一種鎖緊機構(gòu)解鎖控制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于一種解鎖控制電路，具體公開一種鎖緊機構(gòu)解鎖控制電路，DSP輸出端與控制電路輸入端連通，控制電路輸出端與鎖定電路控制輸入端連通，鎖定電路一個輸出端與待解鎖電路一個輸入端連通，鎖定電路的另一個輸出端分別與待解鎖電路一個輸入端、檢測電路輸入端連通，檢測電路反饋輸出端與DSP輸入端連通；DSP向控制電路發(fā)出控制指令，控制電路將控制指令反向后傳輸給鎖定電路，鎖定電路將反向控制指令進行濾波、光耦隔離后傳輸給待解鎖電路和檢測電路，檢測電路采集待解鎖電路狀態(tài)并實時傳輸給DSP，DSP確定待解鎖電路的鎖定狀態(tài)。本發(fā)明的電路能夠?qū)⒇撦d與電源隔離，避免電磁鎖燒毀；能夠給電磁鎖提供穩(wěn)定的供電電壓。
【專利說明】一種鎖緊機構(gòu)解鎖控制電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種解鎖控制電路，具體涉及一種高可靠鎖緊機構(gòu)解鎖控制電路。

【背景技術(shù)】
[0002]以往的解鎖電路通常有兩種方式:第一種為電源電阻分壓方式；第二種為斬波分壓方式。但這兩種方式都存在各自的不足。
[0003]電源電阻分壓方式是將電池電壓經(jīng)電阻分壓，之后供給電磁鎖使用。該方式將大部分電能耗散掉，效率低下，且生熱嚴重。同時隨著電源電壓的下降，電磁鎖供電電壓也會隨之下降，可靠性也隨之降低；而且電路不存在隔離功能，一旦解鎖電路負載異常，有一定的可能性導致電源電壓異常，產(chǎn)生不可預期的嚴重后果。
[0004]斬波分壓方式使用控制芯片發(fā)出PWM信號，該PWM信號控制MOS管斬波，以達到適合電磁鎖供電的電壓。但該方式同樣存在電源與負載的不隔離問題；同時控制PWM信號的芯片用于系統(tǒng)控制，會占用系統(tǒng)資源。一旦PWM信號控制異常，同樣會發(fā)生電源電壓異常、MOS管燒毀或電磁鎖燒毀的嚴重后果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種鎖緊機構(gòu)解鎖控制電路，該電路鎖定狀態(tài)全程可控，能夠?qū)⒇撦d與電源隔離，避免由于電磁鎖燒毀導致供電電路短路的后果，能夠給電磁鎖提供穩(wěn)定的供電電壓，保證電磁鎖工作的穩(wěn)定、可靠。
[0006]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案:一種鎖緊機構(gòu)解鎖控制電路，該電路包括DSP電路、控制電路、鎖定電路和檢測電路，DSP電路的輸出端與控制電路的輸入端連通，控制電路的輸出端與鎖定電路的控制輸入端連通，鎖定電路的一個輸出端與待解鎖電路的一個輸入端連通，鎖定電路的另一個輸出端分別與待解鎖電路的一個輸入端、檢測電路的輸入端連通，檢測電路的反饋輸出端與DSP電路的輸入端連通；DSP電路向控制電路發(fā)出控制指令，控制電路將控制指令反向后傳輸給鎖定電路，鎖定電路將反向后的控制指令進行濾波、光耦隔離后傳輸給待解鎖電路和檢測電路，檢測電路實時采集待解鎖電路的狀態(tài)、并將待解鎖電路的狀態(tài)實時傳輸給DSP電路，DSP電路確定待解鎖電路的鎖定狀態(tài)，從而實現(xiàn)對待解鎖電路的解鎖。
