本發(fā)明涉及一種電梯用制動器控制電源，尤其涉及一種分段式PWM(Pulse-Width Modulating，脈寬調(diào)制)抱閘電源控制電路及其電源控制方法，適用于直流電磁鐵特性的感性負(fù)載裝置電源電路。

背景技術(shù)：

電梯制動器在電梯控制系統(tǒng)中起著重要的安全作用，電梯制動器失效將會導(dǎo)致電梯出現(xiàn)沖頂、溜車等嚴(yán)重的安全事故，在電梯運(yùn)行停車及斷電狀態(tài)都需要制動器能可靠的提供制動保護(hù)，隨著國家對電梯安全要求的逐步提高，對電梯制動器工作的可靠性要求也相應(yīng)的提高，電梯作為特種設(shè)備，電梯制動器是一個(gè)至關(guān)重要的部件。

目前在電梯制動器的控制電路，普遍采用的方法是制動器啟動由交流市電全波整流輸出，制動器維持工作時(shí)切換成半波整流輸出的工作方式，這種電路的缺點(diǎn)是對外部市電電壓的波動較敏感，隨外部電網(wǎng)電壓升高或降低都將導(dǎo)致輸出電壓的高低變化，而且在制動器維持工作時(shí)如果維持電壓較高會引起制動器熱損耗增加溫升過高，溫升過高可能會影響制動器線圈的使用壽命嚴(yán)重時(shí)會燒毀制動器線圈。老式電梯制動器控制器損壞后，輸出不切換維持電壓時(shí)無法直接檢測，會導(dǎo)致制動器線圈始終工作在啟動電壓下，會導(dǎo)致制動器線圈損壞或使用安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本電路的目的主要是解決制動器輸出電壓不穩(wěn)定、設(shè)備發(fā)熱、對輸出電壓無檢測保護(hù)等問題，從而消除制動器安全和可靠性方面的隱患。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其提供了一種分段式PWM抱閘電源控制電路。該抱閘電源控制電路包括：濾波整流電路、負(fù)載續(xù)流電路4、功率開關(guān)電路5、輸出電壓取樣電路6、激磁/維持反饋切換電路7、驅(qū)動調(diào)整控制回路8和輸出電壓反饋電路12。

根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，其提供了一種分段式PWM抱閘電源控制方法。所述方法使用本發(fā)明提供的分段式PWM抱閘電源控制電路進(jìn)行抱閘電源控制；進(jìn)一步地，該方法包括：通過輸入濾波電路1抑制或消除輸入電源中的高次諧波，并將處理后的電源輸送給整流濾波電路2和輔助控制電源3；整流濾波電路2向負(fù)載提供電源，輔助控制電源3分別向延時(shí)電路10、驅(qū)動調(diào)整控制電路8及反饋檢測電路9提供工作電源；功率開關(guān)電路5按預(yù)先設(shè)定的頻率進(jìn)行開關(guān)控制輸出電壓；輸出電壓取樣電路6將取樣電壓提供給輸出電壓反饋電路12；輸出電壓反饋電路12接收來自所述輸出電壓取樣電路6的采樣電壓，并對所述采樣電壓進(jìn)行“電壓/電流-電流/電壓”隔離變換后反饋輸出電壓；其中一路輸送給反饋檢測電路9，另一路輸送給驅(qū)動調(diào)整控制電路8。

進(jìn)一步優(yōu)選地，當(dāng)輸出電壓反饋電路12發(fā)生故障時(shí)，反饋檢測電路9將信號給驅(qū)動調(diào)整控制電路8，并由驅(qū)動調(diào)整控制電路8關(guān)斷輸出信號，功率開關(guān)電路5不工作，PWM抱閘電源無電壓輸出以保障制動器處于安全的制動狀態(tài)；當(dāng)功率開關(guān)電路5損壞開路時(shí)，所述開關(guān)指示電路11的故障指示燈將不進(jìn)行正常至半亮的轉(zhuǎn)換，PWM抱閘電源無輸出電壓；當(dāng)功率開關(guān)電路5損壞短路時(shí)，開關(guān)指示電路11的故障指示燈將熄滅，提示PWM抱閘電源短路故障；當(dāng)功率開關(guān)電路5輸出電壓正常時(shí)，驅(qū)動調(diào)整控制電路8將根據(jù)輸出電壓反饋電路12提供的信號判斷負(fù)載兩端電壓是否高于或低于預(yù)先設(shè)定的第一段輸出電壓，驅(qū)動調(diào)整控制電路8改變內(nèi)部占空比輸出，通過功率開關(guān)電路5對負(fù)載兩端進(jìn)行電壓調(diào)整；輔助控制電源3給延時(shí)電路10供電后，延時(shí)電路10將按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間延時(shí)動作，控制激磁/維持反饋切換電路7進(jìn)行取樣切換；以及輸出電壓反饋電路12根據(jù)輸出電壓取樣電路6參考值的變化，輸出信號變化，驅(qū)動調(diào)整控制電路8根據(jù)輸出電壓反 饋電路12調(diào)整至第二段輸出電壓設(shè)定值，并保持輸出電壓穩(wěn)定。

