通过调节可变电阻模块1的电阻值，从而改变需要调节阻抗匹配的器件的输入阻抗，进而使得该器件能够与其它系统灵活的进行阻抗匹配，适应性更强。另外，通过设置emc滤波模块3，可以滤除来自第一输入端in 与第二输入端in
‑
之间的干扰噪声以及浪涌，同时抑制可变模拟阻抗输入电路自身对外的干扰噪声；通过在emc滤波模块3与可变电阻模块1之间设置整流模块2，可以将emc滤波模块3上的电压与第一输入端in 及第二输入端in
‑
之间的电压隔断，抑制emc滤波模块3以及后端电路的容性负载，防止emc滤波模块3上的电压对可变模拟阻抗输入电路的第一输入端in 与第二输入端in
‑
之间的电压产生干扰。
29.本实施例的技术方案，采用的可变模拟阻抗输入电路包括：第一输入端、第二输入端、可变电阻模块1、整流模块2和emc滤波模块3；可变电阻模块1的第一端与第一输入端电连接，可变电阻模块1的第二端与第二输入端电连接，可变电阻模块1用于调节其接入第一输入端与第二输入端之间部分的阻抗值；整流模块2的第一端及第二端与可变电阻模块1电连接，整流模块2的第三端及第四端与emc滤波模块3电连接，整流模块2用于抑制emc滤波模块3的容性负载；emc滤波模块3用于滤除emc干扰。可通过调节可变电阻模块1的电阻值，从而改变需要调节阻抗匹配器件的输入阻抗，进而使得该器件能够与其它系统灵活的进行阻抗匹配，适应性更强。通过设置emc滤波模块3，可以滤除来自第一输入端in 与第二输入端in
‑
之间的干扰噪声以及浪涌，同时抑制可变模拟阻抗输入电路自身对外的干扰噪声；通过在emc滤波模块3与可变电阻模块1之间设置整流模块2，可以将emc滤波模块3上的电压与第一输入端及第二输入端之间的电压隔断，防止emc滤波模块3上的电压对可变模拟阻抗输入电路的第一输入端与第二输入端之间的电压产生干扰。
30.可选地，图2为本实用新型实施例提供的又一种可变模拟阻抗输入电路的电路结构示意图，参考图2，可变电阻模块1包括n位拨码开关11和与n位拨码开关11对应的n个第一调节电阻；第i个第一调节电阻连接于n位拨码开关11第i位开关的第一端与可变电阻模块1
的第一端之间，n位拨码开关11的第i位开关的第二端与可变电阻模块1的第二端电连接；其中，n为大于或等于1的整数，i小于或等于n。
31.具体地，n位拨码开关11中包含n个开关，也即从第1位开关到第n位开关，每位开关均对应一个第一调节电阻，本实施例中以n等于3为例，也即n位拨码开关11为3位拨码开关，第1位拨码开关对应第一个第一调节电阻121，第2位拨码开关对应第二个第一调节电阻122，第3位拨码开关对应第三个第一调节电阻123，通过调节3位拨码开关中各个开关的开关状态，从而改变连接入第一输入端in 与第二输入端in
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之间的第一调节电阻的数量，也即调节可变电阻模块1接入第一输入端in 与第二输入端in
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之间部分的阻抗值；本实施例通过设置n位拨码开关与n个第一调节电阻，可简单方便地对可变电阻模块1的阻值进行调节，进而调节可变模拟阻抗输入电路的输入阻抗。需要说明的是，在其它一些实施方式中，n也可以是其它值。拨码开关也可以是旋码开关等。
32.可选地，图3为本实用新型实施例提供的又一种可变模拟阻抗输入电路的电路结构示意图，参考图3，可变电阻模块1包括电位器131，电位器131连接于可变电阻模块1的第一端与可变电阻模块1的第二端之间。
33.具体地，本实施例中可通过改变电位器131的有效阻值，进而改变可变电阻模块1的阻值，调节可变模拟阻抗输入电路的输入阻抗，电位器131可以连续地改变阻值，进而可进一步扩大可变电阻模块1接入第一输入端in 与第二输入端in
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之间部分阻值的范围，从而使得可变模拟阻抗输入电路的输入阻抗的调节范围更大，进一步扩大可变模拟阻抗输入电路的适用范围。优选地，电位器131上可标出刻度值，使得人机交互更为方便。
34.可选地，继续参考图3，可变电阻模块1还包括：第一防短路电阻132，第一防短路电阻132连接于电位器131与可变电阻模块1的第一端之间；和/或，第二防短路电阻133，第二防短路电阻133连接于电位器131与可变电阻模块1的第二端之间。
35.具体地，电位器131由于可能调节到有效电阻为零的状态，此时电位器131将会使得第一输入端in 和第二输入端in
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之间短路，进而损坏可变模拟阻抗输入电路或者与可变模拟阻抗输入电路电连接的器件；通过设置第一防短路电阻132和第二防短路电阻133中的至少一个，第一防短路电阻132和第二防短路电阻133的电阻值均不为零，可以避免可变电阻模块1的有效阻值为零的情况，进而提高可变模拟阻抗输入电路的安全性。
