[实用新型]一种输出控制电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高可靠性输出控制电路，属于自动控制技术领域，特别是用于微控制器的输出接口。

背景技术

在基于微控制器实现的自动控制系统中，常常用微控制器的某一输出接口的电平“高”、“低”来控制外电路的接通和断开。在使用中为提高带负载能力和抗干扰能力，一般用光电耦合器和功率放大电路驱动继电器、接触器或无触点开关控制外部电路，如大功率电动机、负荷开关等，以实现工业生产、变配电等领域的计算机控制。由于输出接口电平的“高”、“低”是有微控制器执行相应的指令实现的，而指令都用二进制的编码表示，从形式上和一般的数据完全没有区别。如果微控制器受到干扰后程序“跑飞”而误将一些数据及其组合当成指令执行，就有可能产生错误的开关工作。虽然采用光电耦合器可以隔离大部分干扰，保证系统工作的可靠性，但仅仅利用光电耦合器并不能完全避免因干扰而产生的误动作。而在一些特定场合下误动作引起的后果是非常严重的，因此必须采取有效措施进一步提高系统工作的可靠性，降低因干扰而引起误动作的概率。

发明内容

为克服现有电路工作方式的不足，本实用新型的发明目的在于提供一种高可靠性的输出控制电路，通过目前广泛使用的光电耦合器，改变微控制器的控制方法，来实现提高其可靠性的目的。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：微控制器两个输出接口之一与光电耦合器的发光二极管负极相连，微控制器另一输出接口经限流电阻器与光电耦合器的发光二极管正极相连；光电耦合器与大功率三极管相连；大功率三极管与用于驱动外电路的输出继电器相连。

所述微控制器为单片机或可编辑逻辑器件或SOC芯片。

所述继电器为机械继电器或固态继电器。

所述限流电阻器为一般电阻器。

所述光电耦合器为任何一种光电耦合器芯片，光电耦合器的三极管驱动外部的大功率三极管。

外部的大功率三极管与继电器连接，继电器用于驱动外电路。

微控制器的两个输出接口分别与光电耦合器发光二极管的“正”、“负”极连接，是本实用新型的核心部分，只有当这两个输出接口中与光电耦合器发光二极管正极连接的输出为高电平，而与光电耦合器发光二极管负极连接的输出为低电平时光电耦合器的发光二极管才会导通，与光电耦合器连接的功率放大电路产生输出，使继电器、接触器吸合。由于两个输出接口电平的高、低排列共有4种组合——“高高”、“高低”、“低高”、“低低”，只有其中的一种组合才满足上述条件，使功率放大电路产生输出，因此相对于传统的电路只有一种输出组合而言，在相同条件下本实用新型电路因干扰而产生误动作的可能性仅为传统电路的四分之一，即可靠性提高为原传统电路的四倍。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

图1是本实用新型的电路结构方框简图。

图2是本实用新型的电路图。

具体实施方式

图1中，微控制器1的两个输出引脚之一与限流电阻器2连接，另一个输出引脚与光电耦合器3的发光二极管负极连接，限流电阻器2的另一端与光电耦合器3发光二极管正极连接，光电耦合器3与大功率三极管4连接，输出继电器5与大功率三极管4连接。

微控制器1的两根输出接口分别与光电耦合器3发光二极管的“正极”和“负极”连接，光电耦合器3的三极管再驱动大功率三极管4，大功率三极管4驱动继电器5。为保证光电耦合器3和微控制器1输出接口正常工作，微控制器1的输出接口与光电耦合器3的发光二极管之间连接有限流电阻器2。在工作中，如果需要使外部电路接通，则微控制器1应执行指令分别使与光电耦合器3的发光二极管正极连接的输出接口输出高电平，而使与光电耦合器3的发光二极管负极连接的输出接口输出低电平；当需要外部电路断开时，微控制器1应执行指令分别使与光电耦合器3的发光二极管正极连接的输出接口输出低电平，而使与光电耦合器3的发光二极管负极连接的输出接口输出高电平。光电耦合器3的三极管根据其发光二极管的导通与否控制大功率三极管4，并进一步控制继电器5、接触器等的动作，完成控制功能。

图2中，微控制器1采用型号为STC89C51单片机，这是一种8位带开关量输入/输出接口的单片机，可以有效地简化系统结构、降低成本，在具体实施中可以采用任何一种微控制器或微处理器，微控制器1的P1.0与限流电阻器2连接，限流电阻器2的另一端与光电耦合器2发光二极管的正极连接，微控制器1的P1.1与光电耦合器3发光二极管的负极连接；光电耦合器3采用TP521，也可以使用其它型号，限流电阻器2的种类和阻值可根据具体元件选择，其主要功能是限制过大电流流过微控制器的输出引脚，以避免其受损。光电耦合器3三极管的发射极与大功率三极管4的基极连接，光电耦合器3三极管的集电极与大功率三极管4的集电极连接，大功率三极管4这里采用9013，也可以使用其它型号，其主要功能是进行功率放大，以驱动继电器5，继电器5的线圈一端与大功率三极管4的集电极连接，继电器5线圈的另一端与电源正极连接，继电器5可根据需要采用相应规格，也可以使用固态继电器，继电器5的输出触点用于控制外部电路。工作时如需使继电器5触点闭合，需要微控制器1执行指令将P1.0输出高电平，同时使微控制器1的P1.1输出低电平。当需要使继电器5触点断开时，微控制器1执行指令使P1.0为位低电平，P1.1为高电平。