一種pnp、npn負載轉(zhuǎn)換電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種PNP、NPN負載轉(zhuǎn)換電路，包括傳感器，傳感器連接有一檢測轉(zhuǎn)換電路；檢測轉(zhuǎn)換電路內(nèi)包含有程序控制電路、電源電路、1功能模塊和2功能模塊；1功能模塊與2功能模塊相同，且1功能模塊包括輸出驅(qū)動電路、負載狀態(tài)監(jiān)測電路和負載接法檢測電路；程序控制電路內(nèi)設(shè)有控制芯片。本發(fā)明可集成在傳感器內(nèi)部，滿足產(chǎn)品、設(shè)備微型化的發(fā)展需要；也可做成附件形式安裝在現(xiàn)有傳感器的外部，以滿足現(xiàn)有傳感器的使用要求，且本裝置可自動調(diào)整接線以適應(yīng)NPN型或PNP型的負載，不僅能對PLC輸入進行自動調(diào)整，還能對電阻性、電感性負載直接驅(qū)動，解決了人們在使用PNP(或者NPN)傳感器時還需要附加外置繼電器的麻煩，提高了PNP和NPN傳感器的通用性。
【專利說明】一種PNP、NPN負載轉(zhuǎn)換電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及三線制接近開關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種PNP、NPN負載轉(zhuǎn)換電路?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在電子控制、PLC控制和傳感器控制領(lǐng)域，經(jīng)常遇到PNP、NPN型接近開關(guān)結(jié)構(gòu)，也即PNP與NPN型傳感器，PNP與NPN型傳感器其實就是利用三極管的飽和和截止，輸出兩種狀態(tài)的電平，因此PNP與NPN型傳感器屬于開關(guān)型傳感器，但PNP型傳感器和NPN型傳感器輸出信號是截然相反的，PNP型傳感器輸出高電平1，NPN型傳感器輸出低電平O。兩者的接線不能通用，在接線過程中如果出現(xiàn)接線失誤將會造成的一定的損失，輕者要重新拆卸、安裝相關(guān)設(shè)備，重者往往是損壞機器，影響生產(chǎn)工作的有序進行。為了保證接線正確，往往接線完畢，還要重復(fù)檢查，浪費了大量工作時間，降低了工作效率。
[0003]當(dāng)遇到需要PNP (或者NPN)傳感器，而倉庫只有NPN(或者PNP)傳感器的情況下，一般還要在后續(xù)電路中增加一個繼電器進行二次轉(zhuǎn)換。但是繼電器占用空間，不適用于狹小安裝空間條件下使用。
[0004]申請?zhí)枮閆L201310525668.3的中國專利公開了一種NPN/PNP開關(guān)量信號轉(zhuǎn)換器，它由NPN電流信號轉(zhuǎn)PNP電壓信號電路、PNP電流信號轉(zhuǎn)NPN電壓信號電路、輸入信號通道選擇電路和輸出信號通道選擇電路組成，能將NPN/PNP電平信號轉(zhuǎn)換成PNP/NPN電平信號，但是其仍然采用了外加繼電器的方式信號進行轉(zhuǎn)化，且其只適用于對PLC的輸入信號進行轉(zhuǎn)換，應(yīng)用范圍較為狹窄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種PNP、NPN負載轉(zhuǎn)換電路。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0007]—種PNP、NPN負載轉(zhuǎn)換電路，包括傳感器，所述傳感器連接有一檢測轉(zhuǎn)換電路；所述檢測轉(zhuǎn)換電路內(nèi)包含有程序控制電路、電源電路、I功能模塊和2功能模塊，檢測轉(zhuǎn)換電路可內(nèi)置于傳感器內(nèi)，以便縮小裝置整體所占空間，檢測轉(zhuǎn)換電路可利用程序控制電路檢測所接傳感器是NPN型還是PNP型，然后通過I功能模塊和2功能模塊檢測負載類型，根據(jù)負載的類型自動變換傳感器為NPN型輸出或為PNP型輸出；所述I功能模塊與2功能模塊相同，且I功能模塊包括控制NPN型電平信號或PNP型電平信號輸出的輸出驅(qū)動電路、監(jiān)測負載是否短路的負載狀態(tài)監(jiān)測電路和用于檢測負載接線類型的負載接法檢測電路；所述程序控制電路內(nèi)設(shè)有控制芯片，控制芯片根據(jù)各監(jiān)測電路和檢測電路的信號控制各檢測電路或監(jiān)測電路的開閉。