本發(fā)明提供的分段式PWM抱閘電源控制電路及其控制方法，保證了制動器輸出電壓的穩(wěn)定性同時(shí)設(shè)置了對輸出電壓檢測及保護(hù)，從而保障了制動器的安全運(yùn)行和可靠性。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明提供的分段式PWM抱閘電源控制電路的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖2示出了圖1所示的分段式PWM抱閘電源控制電路的部分電路的等效圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明提供的一種分段式PWM抱閘電源控制電路。該抱閘電源控制電路包括：由輸入濾波電路1和整流濾波電路2組成的濾波整流電路、負(fù)載續(xù)流電路4、功率開關(guān)電路5、輸出電壓取樣電路6、激磁/維持反饋切換電路7、驅(qū)動調(diào)整控制回路8和輸出電壓反饋電路12；其中，所述輸入濾波電路1通過濾波處理抑制或消除輸入電源中的高次諧波；所述整流濾波電路2將所述輸入濾波電路1處理后的電源進(jìn)行交直流變換，并向負(fù)載提供電源；優(yōu)選地，所述負(fù)載為抱閘線圈。

所述抱閘電源控制電路還包括輔助控制電源3，其中，所述輸入濾波電路1的輸出端分別與所述整流濾波電路2以及所述輔助控制電源3連接；優(yōu)選地，所述抱閘電源控制電路還包括：反饋檢測電路9和延時(shí)電路10；其中，所述輔助控制電源3分別向所述反饋檢測電路9、延時(shí)電路10和所述驅(qū)動調(diào)整控制電路8提供工作電源；所述延時(shí)電路10與所述激磁/維持反饋切換電路7相連用于切換激磁/維持電壓轉(zhuǎn)換時(shí)間。

所述負(fù)載續(xù)流電路4與負(fù)載、所述輸出電壓取樣電路6并聯(lián)，并且所述濾波整流電路的正端與與所述續(xù)流電路4的負(fù)端相連。

所述續(xù)流電路4的正端與所述功率開關(guān)電路5的一端相連，用于消除負(fù)載產(chǎn)生的反電勢；優(yōu)選地，所述功率開關(guān)電路5的控制端與所述驅(qū)動調(diào)整控制電路8相連，其另一端與所述整流濾波電路2的負(fù)端相連，用于調(diào)節(jié)輸出電壓變化。

所述輸出電壓取樣電路6與所述負(fù)載續(xù)流電路4、負(fù)載并聯(lián)，其一端連接所述整流濾波電路2的正端，另一端連接所述功率開關(guān)電路5的一端，用于對負(fù)載兩端的電壓進(jìn)行取樣；優(yōu)選地，所述激磁/維持反饋切換電路7與所述輸出電壓取樣電路6相連，用于實(shí)現(xiàn)激磁/維持取樣電壓切換。

如圖1和2所示，所述輸出電壓反饋電路12與反饋檢測電路9和驅(qū)動調(diào)整控制電路8相連，用于接收來自輸出電壓取樣電路6的采樣電壓，并對所述采樣電壓進(jìn)行“電壓/電流-電流/電壓”隔離變換后反饋輸出電壓。反饋檢測電路9與所述輸出電壓反饋電路12和驅(qū)動調(diào)整控制電路8相連，用于在所述輸出電壓反饋電路12發(fā)生故障時(shí)提供保護(hù)；其中，所述驅(qū)動調(diào)整控制電路8與所述功率開關(guān)電路5用于接收所述反饋檢測電路9和輸出電壓反饋電路12的電壓，并調(diào)整及控制輸出電壓；優(yōu)選地，如果所述反饋檢測電路9未檢測到所述輸出電壓取樣電路6的電壓，則所述驅(qū)動調(diào)整控制電路8將關(guān)斷輸出信號。

進(jìn)一步的，所述抱閘電源控制電路還包括：開關(guān)指示電路11，其并聯(lián)在所述功率開關(guān)電路5兩端，一端與整流濾波電路2的負(fù)端相連，用于在所述功率開關(guān)電路5開路時(shí)提供故障指示；優(yōu)選的，在所述公路開關(guān)電路5工作時(shí)，所述開關(guān)指示電路11正常發(fā)光，在第二段電壓切換時(shí)變?yōu)榘肓?，?dāng)功率開關(guān)電路5故障開路時(shí)，此指示燈將不會進(jìn)行正常至半亮的轉(zhuǎn)換，當(dāng)功率開關(guān)電路5故障短路時(shí)，此指示燈將熄滅。