[0007]所述的控制電路由第一下拉電阻、非門、第一電容組成，DSP電路的輸出管腳CTRL分別與第一下拉電阻的一端、非門的輸入管腳IN連接，第一下拉電阻的另一端接地；非門的接地管腳GND接地，非門的電源輸入管腳OE接+3.3V電源，非門的電源管腳Vcc分別與+3.3V電源的輸出端、第一電容的一端連接,第一電容的另一端接地，非門的輸出管腳OUT與鎖定電路的輸入端連接JMMfDSP電路輸出的控制信號反向，同時，非門增大該控制信號的輸出電流，并將反向增大后的控制信號傳輸給鎖定電路。
[0008]所述的鎖定電路由第一原邊限流電阻、第一光耦、電源模塊、第三電容、第四電容組成，待解鎖電路為電磁鎖；第一原邊限流電阻的一端分別與控制電路的非門的輸出管腳OUT、第二電容的一端連接，第二電容的另一端接地；第一原邊限流電阻的另一端與第一光耦的正輸入管腳IN+連接，第一光耦的接地管腳IN-接地；第一光耦的正輸出管腳OUT+與電源模塊的禁止端Forbid連接，第一光耦的負輸出管腳OUT-與電源模塊的負電壓輸入管腳Vin-連接；電源模塊的正電壓輸入管腳Vin+與分別與+28V電源的輸出端、第三電容的一端連接；電源模塊的正電壓輸出管腳Vo+分別與第四電容的一端、待解鎖電路的電磁鎖的正輸入管腳IN+、檢測電路的正輸入端連接，電源模塊的負電壓輸出管腳Vo-分別與第四電容的另一端、待解鎖電路的電磁鎖的負輸入管腳IN-、檢測電路的負輸入端-連接；第一原邊限流電阻和第三電容對控制電路的非門傳輸?shù)姆聪蛟龃罂刂菩盘栠M行濾波，第一光耦將反向增大控制信號隔離；第一光耦通過隔離后的信號控制電源模塊工作。
[0009]所述的檢測電路由第二原邊限流電阻、上拉電阻、第二光耦組成，第二原邊限流電阻的一端與電源模塊的正電壓輸出管腳Vo+連接，第二原邊限流電阻的另一端與第二光耦的正輸入管腳IN+連接；第二光耦的負輸入管腳IN-與電源模塊的負電壓輸出管腳No-連接；第二光耦的正輸出管腳OUT+分別與上拉電阻的一端、DSP電路的檢測管腳TEST連接；上拉電阻的另一端與+3.3V電源的輸入端連接，第二光耦的負輸出管腳OUT+接地；鎖定電路的電源模塊輸出的電壓信號經(jīng)過第四電容濾波后傳輸給電磁鎖，電磁鎖的電流信號通過第二原邊限流電阻限流，限流后的電流信號傳輸給第二光耦進行隔離，隔離后的限流電流信號經(jīng)過上拉電阻上拉后，實時傳輸給DSP電路的檢測管腳TSET，DSP電路檢測電磁鎖的供電狀態(tài)，從而確定電磁鎖的鎖定狀態(tài)。
[0010]本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于:(I)本發(fā)明的控制電路可以滿足機械作動器在不上電情況下，保持一定鎖緊力矩；且能夠在上電瞬間保證狀態(tài)不變；上電后，可由軟件控制解鎖、落鎖的時機。(2)上電過程狀態(tài)穩(wěn)定:上拉電阻可以可保證在DSP的上電的建壓過程中，抑制DSP的1管腳的不穩(wěn)定態(tài)，保證鎖定機構(gòu)狀態(tài)不變。(3)鎖定狀態(tài)全程可控:在電源上電后，可通過軟件控制鎖定機構(gòu)的鎖定與解鎖狀態(tài)。(4)具備隔離功能，第二光耦、第四光耦和第三電源模塊可以實現(xiàn)對鎖緊機構(gòu)的控制與檢測與鎖緊機構(gòu)有效隔離；當電磁鎖故障發(fā)生時，可以將負載與電源隔離，避免造成更加嚴重的后果。(5)具備穩(wěn)壓功能:電源電壓在40V至16V范圍內(nèi)波動時，均可提供穩(wěn)定的電磁鎖供電電壓，保證電磁鎖工作的穩(wěn)定、可靠。