[0008]所述輸出驅(qū)動電路包括NPN模式連通電路和PNP模式連通電路；所述NPN模式連通電路的中部設(shè)有一號單向二極管和一號驅(qū)動電阻；所述PNP模式連通電路的中部設(shè)有二號單向二極管和二號驅(qū)動電阻；NPN模式連通電路、PNP模式連通電路的右側(cè)分別對應(yīng)連接有NPN型三極管、PNP型三極管，NPN模式連通電路和PNP模式連通電路的右端共同連接有取樣電阻；所述取樣電阻的右端設(shè)有用于連接負載或受控設(shè)備的一號接線端；
[0009]所述負載接入后，若控制芯片檢測到取樣電阻的一號接線端為高電平，可以判斷負載為NPN接法，故程序自動進入NPN控制段，一號單向二極管左側(cè)設(shè)有的一號左端口驅(qū)動激活，二號單向二極管左側(cè)設(shè)有的二號左端口驅(qū)動則停止，當(dāng)傳感器給控制信號時，一號左端口接受信號，則NPN型三極管動作，因此負載與電源負極連通，負載動作，完成NPN功能，也即使傳感器變?yōu)镹PN型傳感器；
[0010]所述負載接入后，若控制芯片檢測到取樣電阻的一號接線端為低電平，可以判斷負載為PNP接法，故程序自動進入PNP控制段，二號左端口驅(qū)動激活，一號左端口驅(qū)動則停止，當(dāng)傳感器給控制信號時，二號左端口接受信號，則PNP型三極管動作，因此負載由電源正極供電，負載動作，完成PNP功能，也即使傳感器變?yōu)镻NP型傳感器；
[0011]當(dāng)一號左端口開通，一號單向二極管呈開狀態(tài)，二號單向二極管呈閉狀態(tài)；當(dāng)二號左端口開通，二號單向二極管呈開狀態(tài)，一號單向二極管呈閉狀態(tài)；傳感器的信號將通過開狀態(tài)的一號單向二極管或二號單向二極管傳導(dǎo)至NPN型三極管或PNP型三極管，然后傳給一號接線端處的負載或受控設(shè)備。
[0012]所述負載狀態(tài)監(jiān)測電路用于監(jiān)測負載或受控設(shè)備是否出現(xiàn)短路等狀況，負載狀態(tài)監(jiān)測電路包括一號比較器和二號比較器；所述一號比較器的負端設(shè)有一號電阻；所述二號比較器的負端設(shè)有二號電阻；所述負載狀態(tài)監(jiān)測電路是個典型的窗口比較電路，當(dāng)負載短路時，取樣電阻上出現(xiàn)的電壓差不在程序設(shè)定范圍內(nèi)，則自動關(guān)閉輸出驅(qū)動電路，直到短路解除。
[0013]所述負載接法檢測電路由三號單向二極管、一號分壓電阻、二號分壓電阻和濾波裝置組成；所述一號分壓電阻、二號分壓電阻共同起分壓作用；所述濾波裝置由電容器構(gòu)成。
[0014]所述取樣電阻的輸出端與一號比較器的負端上的一號電阻、二號比較器的負端上的二號電阻、三號單向二極管并聯(lián)，取樣電阻的輸入端與一號比較器的正端、二號比較器的正端、NPN模式連通電路和PNP模式連通電路的右端并聯(lián)；所述控制芯片有四個輸出端口與I功能模塊直接相連，另有四個輸出端口與2功能模塊直接相連。
[0015]所述I功能模塊與2功能模塊輸出方式相反，I功能模塊可作PNP或NPN接法連通，2功能模塊也可作PNP或NPN接法連通，I功能模塊與2功能模塊可以的單獨使用，也可以組合使用，且組合使用時I功能模塊與2功能模塊一個為常開狀態(tài)，另一個為常閉狀態(tài)，以便滿足人們對常開繼電器、常閉繼電器的變換使用要求。
[0016]所述檢測轉(zhuǎn)換電路內(nèi)置于傳感器內(nèi)，與傳感器共同安裝，使用方便，有利于降低傳感器和檢測轉(zhuǎn)換電路整體所占空間。
