[发明专利]保护电路和自动化组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于保护电装置的输入端或输出端防止过压的保护电路。

此外，本发明还涉及一种带有用于自动化工业流程的电装置的自动化组件，该装置包括输入通道或输出通道。

背景技术

已知多种用于保护电装置的电路部件的保护电路。其中一种目前最熟知的保护电路由两个二极管组成，它们一方面与接正电位的输入端相连，另一方面与接负电位的输入端相连。这种电路被本领域技术人员称为“钳位（Clamping）”二极管电路，其用于限制正电压和负电压。为此，第一二极管利用其正极抵靠在需要保护的输入端上，并且第二二极管利用其负极抵靠在需要保护的输入端上。此外，需要保护的输入端串联有电阻。

在这种保护电路中的缺点是，引入输入端的信号路径中的串联电阻通常是高阻抗的，这不利地影响着需要通过输入端获得的信号电流。

发明内容

本发明的目的在于提供一种保护电路，其能够取消信号路径中的高阻抗的串联电阻。

在一种用于保护电装置的输入端或输出端防止过压的保护电路中，该目的由此实现，即，在输入端或者输出端布置串联电路，其中，该串联电路包括第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管设计为n沟道场效应晶体管，第二晶体管设计为p沟道场效应晶体管，其中，每个晶体管具有栅极端子、漏极端子和源极端子，其中，第一晶体管的漏极端子连接在第一连接点上，并且第二晶体管的源极端子连接在输入端或输出端上，并且第一晶体管的源极端子连接在第二晶体管的漏极端子上，此外第一晶体管的栅极端子通过第一电阻与电压源的第一极相连，并且第二晶体管的栅极端子通过第二电阻与电压源的第二极相连。在这种解决方案中，例如两个互补的MOSFET晶体管串联地加入输入端的信号导线中。这些晶体管通过它们各自的栅极端子安置在相应要限制的电压处。以有利的方式，n沟道晶体管的栅极端子安置在要限制的正电压处，p沟道晶体管的栅极端子安置在要限制的负电压处。优选地，为了要限制的电压而加载相应的晶体管的栅极-源极-阈值（Threshold）电压，以避免限制真正的有效信号。

在一种有利的改进方案中，保护电路在第一晶体管的栅极端子和源极端子上连有二极管，其与栅极端子和源极端子并联连接。如果例如负的过压超过n沟道晶体管的最大允许的栅极-源极电压，那么例如利用齐纳二极管（Z-Diode）限制该栅极-源极电压。

尤其是在自动化技术中使用电装置或者模块的电路部件时，必须要保护自动化组件的相应的输入端或输出端防止过压。例如在工业流程中，可能出现通过由强电流驱动的马达经过电导线耦合到信号导线中的干扰，例如过压。为了这些耦合的干扰或者说过压不会损坏自动化组件，有利的是，这样构造自动化组件，其具有用于自动化工业流程的、包括输入或输出通道的电装置，即，为了保护防止过压，根据权利要求1至3中任一项所述的保护电路前接于输入或输出通道。

附图说明

附图示出一个实施例，其中，借助附图示出具有互补的MOSFET晶体管的输入端保护电路。

具体实施方式

根据附图，如下地构造用于保护电装置3的输入端2防止过压的保护电路1。在输入端2布置有串联电路，该串联电路包括第一晶体管T1和第二晶体管T2，在此，第一晶体管T1设计为n沟道MOSFET，并且第二晶体管T2设计为p沟道MOSFET。

这两个晶体管T1，T2中的每一个都具有栅极端子G、漏极端子D和源极端子S。第一晶体管T1的漏极端子D连接在第一连接点5上，并且第二晶体管T2的源极端子S连接在输入端2上。

在这个实例中，第一连接点5用作延长的输入端，例如来自传感器的工业流程的有效信号可以施加在该输入端上。在第一连接点5和输入端2之间布置了实际的保护电路1。第一晶体管T1的源极端子S连接在第二晶体管T2的漏极端子D上。第一晶体管T1的栅极端子G通过第一电阻R1与电压源4的第一极+相连，并且第二晶体管T2的栅极端子G通过第二电阻R2与电压源4的第二极-相连。

通过第一连接点5，输入电流I_IN能够通过保护电路1流向电装置3的实际输入端2。电压源4提供供电电压Uv。