(6)本發(fā)明的控制電路同時具備檢測功能，輸出電壓狀態(tài)可通過第四光耦、前端限流電阻和上拉電阻共同決定電壓檢測范圍；可以檢測是否完成電磁鎖供電，增加了電路的可測試性。(7)抗干擾能力:第二電容可以抑制在復雜電磁環(huán)境下對控制端的干擾，保證控制信號穩(wěn)定、真實、可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明所提供的一種鎖緊機構(gòu)解鎖控制電路的系統(tǒng)框圖；
[0012]圖2為本發(fā)明所提供的一種鎖緊機構(gòu)解鎖控制電路的原理圖；
[0013]圖3為本發(fā)明所提供的DSP的原理圖；
[0014]圖4為本發(fā)明所提供的控制電路的原理圖；
[0015]圖5為本發(fā)明所提供的鎖定電路的原理圖；
[0016]圖6為本發(fā)明所提供的檢測電路的原理圖。
[0017]圖中:1.DSP電路，2.控制電路，3.鎖定電路，4.檢測電路。

【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0019]如附圖1所示，DSP電路I的輸出端與控制電路2的輸入端連通，控制電路2的輸出端與鎖定電路3的控制輸入端連通，鎖定電路3的一個輸出端與待解鎖電路5的一個輸入端連通、檢測電路4的一個輸入端連通，鎖定電路3的另一個輸出端分別與待解鎖電路5的一個輸入端、檢測電路4的另一個輸入端連通，檢測電路4的反饋輸出端與DSP電路I的輸入端連通。DSP電路I向控制電路2發(fā)出控制指令，低電平鎖定，高電平解鎖，控制電路2將控制指令反向后傳輸給鎖定電路3，鎖定電路3將反向后的控制指令進行濾波、光耦隔離后傳輸給待解鎖電路5和檢測電路4，檢測電路4實時采集待解鎖電路5的狀態(tài)、并將待解鎖電路5的狀態(tài)實時傳輸給DSP電路1，DSP電路I確定待解鎖電路5的鎖定狀態(tài)，從而實現(xiàn)對待解鎖電路5的解鎖。
[0020]如附圖2和圖4所示，控制電路2由第一下拉電阻R1、非門Ul、第一電容Cl組成。如圖2、圖3和圖4所示，DSP電路I的接地管腳GND接地，DSP電路I的電源輸入管腳Vcc接+3.3V電源。DSP電路I的輸出管腳CTRL分別與第一下拉電阻Rl的一端、非門Ul的輸入管腳IN連接，第一下拉電阻Rl的另一端接地。非門Ul的接地管腳GND接地，非門Ul的電源輸入管腳OE接+3.3V電源，非門Ul的電源管腳Vcc分別與+3.3V電源的輸出端、第一電容Cl的一端連接，第一電容Cl的另一端接地，非門Ul的輸出管腳OUT與鎖定電路3的輸入端連接?？刂齐娐?中的第一限流電阻Rl起到下拉作用，將DSP上電時不可控狀態(tài)的電平固定至邏輯“O”。非門Ul的作用是將信號的邏輯狀態(tài)反向，同時提高輸出電流。第一電容Cl起到濾波作用，抑制電源噪聲導致非門Ul邏輯誤動作。
[0021]如附圖2和圖5所示，鎖定電路3由第一原邊限流電阻R2、第一光耦U2、電源模塊U3、第三電容C3、第四電容C4組成。待解鎖電路5為電磁鎖U5。如附圖2、圖4和圖5所示，第一原邊限流電阻R2的一端分別與控制電路2的非門Ul的輸出管腳OUT、第二電容C2的一端連接，第二電容C2的另一端接地。第一原邊限流電阻R2的另一端與第一光耦U2的正輸入管腳IN+連接，第一光耦U2的接地管腳IN-接地。第一光耦U2的正輸出管腳OUT+與電源模塊U3的禁止端Forbid連接，第一光耦U2的負輸出管腳OUT-與電源模塊U3的負電壓輸入管腳Vin-連接。