此外，本發(fā)明還提供了一種分段式PWM抱閘電源控制方法。具體來說，當(dāng)向分段式PWM抱閘電源控制器電路輸入電源時(shí)，電源通過輸入濾波電路1抑制消除輸入電源中的高次諧波并傳輸送給整流濾波電路2和輔助控制電源3，整流濾波電路2為負(fù)載提供電源，輔助控 制電源3分別向延時(shí)電路10、驅(qū)動調(diào)整控制電路8及反饋檢測電路9提供工作電源。功率開關(guān)電路5按設(shè)計(jì)的頻率(本領(lǐng)域可以根據(jù)具體技術(shù)要求設(shè)計(jì)電路的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)預(yù)先設(shè)定的頻率，例如20KHz)進(jìn)行開關(guān)控制輸出電壓，輸出電壓取樣電路6將取樣電壓提供給輸出電壓反饋電路12，輸出電壓反饋電路12將電壓信號處理后輸出電壓反饋電路12接收來自輸出電壓取樣電路6的采樣電壓進(jìn)行“電壓/電流-電流/電壓”隔離變換后反饋輸出電壓，一路給反饋檢測電路9，另一路給驅(qū)動調(diào)整控制電路8。如果輸出電壓反饋電路12有故障由此所述反饋檢測電路9未檢測到所述輸出電壓取樣電路6的電壓，反饋檢測電路9將信號給驅(qū)動調(diào)整控制電路8，驅(qū)動調(diào)整控制電路8會鎖定輸出信號，功率開關(guān)電路5不工作，PWM抱閘電源無輸出電壓保障制動器處于安全的制動狀態(tài)。開關(guān)檢測指示電路11中的故障指示燈在功率開關(guān)電路5工作時(shí)正常發(fā)光，在第二段電壓切換時(shí)變?yōu)榘肓翣顟B(tài)；當(dāng)該功率開關(guān)電路5損壞開路時(shí)，其故障指示燈11將不會進(jìn)行正常及半亮的轉(zhuǎn)換，PWM抱閘電源也無輸出電壓；如果功率開關(guān)電路5損壞短路時(shí)，開關(guān)指示電路11的故障指示燈將熄滅，以提示PWM抱閘電源短路故障。

本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)可以清楚地知曉也可針對性地在外部輸入電源處安裝熔絲對功率開關(guān)電路故障進(jìn)行保護(hù)，舉例來說，可以根據(jù)具體應(yīng)用的要求設(shè)計(jì)外部保護(hù)熔絲的規(guī)格，例如250V/4A)。功率開關(guān)電路5如果輸出電壓正常，驅(qū)動調(diào)整控制電路8將根據(jù)輸出電壓反饋電路12提供的信號判斷負(fù)載兩端電壓是否高于或低于所設(shè)定的第一段輸出電壓；例如，外部輸交流電壓可以在大約180至260V之間變化，而第一段輸出電壓可以是大約206V的直流電壓，切換后的第二段輸出電壓可以是大約144V的直流電壓。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體應(yīng)用的要求設(shè)計(jì)電路的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)輸出多段預(yù)先設(shè)定的電壓，例如第一段輸出直流電壓大約為206V，第二段輸出直流電壓大約為144V，驅(qū)動調(diào)整控制電路8改變內(nèi)部占空比輸出通過功率開關(guān)電路5對負(fù)載兩端進(jìn)行電壓調(diào)整，輔助控制電源3給延時(shí)電路10供電后，延時(shí)電路10將按照設(shè)計(jì)時(shí)間延時(shí)動作，本領(lǐng)域可以根據(jù)具體技術(shù)要求設(shè)計(jì)電路 的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)預(yù)先設(shè)定的延時(shí)時(shí)間，例如大約為1.5S，延時(shí)電路10動作后控制激磁/維持反饋切換電路7進(jìn)行取樣切換，輸出電壓反饋電路12根據(jù)輸出電壓取樣電路6參考值的變化(例如直流電壓從大約195V切換至135V)，輸出相應(yīng)的信號變化，驅(qū)動調(diào)整控制電路8根據(jù)輸出電壓反饋電路12調(diào)整至第二段輸出電壓設(shè)定值(例如大約144V的直流電壓)，并保持輸出電壓穩(wěn)定。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在獲悉前述技術(shù)方案后，可以清楚地知曉本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明提供的分段式PWM抱閘電源控制電路及其控制方法對外部市電電壓的波動不敏感，輸入的工作電壓范圍較寬，例如可以是180至260V范圍內(nèi)的交流電壓。

2、本發(fā)明提供的分段式PWM抱閘電源控制電路及其控制方法具有故障檢測與保護(hù)功能，克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，從而解決了故障時(shí)對制動器線圈的保護(hù)問題。

3、本發(fā)明提供的分段式PWM抱閘電源控制電路及其控制方法采用分段輸出控制低維持電壓，降低制動器溫升，保障了設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

4、本發(fā)明提供的分段式PWM抱閘電源控制電路及其控制方法采用負(fù)反饋保證維持電壓輸出穩(wěn)定。

5、本發(fā)明提供的分段式PWM抱閘電源控制電路及其控制方法在保障制動器運(yùn)行方面具有較高的可靠性，而且結(jié)構(gòu)較為簡單、成本較低。