[0017]所述檢測轉(zhuǎn)換電路位于傳感器外部的裝置內(nèi)，用于滿足現(xiàn)有的無內(nèi)置轉(zhuǎn)換電路的傳感器的使用要求，使用者可根據(jù)需要隨時在傳感器上另外安裝一個外置的檢測轉(zhuǎn)換電路。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明可以采用集成在傳感器內(nèi)部的方式，采用柔性PCB，可以卷繞、折疊安裝在傳感器內(nèi)部，不占用現(xiàn)場任何資源和空間，滿足了產(chǎn)品、設(shè)備微型化的發(fā)展需要；也可以做成附件形式安裝在現(xiàn)有傳感器的外部結(jié)構(gòu)上，以滿足現(xiàn)有傳感器的使用要求，降低本裝置的應(yīng)用門檻，且本裝置可自動調(diào)整接線以適應(yīng)NPN型或PNP型的負載，不僅能對PLC輸入進行自動調(diào)整，還能對電阻性、電感性負載直接驅(qū)動，能適應(yīng)更多不同的使用條件，具有廣泛的使用范圍，工作原理更智能化、人性化，解決了人們在使用PNP (或者NPN)傳感器時還需要附加外置繼電器的麻煩，提高了 PNP和NPN傳感器的通用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0020]圖1是本發(fā)明的內(nèi)部電路圖；
[0021 ] 圖2是本發(fā)明2功能模塊的輸出驅(qū)動電路；
[0022]圖3是本發(fā)明2功能模塊的負載狀態(tài)監(jiān)測電路；
[0023]圖4是本發(fā)明2功能模塊的負載接法檢測電路；
[0024]圖5是本發(fā)明功的輸出驅(qū)動的PNP模式連通電路的電路圖；
[0025]圖6是本發(fā)明功的輸出驅(qū)動的NPN模式連通電路的電路圖；
[0026]圖7是本發(fā)明功的程序控制電路圖。
【具體實施方式】
[0027]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。
[0028]如圖1、圖7所示，一種PNP、NPN負載轉(zhuǎn)換電路，包括傳感器，所述傳感器連接有一檢測轉(zhuǎn)換電路；所述檢測轉(zhuǎn)換電路內(nèi)包含有程序控制電路2、電源電路1、1功能模塊3a和2功能模塊3b，檢測轉(zhuǎn)換電路可內(nèi)置于傳感器內(nèi)，以便縮小裝置整體所占空間，檢測轉(zhuǎn)換電路可利用程序控制電路2檢測所接傳感器是NPN型還是PNP型，然后通過I功能模塊3a和2功能模塊3b檢測負載類型，根據(jù)負載的類型自動變換傳感器的信號輸出為NPN型電平信號或為PNP型電平信號；所述I功能模塊3a與2功能模塊3b相同，且I功能模塊3a包括控制NPN型電平信號輸出或PNP型電平信號輸出的輸出驅(qū)動電路4、用于監(jiān)測負載是否短路的負載狀態(tài)監(jiān)測電路5和用于檢測負載接線類型的負載接法檢測電路6 ;所述程序控制電路2內(nèi)設(shè)有控制芯片201，控制芯片201根據(jù)各監(jiān)測電路和檢測電路的信號控制各檢測電路或監(jiān)測電路的開閉。
[0029]如圖2、圖5、圖6所示，所述輸出驅(qū)動電路4包括NPN模式連通電路和PNP模式連通電路；所述NPN模式連通電路的中部設(shè)有一號單向二極管407和一號驅(qū)動電阻408 ;所述PNP模式連通電路的中部設(shè)有二號單向二極管401和二號驅(qū)動電阻402 ;所述NPN模式連通電路、PNP模式連通電路的右側(cè)分別對應(yīng)連接有NPN型三極管409、PNP型三極管403，NPN模式連通電路和PNP模式連通電路的右端共同連接有取樣電阻404 ;所述取樣電阻404的右端設(shè)有用于連接負載或受控設(shè)備的一號接線端a ；
