專利名稱：一種具有常閉式電磁繼電器功能的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種具有常閉式電磁繼電器功能的電路，尤其涉及一種替換常閉 式電磁繼電器功能的分立式電路。
背景技術(shù)：
在電子設(shè)備電源模塊的研制中，有一電路要求當(dāng)輸入信號(hào)為零(低電位)或開路 時(shí)，輸出信號(hào)為零(低電位)；當(dāng)輸入信號(hào)為正時(shí)，輸出信號(hào)開路(無信號(hào))，這種功能通常 用常閉式電磁繼電器來實(shí)現(xiàn)。電磁式繼電器使用的是有觸點(diǎn)開關(guān)，銜鐵顫動(dòng)會(huì)引起觸點(diǎn)的 抖動(dòng)，在開啟和關(guān)閉的工作過程中干擾較大。如果大量使用繼電器，觸點(diǎn)開關(guān)眾多，會(huì)形成 一股很強(qiáng)的電磁干擾波，嚴(yán)重污染電磁環(huán)境，危及用電設(shè)備安全。特別是在當(dāng)今種類繁多的 各種設(shè)備中，電子設(shè)備占據(jù)的份額越來越大，對(duì)電磁兼容性的要求也越來越高。在研的某電 子設(shè)備因所處空間狹小，電磁兼容環(huán)境惡劣，更應(yīng)該重視電磁式繼電器的干擾問題。所以在 空間有限條件下，應(yīng)該少用或不用電磁繼電器。另外，由于固體繼電器存在體積較大難以安 裝和無法實(shí)現(xiàn)常閉功能等因素，也不能選用。為此，需要設(shè)計(jì)一種能替換常閉式電磁繼電器 功能的分立式電路。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決背景技術(shù)中所存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出了一種能替換常閉式電 磁繼電器功能的分立式電路，整個(gè)電路工作穩(wěn)定，可靠性高，通用性強(qiáng)，使用方便可以極大 提高設(shè)備性能。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種具有常閉式電磁繼電器功能的電路，其特征 在于所述替換電路包括輸入保護(hù)電路、輸入采樣檢測(cè)電路、基準(zhǔn)電路、信號(hào)比較器、常閉功 能設(shè)置電路、隔離驅(qū)動(dòng)電路、輸出保護(hù)電路；所述輸入保護(hù)電路、輸入采樣檢測(cè)電路、信號(hào)比 較器、常閉功能設(shè)置電路、隔離驅(qū)動(dòng)電路和輸出保護(hù)電路依次連接；所述基準(zhǔn)電路接入信號(hào) 比較器。上述輸入保護(hù)電路是LC或RC濾波電路。上述基準(zhǔn)電路包括齊納二極管、限流電阻以及電容，所述齊納二極管與限流電阻 串聯(lián)，所述電容并聯(lián)于齊納二極管；所述齊納二極管與限流電阻的節(jié)點(diǎn)接入信號(hào)比較器的 2端。上述輸入采樣檢測(cè)電路包括檢測(cè)電阻以及分壓電阻；所述分壓電阻與檢測(cè)電阻串 聯(lián)，所述分壓電阻與檢測(cè)電阻連線的節(jié)點(diǎn)與輸入保護(hù)電路的R或L連接，并接入信號(hào)比較器 的3端。上述常閉功能設(shè)置電路包括雙極性NPN三極管、二極管和上拉電阻；所述雙極性 NPN三極管的基極連接上拉電阻，發(fā)射極連接二極管的陽極；所述雙極性NPN三極管與上拉 電阻的節(jié)點(diǎn)連接于信號(hào)比較器的7端。7端是信號(hào)比較器的輸出端。上述隔離驅(qū)動(dòng)電路包 括光電耦合器、雙極性PNP三極管以及電阻，所述電阻連接于光電耦合器的1端，所述雙極性PNP三極管的發(fā)射極連接于光電耦合器的3端；所述雙極性PNP三極管的基極與常閉功 能設(shè)置電路的雙極性NPN三極管連接。