内容:
工业IO卡的故事
—泛华测控应用工程师 金龙
摘要 工业中经常遇到的IO卡选择的问题,一般选择依据设备要求的输入类型:源极输入还是漏极输入来选择板卡的驱动方式:漏极输出和源极输出。本文从理论上推导实现了漏极输出驱动源极输入,并提供电路图,有一定的应用意义。
一、 概述 工业IO卡一般分为源、漏型输出。选型前,要确定设备的输入类型。尽量采用漏极输出驱动源级输入和源级输出驱动漏极输入的驱动方式。
二、 漏极与源级 2.1 漏极输出——源级输入 6519为漏极输出,即COM端为VCC,其典型电路及IO接口如下:(其中负载为源极输入型,其COM端接VCC)。
源级输入原理图:
2.2源级输出——漏极输入 6518为源级输出,即COM端接GND。其典型电路及IO接口如下:(其中负载为漏极输入型,其COM端接GND)
漏极输入原理图如下:
共用VCC的就是源极型输入输出,共用GND的就是漏极型输入输出。注意,这里的“共用”指的不是COM端而是电路共用线。 如我们现在手中是漏极输出的板卡,但是设备同为漏极输入,是否可以通过变换电路实现相连呢?下面我们就来讨论一下。
三、 漏极输出驱动漏极输入 改进方法如下:
3.1原理 这里只讨论用纯电阻的方法进行改进。电路中R1和R2作用都是限流(这是因为光耦导通后,主要为电流驱动)。 当6519信号输出为高电平时(这里指的不是TTL电平),电流流过VCC-R2-R3-GND回路,R2要保证此时的负载输入电流在“安全可用”的范围内。 当6519信号输出为低电平时(实际内部直接接到了COM端,即GND),相当于将负载输入与GND短路,从而使光耦截止。此时,电流流过VCC-R2-R1-GND回路,R1的作用是在保证负载光耦不导通的情况下,将电流控制在安全范围内,避免板卡烧掉。 R1越大,板卡越安全,但是负载输入端口的电压也就越高。所以,不是所有情况都可以这样改的。具体情况下面会分析。
3.2推导 图中VCC为0V—30V。设负载内阻为R_3,负载所需最小导通电流为I_min,最大导通电流为I_max,负载最小导通电压为U,板卡最大灌电流为〖I'〗_max。其中只有R_1和R_2为未知量,其确定方式如下:

3.3可行性分析
推论:当板卡最大灌电流大于负载最小驱动电流时,一定可以用漏极输出驱动漏极输入,此时,R_1=0。
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