[0030]所述負載接入后，若控制芯片201檢測到取樣電阻404的一號接線端a為高電平，可以判斷負載為NPN接法，故程序自動進入NPN控制段，一號單向二極管407左側(cè)設(shè)有的一號左端口 406驅(qū)動激活，二號單向二極管401左側(cè)設(shè)有的二號左端口 405驅(qū)動則停止，當(dāng)傳感器給控制信號時，一號左端口 406接受信號，則NPN型三極管409動作，因此負載與電源負極連通，負載動作，完成NPN功能，也即使傳感器變?yōu)镹PN型傳感器；[0031]所述負載接入后，若控制芯片201檢測到取樣電阻404的一號接線端a為低電平，可以判斷負載為PNP接法，故程序自動進入PNP控制段，二號左端口 405驅(qū)動激活，一號左端口 406驅(qū)動停止，當(dāng)傳感器發(fā)送控制信號時，二號左端口 405接受信號，則PNP型三極管403動作，因此負載由電源正極供電，負載動作，完成PNP功能，也即使傳感器變?yōu)镻NP型傳感器；
[0032]當(dāng)一號左端口 406開通，一號單向二極管407呈開狀態(tài)，二號單向二極管401呈閉狀態(tài)；當(dāng)二號左端口 405開通，二號單向二極管401呈開狀態(tài)，一號單向二極管407呈閉狀態(tài)；傳感器的信號將通過開狀態(tài)的一號單向二極管407或二號單向二極管401傳導(dǎo)至NPN型三極管409或PNP型三極管403，然后傳給一號接線端a處的負載或受控設(shè)備。
[0033]如圖3所示，所述負載狀態(tài)監(jiān)測電路5用于監(jiān)測負載或受控設(shè)備是否出現(xiàn)短路等狀況，負載狀態(tài)監(jiān)測電路5包括一號比較器503和二號比較器501 ;所述一號比較器503的負端設(shè)有一號電阻504 ;所述二號比較器501的負端設(shè)有二號電阻502 ;所述負載狀態(tài)監(jiān)測電路5是個典型的窗口比較電路，當(dāng)負載短路時，取樣電阻404上出現(xiàn)的電壓差不在程序設(shè)定范圍內(nèi)，則程序自動關(guān)閉輸出驅(qū)動電路4，直到短路解除。
[0034]如圖4所示，所述負載接法檢測電路6由三號單向二極管601、一號分壓電阻602、二號分壓電阻603和濾波裝置604組成；所述一號分壓電阻602、二號分壓電阻603共同起分壓作用；所述濾波裝置604由電容器構(gòu)成。
[0035]所述取樣電阻404的輸出端與一號比較器503的負端上的一號電阻504、二號比較器501的負端上的二號電阻502、三號單向二極管601并聯(lián),取樣電阻404的輸入端與一號比較器503的正端、二號比較器501的正端、NPN模式連通電路和PNP模式連通電路的右端并聯(lián)；所述控制芯片201有四個輸出端口與I功能模塊3a直接相連，另有四個輸出端口與2功能模塊3b直接相連。
[0036]所述I功能模塊3a與2功能模塊3b輸出方式相反，I功能模塊3a可作PNP或NPN接法連通，2功能模塊3b也可作PNP或NPN接法連通，I功能模塊3a與2功能模塊3b可以的單獨使用，也可以組合使用，且組合使用時I功能模塊3a與2功能模塊3b —個為常開狀態(tài)，另一個為常閉狀態(tài)，以便滿足人們對常開繼電器、常閉繼電器的變換使用要求。
[0037]所述檢測轉(zhuǎn)換電路內(nèi)置于傳感器內(nèi)，與傳感器共同安裝，使用方便，有利于降低傳感器和檢測轉(zhuǎn)換電路整體所占空間。
[0038]所述檢測轉(zhuǎn)換電路位于傳感器外部的裝置內(nèi)，用于滿足現(xiàn)有的無內(nèi)置轉(zhuǎn)換電路的傳感器的使用要求，使用者可根據(jù)需要隨時在傳感器上另外安裝一個外置的檢測轉(zhuǎn)換電路。
[0039]在初次使用時，控制器通電后，先初始化，以P麗(脈沖寬度調(diào)制)方式給負載供電，這種供電方式可確保負載不會動作，首先檢測負載接線電平，高電平為NPN接法，低電平則為PNP接法；如果負載未接或者斷開，則進入空載模式，按一定時間間隔掃描負載是否正常接入，直到負載正常接入；負載接上后，再次檢測負載接線端的電平，確定負載狀態(tài)后將自動記錄當(dāng)前的接法，并記憶到閃存標志中，以便使控制器快速進入相應(yīng)的工作狀態(tài)。