電源模塊U3的正電壓輸入管腳Vin+與分別與+28V電源的輸出端、第三電容C3的一端連接，第三電容C3的另一端與+28V電源的地，28GND端連接。電源模塊U3的正電壓輸出管腳Vo+分別與第四電容C4的一端、待解鎖電路5的電磁鎖U5的正輸入管腳、IN+檢測電路4的正輸入端連接，電源模塊U3的負電壓輸出管腳Vo-分別與第四電容C4的另一端、待解鎖電路5的電磁鎖U5的負輸入管腳IN-、檢測電路4的負輸入端-連接。鎖定電路3中的第二電容C2作用濾除非門Ul的輸出噪聲，提高信號線的抗干擾能力。第一限流電阻R2為第一光耦U2的原邊限流電阻，確定第一光耦U2的原邊工作電流。第三電容C3為電源模塊U3的前級濾波電容，起到穩(wěn)定電源模塊U3供電電源的作用。第四電容C4為電磁鎖U5的供電進行濾波。
[0022]如附圖2和圖6所示，檢測電路4由第二原邊限流電阻R3、上拉電阻R4、第二光耦U4組成。如附圖2、圖5和圖6所示，第二原邊限流電阻R3的一端與電源模塊U3的正電壓輸出管腳Vo+連接，第二原邊限流電阻R3的另一端與第二光耦U4的正輸入管腳IN+連接。第二光耦U4的負輸入管腳IN-與電源模塊U3的負電壓輸出管腳Vo-連接。第二光耦U4的正輸出管腳OUT+分別與上拉電阻R4的一端、DSP電路I的檢測管腳TEST連接；上拉電阻R4的另一端與+3.3V電源的輸入端連接，第二光耦U4的負輸出管腳OUT+接地。檢測電路4中的第二限流電阻R3為第二光耦U4的原邊限流電阻，確定第二光耦U4的原邊工作電流。上拉電阻R4提供第二光耦U4副邊上拉，明確第二光耦U4的輸出狀態(tài)。當?shù)诙怦頤4的3、4管腳處于關(guān)斷狀態(tài)時，第二光耦U4的3管腳電平狀態(tài)經(jīng)上拉電阻R4上拉至3.3V，為高電平；當?shù)诙怦頤4的3、4管腳處于導通狀態(tài)時，第二光耦U4的3管腳電平經(jīng)4管腳接地，為低電平。。
[0023]本發(fā)明提供的一種鎖緊機構(gòu)解鎖控制電路，該電路是基于數(shù)字邏輯實現(xiàn)的對外設(shè)的控制、反饋，電路中所有的信號均為邏輯電平，即信號，其的工作原理如下:
[0024]如圖1、圖2和圖4所示，DSP電路I的輸出管腳CTRL經(jīng)過下拉電阻Rl，通過下拉電阻R1、非門Ul和DSP電路I初始化1狀態(tài)共同保證在電源上電過程中，DSP電路I的管腳狀態(tài)保持不變。在DSP電路I管腳初始化過程中，將輸出CTRL管腳初始化為低電平；在上電過程中，由于非門Ul此時管腳狀態(tài)不確定，通過下拉電阻Rl下拉至地，使非門Ul狀態(tài)為低。
[0025]如圖1、圖2和圖5所示，非門Ul將DSP電路I的輸出管腳CTRL輸入的控制信號反向；同時非門Ui增大該控制信號的輸出電流，使該控制信號能夠驅(qū)動下一級的第一光耦U2。第一光耦U2通過第一限流電阻R2控制第一光耦U2原邊信號，使第一光耦U2達到最佳工作點。第一光耦U2的輸出的邏輯信號控制電源模塊U3，同時第一光耦U2也起到隔離的作用。電源模塊U3起到穩(wěn)定輸出電壓、隔離和控制輸出電源開關(guān)三個作用。外部+28V電源會存在一定波動，由于電源模塊U3原邊的電壓輸入管腳Vin+連接外部+28V電源，電源模塊U3的引入可以穩(wěn)定電磁鎖U5的供電電壓。電源模塊U3同時具備隔離功能，當電磁鎖U5起失效后，不會影響到電源模塊U3原邊的+28V電路。電源模塊U3還具有禁止端Forbid,通過控制禁止端Forbid與+28V電源的導通狀態(tài),可使達到控制電磁鎖U5鎖定與解鎖的狀態(tài)。
