[发明专利]一种模拟量电流输出系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动化及仪器仪表领域，特别涉及一种模拟量电流输出系统及方法。

背景技术

现有技术中通过模拟量电流输出模块输出4-20mA的电流来实现对生产现场及公用工程的执行机构的驱动控制，而一般模拟量电流输出模块的供电电压为24V，包括电压电流转换模块，如图1所示为现有技术中电压电流转换模块的结构示意图，其中RL为执行机构的输入阻抗即电压电流转换模块的负载阻抗，而电压电流转换模块包括运算放大器A、转换电阻Rf、电压调整管M，其中，转换电阻采集回路上的电流负反馈给运算放大器，使得输出电流与转换电阻成线性关系。

目前，工业现场执行机构各异，其阻抗各有不同，在由输出电流对执行机构进行驱动控制过程中，当执行机构的输入阻抗与输出电流的乘积较小时，会导致模拟量电流输出模块内部的压降较大，以至于大量的功率消耗在模拟量电流输出模块内部，尤其是消耗在电压调整管上，如此不仅造成大量电能的浪费，而且使得模拟量电流输出模块的内部温度大幅度升高，大大缩短电子元器件寿命，使模块容易产生各种故障，降低了设备的可靠性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种模拟量电流输出系统及方法，用以解决现有技术中由于被驱动控制的执行机构输入阻抗与输出电流乘积较小，造成大量电能消耗，同时使得设备内部温度升高降低设备可靠性的技术问题。

本发明提供了一种模拟量电流输出系统，包括可调电压输出模块、反馈电压输出模块及电压电流转换模块，其中：

所示反馈电压输出模块，用于获取所述电压电流转换模块的电压调整管两端的当前电压，并依据所述当前电压生成反馈电压；

所述可调电压输出模块，设置于供电电压及所述电压电流转换模块之间，用于接收所述反馈电压输出模块发送的反馈电压，依据所述反馈电压调节所述可调电压输出模块的输出电压，使得所述电压调整管的当前电压处于预定范围内；

所述电压电流转换模块，用于输出电流对执行机构进行驱动控制。

上述系统，优选地，所述反馈电压输出模块包括反馈电阻和光耦，其中：

所述反馈电阻与所述光耦串联连接后，与所述电压调整管并联连接，用于获取所述电压调整管两端的当前电压，并依据所述当前电压生成反馈电压。

上述系统，优选地，所述电压调整管包括MOS管。

上述系统，优选地，所述预定范围为大于1V且小于2.4V。

上述系统，优选地，所述电压电流转换模块的转换电阻为精密电阻。

本发明还提供了一种模拟量电流输出方法，用于上述系统，所述方法包括：

获取电压电流转换模块的电压调整管两端的当前电压；

依据所述当前电压生成反馈电压；

依据所述反馈电压获取输出电压，使得所述电压调整管两端的当前电压处于预定范围内；

输出电流对执行机构进行驱动控制。

上述方法，优选地，所述获取电压调整管两端的当前电压包括：

将反馈电阻与光耦串联后与所述电压调整管并联；

获取所述反馈电阻与光耦串联后与所述电压调整管并联后两端的当前电压，并依据所述当前电压获取反馈电压。

上述方法，优选地，所述当前电压依据第一正向函数或第一反向函数生成与所述当前电压相对应的反馈电压。

上述方法，优选地，所述反馈电压依据第二正向函数关系或第二反向函数生成与所述反馈电压相对应的输出电压。

由上述可知，通过本发明提供的一种模拟量电流输出系统在保证电流输出对执行机构进行驱动控制的同时将可能消耗大量电能的电压调整管两端的当前电压作为获取反馈电压的依据，并依据所述反馈电压调整所述可调电压输出模块的输出电压，使得电压调整管的当前电压处于预定范围内，避免因执行机构的输入阻抗与输出电流的乘积过小使得电压调整管消耗大量电能的情况，同时有效避免了电子设备内部的温度急剧增长，提高了电子元器件的寿命及电子设备的可靠性。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中电压电流输出模块的结构示意图；

图2为本发明提供的一种模拟量电流输出系统实施例一的结构示意图；