上述輸出保護(hù)電路是RC電路；所述輸出保護(hù)電路連接于光電耦合器的輸出端。上述信號(hào)比較器是LM193或LM111。本實(shí)用新型的電路既有輸出和輸入保護(hù)電路，使整個(gè)電路工作穩(wěn)定，可靠性高，通 用性強(qiáng)，使用方便，極大提高設(shè)備性能。相對(duì)于現(xiàn)在的機(jī)械控制的常閉式電磁繼電器，本實(shí) 用新型通過小型化設(shè)計(jì)，該電路可封裝成模塊形式應(yīng)用。模塊外殼采用密封性能好的全鋁 金屬屏蔽殼體，有效的屏蔽電磁輻射干擾，對(duì)于發(fā)熱量較大的器件采用緊貼金屬外殼的方 式來散熱，能夠及時(shí)將熱量傳導(dǎo)或輻射出去，散熱效果良好，保證產(chǎn)品在高溫下也能夠正常 工作。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，占用空間小，安裝固定可靠，且便于拆卸維修，對(duì)外的交聯(lián)引線通 過引線孔引出，連線簡單，通用性很強(qiáng)。本實(shí)用新型也可以更換相應(yīng)工業(yè)、民檔元器件，在不影響產(chǎn)品功能齊全性的條件 下，還可以很廣泛的應(yīng)用于其它工業(yè)、民用等領(lǐng)域。

圖1是本實(shí)用新型的電路示意框圖；圖2是本實(shí)用新型的電路原理具體實(shí)施方式
參見圖1，本實(shí)用新型的具有常閉式電磁繼電器功能的電路由輸入保護(hù)電路1、輸 入采樣檢測(cè)電路2、信號(hào)比較器3、常閉功能設(shè)置電路4、隔離驅(qū)動(dòng)電路5、輸出保護(hù)電路6、基 準(zhǔn)電路7和輔助電源8組成。輸入保護(hù)電路1、輸入采樣檢測(cè)電路2、信號(hào)比較器3、常閉功 能設(shè)置電路4、隔離驅(qū)動(dòng)電路5和輸出保護(hù)電路6依次連接；基準(zhǔn)電路7和輔助電源8接入 信號(hào)比較器。本實(shí)用新型的電路基本工作原理是，工作初始時(shí)，繼電器處于常閉工作狀態(tài)，輸出 為零或負(fù)。有輸入信號(hào)時(shí)，該信號(hào)經(jīng)過信號(hào)比較器3與輸入采樣檢測(cè)電路2中的基準(zhǔn)電壓 比較后，輸出高電平信號(hào)去驅(qū)動(dòng)常閉功能設(shè)置電路4，使該電路工作狀態(tài)從常閉式輸出為零 或負(fù)轉(zhuǎn)化成常開(輸出為高電平或開路)，再通過隔離驅(qū)動(dòng)電路5給被控制設(shè)備。輸入保護(hù) 電路1和輸出保護(hù)電路6保證了整個(gè)電路的工作穩(wěn)定性。參見圖2，本實(shí)用新型的具體各部分電路設(shè)計(jì)如下1)輸入保護(hù)電路設(shè)置輸入保護(hù)電路的思想在于，在一些控制領(lǐng)域，由于外界環(huán)境干擾大，會(huì)導(dǎo)致輸 出電壓、輸入電流波動(dòng)的增大，嚴(yán)重的可引發(fā)電路故障。為此，本實(shí)用新型在電路輸入端串 入輸入保護(hù)電路1，輸入保護(hù)電路1是LC或者RC濾波電路，消振網(wǎng)絡(luò)，以降低干擾。2)輸入采樣檢測(cè)電路以及信號(hào)比較器輸入采樣檢測(cè)電路2包括檢測(cè)電阻R35以及分壓電阻R33。分壓電阻R33與檢測(cè)電 阻R35連線的節(jié)點(diǎn)與輸入保護(hù)電路1的R或C連接，并接入信號(hào)比較器的3端(輸入端)； 信號(hào)比較器3是LM193或LM111，其中2端和3端為輸入端，7端為輸出端；工作電壓可低至 3V,輸出電流可達(dá)16mA，具有一定的驅(qū)動(dòng)能力，信號(hào)比較器3接有一輔助電源7，進(jìn)行輔助供電。