[0026]如圖1、圖2和圖6所示，通過調(diào)整第二限流電阻R3的阻值，確定第二光耦U4的原邊工作電流，通過光耦參數(shù)，計算上拉電阻R4的阻值，確定第二光耦U4副邊電平跳變的閾值，將第二光稱U4副邊電平跳變的閾值設(shè)定為略低于電源模塊U3的輸出電壓。第一光耦U2輸出的開關(guān)信號控制電源模塊U3 ；當?shù)谝还怦頤2輸出端OUT+與OUT-斷開時，電源模塊U3輸出24V電壓，此時，24V電壓經(jīng)過光耦U4前級的第二限流電阻R3，達到光耦U4原邊IN+和IN-的電流剛好為最佳工作電流；此時第二光耦U4的輸出端OUT+與OUT-聯(lián)通，正電壓輸出管腳OUT+為邏輯“O”。當?shù)谝还怦頤2輸出端OUT+與OUT-聯(lián)通時，電源模塊U3輸出OV電壓，此時，沒有電流流經(jīng)光耦U4，故第二光耦U4的輸出端OUT+與OUT-斷開，正電壓輸出管腳OUT+的電平經(jīng)過上拉電阻R4上拉至邏輯“I”。
[0027]從整個電路來看，控制邏輯、鎖的狀態(tài)和檢測電壓的邏輯狀態(tài)存在如下邏輯關(guān)系:邏輯控制為低電平時，為鎖定狀態(tài)，檢測電壓邏輯狀為高電平；邏輯控制為高電平時，為解鎖狀態(tài)，檢測電壓邏輯狀為低電平。故通過DSP電路I的檢測管腳TSET便可檢測電磁鎖U5的供電狀態(tài)，從而確定電磁鎖U5的鎖定狀態(tài)。
[0028]上面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。本發(fā)明中未作詳細描述的內(nèi)容均可以采用現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種鎖緊機構(gòu)解鎖控制電路，其特征在于:該電路包括DSP電路(I)、控制電路(2)、鎖定電路⑶和檢測電路(4)，DSP電路⑴的輸出端與控制電路(2)的輸入端連通，控制電路(2)的輸出端與鎖定電路(3)的控制輸入端連通，鎖定電路(3)的一個輸出端與待解鎖電路(5)的一個輸入端連通，鎖定電路(3)的另一個輸出端分別與待解鎖電路(5)的一個輸入端、檢測電路(4)的輸入端連通，檢測電路(4)的反饋輸出端與DSP電路(I)的輸入端連通；DSP電路⑴向控制電路(2)發(fā)出控制指令，控制電路(2)將控制指令反向后傳輸給鎖定電路(3)，鎖定電路(3)將反向后的控制指令進行濾波、光耦隔離后傳輸給待解鎖電路(5)和檢測電路(4)，檢測電路(4)實時采集待解鎖電路(5)的狀態(tài)、并將待解鎖電路(5)的狀態(tài)實時傳輸給DSP電路(1)，DSP電路⑴確定待解鎖電路(5)的鎖定狀態(tài)，從而實現(xiàn)對待解鎖電路(5)的解鎖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎖緊機構(gòu)解鎖控制電路，其特征在于:所述的控制電路(2)由第一下拉電阻(Rl)、非門(Ul)、第一電容(Cl)組成，DSP電路(I)的輸出管腳CTRL分別與第一下拉電阻(Rl)的一端、非門(Ul)的輸入管腳IN連接，第一下拉電阻(Rl)的另一端接地；非門(Ul)的接地管腳GND接地，非門(Ul)的電源輸入管腳OE接+3.3V電源，非門(Ul)的電源管腳Vcc分別與+