36.可选地，图4为本实用新型实施例提供的又一种可变模拟阻抗输入电路的电路结构示意图，参考图4，可变电阻模块1包括n个程控开关和与n个程控开关对应的n个第二调节电阻；第i个程控开关用于控制第i个第二调节电阻是否接入可变电阻模块1的第一端与可变电阻模块1的第二端之间；其中，n为大于或等于1的整数，i小于或等于n。
37.示例性地，本实施例中以包括2个程控开关和对应的两个第二调节电阻为例，即第一个程控开关141、第二个程控开关142、第一个第二调节电阻151和第二个第二调节电阻152为例；程控开关可以是继电器的触点，将继电器的触点与对应的第二调节电阻串联后连接在可变电阻模块1的第一端与可变电阻模块1的第二端之间，继电器的线圈可以设置在后台，通过控制继电器的线圈是否得电，来控制对应的第二调节电阻是否接入可变模拟阻抗输入电路的第一输入端与第二输入端之间；或者程控开关还可以是晶体管，例如可以是第二调节电阻的第一端与可变电阻模块1的第一端电连接，晶体管的源极与对应的第二调节电阻的第二端电连接，晶体管的漏极与可变电阻模块1的第二端电连接，晶体管的控制端接
入控制信号，可远程控制晶体管的控制端是否加载导通信号，进而控制晶体管是否导通，也即远程控制对应的第二调节电阻是否可变模拟阻抗输入电路的第一输入端与第二输入端之间；也即本实施例可通过远程控制来调节可变电阻模块1接入第一输入端与第二输入端之间的阻值，不需要进行现场操控，安全性更高。当然，在其它一些实施方式中，程控开关还可以是其它形式。
38.可选地，参考图2至图4，整流模块2为整流桥或二极管桥堆。
39.具体地，整流桥或二极管桥堆均具有结构简单，成本低廉等优势，通过设置整流模块2为整流桥或二极管桥堆，既能够有效抑制emc滤波模块3以及后端电路等容性负载对输入阻抗的影响，又可降低可变模拟阻抗输入电路的成本，并且还可实现极性转换。
40.可选地，继续参考图2至图4，emc滤波模块3包括第一电容31、第二电容33和共模电感32，第一电容31连接于整流模块2的第三端与整流模块2的第四端之间，共模电感32包括第一线圈l1和第二线圈l2，第一线圈l1的第一端与第一电容31的第一端电连接，第一线圈l1的第二端与第二电容33的第一端电连接，第一电容31的第二端与第二线圈l2的第一端电连接，第二线圈l2的第二端与第二电容33的第二端电连接。
41.具体地，第一电容31、共模电感32和第二电容33组成π型滤波电路，π型滤波电路结构简单，可以有效地滤除emc干扰信号，保证可变模拟阻抗输入电路工作的稳定性。第二电容33的第一端可作为可变模拟阻抗输入电路的第一输出端out ，第二电容33的第二端可作为可变模拟阻抗输入电路的第二输出端out
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。
42.可选地，继续参考图2至图4，可变模拟阻抗输入电路还包括过压过流保护模块4，过压过流保护模块4连接于可变电阻模块1与第一输入端in 及第二输入端in
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之间，用于对可变电阻模块1进行过压过流保护。
43.具体地，过压过流保护模块4可防止电压或电流过大时可变电阻模块1被烧坏，也即可进一步保证可变模拟阻抗输入电路工作的稳定性，延长可变模拟阻抗输入电路的使用寿命。
44.示例性地，继续参考图2至图4，过压过流保护模块包括：限流电阻41、保险丝42、压敏电阻43和瞬态抑制二极管44；限流电阻41的第一端与第一输入端in 电连接，限流电阻41的第二端与保险丝42的第一端电连接，保险丝42的第二端与可变电阻模块1的第一端电连接；压敏电阻43连接于限流电阻41的第二端与第二输入端in
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之间，瞬态抑制二极管44连接于保险丝42的第二端与第二输入端in
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之间。
45.具体地，限流电阻41与保险丝42形成串联结构，当回路中电流过大时，保险丝42断开，从而对可变模拟阻抗输入电路进行电流保护；压敏电阻43和瞬态抑制二极管44并联在第一输入端in 与第二输入端in
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之间，当过电压出现在压敏电阻43两端时，压敏电阻能够将电压限制在一个固定的值，且瞬态抑制二极管44能够将其两端的瞬态高能量吸收，使其两极之间的电压箝位于一个预定值，从而对可变模拟阻抗输入电路进行过压保护。
46.在本实施例中，可变模拟阻抗输入电路均采用分立器件形成，各个分立器件的选型、采购以及生产等均较为容易，可靠性较高。
47.本实用新型实施例还提供了一种do卡件，可变阻抗器件包括do卡件本体和本实用新型任意实施例提供的可变模拟阻抗输入电路，可变模拟阻抗输入电路的第一输入端及第二输入端与do卡件本体电连接。因其包括本实用新型任意实施例提供的可变模拟阻抗输入
电路，因而也具有相同的有益效果，在此不再赘述。
48.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。