在無輸入信號(hào)時(shí)，信號(hào)比較器3無輸出；當(dāng)采樣電阻檢測(cè)到輸入信號(hào)后，進(jìn)行分壓處理， 并通過信號(hào)比較器3進(jìn)行對(duì)比，給比較器一個(gè)高電平信號(hào)，通過信號(hào)比較器3再輸出一個(gè)同 相信號(hào)。3)基準(zhǔn)電路基準(zhǔn)電路包括齊納二極管V22、V36 ；限流電阻R34以及電容C82，齊納二極管V22、 V36與限流電阻R34串聯(lián)，電容C82并聯(lián)于齊納二極管V22、V36 ；齊納二極管V22、V36與限 流電阻R34的節(jié)點(diǎn)接入信號(hào)比較器3的2端(輸入端)。4)常閉功能設(shè)置電路常閉功能設(shè)置電路4由雙極性NPN三極管V20、二極管V34和上拉電阻R36組成。 雙極性NPN三極管V20與上拉電阻R36的節(jié)點(diǎn)連接于信號(hào)比較器3的7端(輸出端)；當(dāng) 常閉功能設(shè)置電路4的前級(jí)電路(信號(hào)比較器幻沒有工作時(shí)，電壓源Vcc驅(qū)使雙極性NPN 三極管V20、二極管V34以及上拉電阻R36組成的反相器工作，使該電路輸出端呈現(xiàn)低電平 模式，傳給后級(jí)隔離驅(qū)動(dòng)電路5。5)隔離驅(qū)動(dòng)電路隔離驅(qū)動(dòng)電路5由光電耦合器V18、雙極性PNP三極管V19和電阻R49組成。光 電耦合器V18的1、3端是輸入端，5、7端為輸出端；電阻R49接于V18的1端，V19接入V18 的3端；當(dāng)前級(jí)常閉功能設(shè)置電路4為低電平時(shí)，通過雙極性PNP三極管V19將光電耦合器 V18的輸入級(jí)拉低。光電耦合器V18工作，輸出端輸出一個(gè)低電平信號(hào)；當(dāng)前級(jí)電路沒有工 作時(shí)，雙極性PNP三極管V19和光電耦合器V18均處于開路狀態(tài)。6)輸出保護(hù)電路當(dāng)負(fù)載為非純電阻性、感性或容性時(shí)，開關(guān)狀態(tài)可能產(chǎn)生大于電路所能承受的瞬 態(tài)電壓、浪涌電流。若保護(hù)不當(dāng)可能會(huì)導(dǎo)致電路損傷。輸出保護(hù)電路由瞬態(tài)電壓抑制器(TVS 管)和電阻R51、電容C83組成。電阻R51和電容C83接于光電耦合器V18的輸出端；感性 和容性負(fù)載引起的瞬態(tài)干擾尖峰可通過它們吸收。電磁兼容性的設(shè)計(jì)印制板上各種元件進(jìn)行合理地分布，減弱輻射噪聲，對(duì)于小信 號(hào)線遠(yuǎn)離噪聲源，而且輸入、輸出線盡可能的分開、遠(yuǎn)離。本實(shí)用新型的電路提供了良好的 接地，接入系統(tǒng)后可以與其它系統(tǒng)的設(shè)備保持共地，保證系統(tǒng)處于同一基準(zhǔn)參考點(diǎn)，消除環(huán) 境電壓，地電勢(shì)差等的影響，輸入輸出濾波電路對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行有效的屏蔽，使信號(hào)產(chǎn)生較 小的電磁干擾，同時(shí)保護(hù)信號(hào)本身所受到的電磁干擾最小。
權(quán)利要求1.