3.3V電源的輸出端、第一電容(Cl)的一端連接,第一電容(Cl)的另一端接地，非門(Ul)的輸出管腳OUT與鎖定電路(3)的輸入端連接；非門(Ul)將DSP電路(I)輸出的控制信號反向，同時，非門(Ul)增大該控制信號的輸出電流，并將反向增大后的控制信號傳輸給鎖定電路(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鎖緊機構(gòu)解鎖控制電路，其特征在于:所述的鎖定電路(3)由第一原邊限流電阻(R2)、第一光耦(U2)、電源模塊(U3)、第三電容(C3)、第四電容(C4)組成，待解鎖電路(5)為電磁鎖(U5);第一原邊限流電阻(R2)的一端分別與控制電路(2)的非門(Ul)的輸出管腳OUT、第二電容(C2)的一端連接，第二電容(C2)的另一端接地；第一原邊限流電阻(R2)的另一端與第一光I禹(U2)的正輸入管腳IN+連接,第一光f禹(U2)的接地管腳IN-接地；第一光耦(U2)的正輸出管腳OUT+與電源模塊(U3)的禁止端Forbid連接，第一光耦(U2)的負輸出管腳OUT-與電源模塊(U3)的負電壓輸入管腳Vin-連接；電源模塊(U3)的正電壓輸入管腳Vin+與分別與+28V電源的輸出端、第三電容(C3)的一端連接；電源模塊(U3)的正電壓輸出管腳Vo+分別與第四電容(C4)的一端、待解鎖電路(5)的電磁鎖(U5)的正輸入管腳IN+、檢測電路(4)的正輸入端連接，電源模塊(U3)的負電壓輸出管腳Vo-分別與第四電容(C4)的另一端、待解鎖電路(5)的電磁鎖(U5)的負輸入管腳IN-、檢測電路(4)的負輸入端-連接；第一原邊限流電阻(R2)和第三電容(C3)對控制電路(2)的非門(Ul)傳輸?shù)姆聪蛟龃罂刂菩盘栠M行濾波，第一光耦(U2)將反向增大控制信號隔離；第一光耦(U2)通過隔離后的信號控制電源模塊(U3)工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3述的一種鎖緊機構(gòu)解鎖控制電路，其特征在于:所述的檢測電路(4)由第二原邊限流電阻(R3)、上拉電阻(R4)、第二光耦(U4)組成，第二原邊限流電阻(R3)的一端與電源模塊(U3)的正電壓輸出管腳Vo+連接，第二原邊限流電阻(R3)的另一端與第二光耦(U4)的正輸入管腳IN+連接；第二光耦(U4)的負輸入管腳IN-與電源模塊(U3)的負電壓輸出管腳Vo-連接；第二光耦(U4)的正輸出管腳OUT+分別與上拉電阻(R4)的一端、DSP電路⑴的檢測管腳TEST連接；上拉電阻(R4)的另一端與+3.3V電源的輸入端連接，第二光耦(U4)的負輸出管腳OUT+接地；鎖定電路(3)的電源模塊(U3)輸出的電壓信號經(jīng)過第四電容(C4)濾波后傳輸給電磁鎖(U5)，電磁鎖(U5)的電流信號通過第二原邊限流電阻(R3)限流，限流后的電流信號傳輸給第二光耦(U4)進行隔離，隔離后的限流電流信號經(jīng)過上拉電阻(R4)上拉后，實時傳輸給DSP電路(I)的檢測管腳TSET，DSP電路(I)檢測電磁鎖(U5)的供電狀態(tài)，從而確定電磁鎖(U5)的鎖定狀態(tài)。
【文檔編號】E05B47/00GK104314379SQ201410426179
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】何雨昂, 仲悅, 龍海峰 申請人:北京精密機電控制設(shè)備研究所, 中國運載火箭技術(shù)研究院