[0040]如果要解除當(dāng)前狀態(tài)，則2功能模塊3b上的一號接線端a 口和I功能模塊3a上與一號接線端a口對應(yīng)設(shè)置的二號接線端口在通電狀態(tài)下短接3秒以上時間可恢復(fù)初始狀態(tài)。[0041] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種PNP、NPN負載轉(zhuǎn)換電路，包括傳感器，其特征在于:所述傳感器連接有一檢測轉(zhuǎn)換電路；所述檢測轉(zhuǎn)換電路內(nèi)包含有程序控制電路、電源電路、I功能模塊和2功能模塊；所述I功能模塊與2功能模塊相同，且I功能模塊包括輸出驅(qū)動電路、負載狀態(tài)監(jiān)測電路和負載接法檢測電路；所述程序控制電路內(nèi)設(shè)有控制芯片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PNP、NPN負載轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:所述輸出驅(qū)動電路包括NPN模式連通電路和PNP模式連通電路；所述NPN模式連通電路的中部設(shè)有一號單向二極管和一號驅(qū)動電阻；所述PNP模式連通電路的中部設(shè)有二號單向二極管和二號驅(qū)動電阻；所述NPN模式連通電路、PNP模式連通電路的右側(cè)分別對應(yīng)連接有NPN型三極管、PNP型三極管，NPN模式連通電路和PNP模式連通電路的右端共同連接有取樣電阻；所述取樣電阻的右端設(shè)有一號接線端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PNP、NPN負載轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:所述負載狀態(tài)監(jiān)測電路包括一號比較器和二號比較器；所述一號比較器的負端設(shè)有一號電阻；所述二號比較器的負端設(shè)有二號電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PNP、NPN負載轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:所述負載接法檢測電路由三號單向二極管、一號分壓電阻、二號分壓電阻和濾波裝置組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PNP、NPN負載轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:所述取樣電阻的輸出端與一號比較器的負端上的一號電阻、二號比較器的負端上的二號電阻、三號單向二極管并聯(lián)，取樣電阻的輸入端與一號比較器的正端、二號比較器的正端、NPN模式連通電路和PNP模式連通電路的右端并聯(lián)；所述控制芯片有四個輸出端口與I功能模塊直接相連，另有四個輸出端口與2功能模塊直接相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PNP、NPN負載轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:所述I功能模塊與2功能模塊輸出方式相反，I功能模塊可作PNP或NPN接法連通，2功能模塊也可作PNP或NPN接法連通，且I功能模塊與2功能模塊一個為常開狀態(tài)，另一個為常閉狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PNP、NPN負載轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:所述檢測轉(zhuǎn)換電路內(nèi)置于傳感器內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PNP、NPN負載轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:所述檢測轉(zhuǎn)換電路位于傳感器外部的裝置內(nèi)。
【文檔編號】H03K19/0175GK103929171SQ201410198708
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】韋圣兵 申請人:蕪湖齊創(chuàng)自動化系統(tǒng)有限公司