一種具有常閉式電磁繼電器功能的電路，其特征在于所述替換電路包括輸入保護(hù) 電路、輸入采樣檢測(cè)電路、基準(zhǔn)電路、信號(hào)比較器、常閉功能設(shè)置電路、隔離驅(qū)動(dòng)電路、輸出 保護(hù)電路；所述輸入保護(hù)電路、輸入采樣檢測(cè)電路、信號(hào)比較器、常閉功能設(shè)置電路、隔離驅(qū) 動(dòng)電路和輸出保護(hù)電路依次連接；所述基準(zhǔn)電路接入信號(hào)比較器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有常閉式電磁繼電器功能的電路，其特征在于所述輸入 保護(hù)電路是LC或RC濾波電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有常閉式電磁繼電器功能的電路，其特征在于所述基準(zhǔn) 電路包括齊納二極管、限流電阻以及電容，所述齊納二極管與限流電阻串聯(lián)，所述電容并聯(lián) 于齊納二極管；所述齊納二極管與限流電阻的節(jié)點(diǎn)接入信號(hào)比較器的2端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有常閉式電磁繼電器功能的電路，其特征在于所述輸入 采樣檢測(cè)電路包括檢測(cè)電阻以及分壓電阻；所述分壓電阻與檢測(cè)電阻串聯(lián)，所述分壓電阻 與檢測(cè)電阻連線的節(jié)點(diǎn)與輸入保護(hù)電路的R或C連接，并接入信號(hào)比較器的3端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有常閉式電磁繼電器功能的電路，其特征在于所述常閉 功能設(shè)置電路包括雙極性NPN三極管、二極管和上拉電阻；所述雙極性NPN三極管的基極連 接上拉電阻，發(fā)射極連接二極管的陽極；所述雙極性NPN三極管與上拉電阻的節(jié)點(diǎn)連接于 信號(hào)比較器的7端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有常閉式電磁繼電器功能的電路，其特征在于所述隔離 驅(qū)動(dòng)電路包括光電耦合器、雙極性PNP三極管以及電阻，所述電阻連接于光電耦合器的1 端，所述所述雙極性PNP三極管的發(fā)射極連接于光電耦合器的3端；所述雙極性PNP三極管 的基極與常閉功能設(shè)置電路的雙極性NPN三極管連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有常閉式電磁繼電器功能的電路，其特征在于所述輸出 保護(hù)電路是RC電路；所述輸出保護(hù)電路連接于光電耦合器的輸出端。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一權(quán)利要求所述的具有常閉式電磁繼電器功能的電路，其特征 在于所述信號(hào)比較器是LM193或LMlll。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有常閉式電磁繼電器功能的電路，其特征在于所述電路 還包括有輔助電源，所述輔助電源連接于信號(hào)比較器。
專利摘要本實(shí)用新型提出了一種具有常閉式電磁繼電器功能的電路，該替換電路包括輸入保護(hù)電路、輸入采樣檢測(cè)電路、基準(zhǔn)電路、信號(hào)比較器、常閉功能設(shè)置電路、隔離驅(qū)動(dòng)電路、輸出保護(hù)電路；輸入保護(hù)電路、輸入采樣檢測(cè)電路、信號(hào)比較器、常閉功能設(shè)置電路、隔離驅(qū)動(dòng)電路和輸出保護(hù)電路依次連接；基準(zhǔn)電路接入信號(hào)比較器。本實(shí)用新型的一種能替換常閉式電磁繼電器功能的分立式電路，整個(gè)電路工作穩(wěn)定，可靠性高，通用性強(qiáng)，使用方便可以極大提高設(shè)備性能。
文檔編號(hào)H03K17/72GK201893766SQ201020645369
公開日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者付金泉, 龐菁, 張阿林, 董暉, 黃韜 申請(qǐng)人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司第六三一研究所