一种稳安定效的控制电路芯片及其安全控制电器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种控制电路，特别涉及一种稳安定效的控制电路芯片及其安全控制电器，应用在温度、压力、水位、定时控制和所有限量测控电器中，能提高安全性能，避免使用时发生如火灾或压力爆炸等严重失控事故。因此，本发明在小家电及简易限量测控、定时控制、安全防护等电子应用领域用途广泛，且使电器产品性/价比极高。
【背景技术】
[0002]为了核实本发明的新颖性，本发明人查阅了大量相关技术资料(专业书籍、报刊)，检索了相关专利文献，都只发现仅完成基本主控(超上下限位控制和定时控制)功能的电路较多，从未发现采用本发明所述的技术措对各种异常故障进行安全保护控制、防止异常失控的相关安全控制电器及其技术资料。
【发明内容】
[0003]本发明主要解决原有基本主控(超上下限位控制和定时控制)电路经常因异常故障而失控，不能及时切断负载供电，存在使用安全隐患的技术问题；提供一种能全面监测核心电路模块输入/输出/设置/控制/电源各端口发生的异常开路故障及端口相邻短路故障、或端口相互短路故障、或输入端超越底限、或上限下限被冲顶等等各种故障，且及时切断负载供电，确保主控电路不失控，避免发生严重失控事故(如火灾或压力爆炸)，确保使用安全的稳安定效的控制电路芯片及其安全控制电器，
[0004]本发明为解决上述技术问题，主要采用了下述技术措施或技术方案:
[0005]本发明中稳安定效的控制电路芯片采用并行的第一单元电路和第二单元电路以及阶梯式电路工作限位(5)构成，其中第一单元电路和第二单元电路可以并列使用，也可以分开独立使用，所述的第一单元电路包括第一单元悬浮式通用放大器(I)、第一单元压控隔离开关或电阻(2)、第一单元托底式安全控制电路(3)，所述的第二单元电路包括第二单元悬浮式门控放大器(6)、第二单元时控隔离开关或电阻(7)、第二单元托底式安全控制电路(8)，阶梯式电路工作限位(5)为第一单元电路和第二单元电路提供工作限位；所述的第一单元电路的放大输入端(Vfi)连接第一单元悬浮式通用放大器(I)放大输入端和第一单元压控隔离开关或电阻(2)的电压控制端，第一单元悬浮式通用放大器(I)输出端连接第一单元压控隔离开关或电阻(2)的输入端，第一单元压控隔离开关或电阻(2)的输出端连接第一单元托底式安全控制电路(3)的输入端，作为第一单元电路的电平输入端(Vil)，第一单元托底式安全控制电路(3)的输出端就直接作为第一单元电路的控制输出端(Vm);所述的第二单元电路的放大输入端(Vf2)连接第二单元悬浮式门控放大器(6)放大输入端和第二单元时控隔离开关或电阻(7)的电压控制端，第二单元悬浮式门控放大器(I)输出端连接第二单元时控隔离开关或电阻(7)的输入端，第二单元时控隔离开关或电阻(7)的输出端连接第二单元托底式安全控制电路(8)的输入端，作为第二单元电路的电平输入端(Vi2)，第二单元托底式安全控制电路(3)的输出端就直接作为第二单元电路的控制输出端(V02);所述的阶梯式电路工作限位(5)分四级直流电压V+1、V+2、V+3、V+4输出，其电压的阶梯顺序为ν+1大于V+2大于V+3大于V+4，直流电压V+1作为第一单元电路和第二单元电路外部直流稳压电源正极电压v+1的输入端，直流电压V +2、v+4分别为第一单元托底式安全控制电路⑶和第二单元托底式安全控制电路⑶设置上限电位(ν+2)和底限电位(V+4)，直流电压13为第一单元悬浮式通用放大器(I)和第二单元悬浮式门控放大器(6)设置悬浮电位(V+3);所述的第一单元悬浮式通用放大器(I)和第一单元压控隔离开关或电阻(2)组合电路可以与第二单元悬浮式门控放大器(6)等效互换。
[0006]作为优选的一种稳安定效的控制电路芯片的实施例1:所述的第一单元悬浮式通用放大器(I)包括运算放大器Al和电阻R1，所述的第一单元压控隔离开关或电阻(2)包括压控隔离开关GK1，所述的第一单元托底式安全控制电路(3)包括运算放大器A3、A5和稳压二极管WDl及电阻R3、R5、R7，所述的第二单元悬浮式门控放大器(6)包括门控型运算放大器A2和电阻R2，所述的第二单元时控隔离开关或电阻(7)用电阻R8代替，所述的第二单元托底式安全控制电路(8)包括运算放大器A4、A6和二极管Dl及电阻R6、R10，所述的阶梯式电路工作限位(5)包括稳压二极管WD2、WD3、WD4和电阻R8 ;电路连接方式是:所述的运算放大器Al的反相(一)输入端和压控隔离开关GKl的电压控制端并接在第一单元电路的放大输入端(VF1)，运算放大器Al的正相(+)输入端连接电阻Rl的一端，电阻Rl的另一端连接直流电压V+3，运算放大器Al的输出端连接压控隔离开关GKl的输入端，压控隔离开关GKl的输出端连接运算放大器A3的正相(+)输入端和运算放大器A5的反相(-)输入端及电阻R7 —端，作为第一单元电路的电平输入端(Vil)，直流电压V+2为运算放大器A3的反相㈠输入端设置上限电位，运算放大器A3的输出端连接稳压二极管WDl正极和电阻R3、R5及电阻R7另一端，电阻R5另一端连接直流电压V+1，稳压二极管WDl负极连接运算放大器A5的正相(+)输入端，电阻R3另一端连接运算放大器A5的输出端第一单元电路的控制输出端(U ;所述的门控型运算放大器Α2的反相㈠输入端和其使能控制端并接在第二单元电路的放大输入端(Vf2)，门控型运算放大器Α2的正相(+)输入端连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接电源电压V+3，门控型运算放大器A2的输出端连接电阻R18的一端，电阻R18的一端并接运算放大器A4的正相(+)输入端和运算放大器A6的反相(-)输入端及电阻R6—端的接点，作为第二单元电路的电平输入端(Vil)，运算放大器A4的反相(-)输入端作为底限设置端连接直流电压V+4，运算放大器A4的输出端连接二极管Dl负极和电阻R6另一端，二极管Dl正极连接直流电压V+2和运算放大器A6的正相⑴输入端及电阻RlO—端，电阻RlO另一端连接运算放大器A6的输出端作为第二单元电路的控制输出端(VJ ;所述的直流电压V+1作为外部直流稳压电源正极电压V+1的输入端连接电阻R8的一端，电阻R8另一端串接稳压二极管WD2负极的接点作为直流电压V+2，稳压二极管WD2正极串接稳压二极管WD3负极的接点作为直流电压V+3，稳压二极管WD3正极串接稳压二极管WD4负极的接点作为直流电压V+4，稳压二极管WD4正极接电路地端(GND)。
[0007]作为优选的一种稳安定效的控制电路芯片的实施例2:所述的第一单元悬浮式通用放大器(I)和第一单元压控隔离开关或电阻(2)的组合电路可以用悬浮式门控放大器的电路替换，包括门控型运算放大器All和电阻1R1、1R9，所述的第一单元托底式安全控制电路(3)包括运算放大器A13、A15和二极管101与电容1(:1及电阻11?3、11?5、11?7，所述的第二单元悬浮式门控放大器(6)包括门控型运算放大器A12和电阻1R2，所述的第二单元时控隔离开关或电阻(7)包括时控隔离开关1TK2，如不需要控时功能，可用电阻代替时控隔离开关1TK2，所述的第二单元托底式安全控制电路(8)包括运算放大器A14、A16和稳压二极管IffDl及电阻1R6、1R10，所述的阶梯式电路工作限位(5)包括稳压二极管1WD2、1WD3、1WD4和电阻1R8 ;电路连接方式是:所述的门控型运算放大器Al I的反相㈠输入端和其电压控制端并接在第一单元电路的放大输入端(Vfi)，门控型运算放大器Al I的正相(+)输入端连接电阻IRl的一端，电阻IRl的另一端连接直流电压V+3，门控型运算放大器All的输出端连接电阻1R9的一端，电阻1R9的另一端连接运算放大器A13的反相(-)输入端和运算放大器A15的正相(+)输入端及二极管IDl负极、电阻1R7—端，作为第一单元电路的电平输入端(Vil)，运算放大器A13的正相(+)输入端连接电容ICl和电阻1R3、1R5，电容ICl另一端接电路地端(GND)，电阻1R3另一端连接直流电压V+1，电阻1R5另一端连接运算放大器A13的输出端(Vel)和二极管IDl正极，运算放大器A15的反相(-)输入端连接直流电压V+2，电阻1R7另一端连接运算放大器A5的输出端，作为第一单元电路的控制输出端(Vw);所述的门控型运算放大器Α12的控制端和反相㈠输入端与时控隔离开关1ΤΚ2的控制端并接在第二单元电路的放大输入端(Vf2)，门控型运算放大器Α12的正相(+)输入端连接电阻1R2的一端，电阻1R2的另一端连接直流电压V+3，门控型运算放大器A12的输出端连接时控隔离开关1TK2的输入端，时控隔离开关1TK2的输出端并接运算放大器A14、A16的两个正相(+)输入端和电阻1R6 —端的结点，作为第二单元电路的电平输入端(Vil)，运算放大器A14的反相(_)输入端连接直流电压V+2，运算放大器A14的输出端连接稳压二极管IWDl正极和电阻RlO—端及电阻1R6另一端，稳压二极管IWDl负极连接运算放大器A6的反相(-)输入端，电阻RlO另一端连接直流电压V+1，运算放大器A16的输出端作为第二单元电路的控制输出端(V02);所述的直流电压V+1作为外部直流稳压电源正极电压V+1的输入端连接电阻1R8的一端，电阻1R8另一端串接稳压二极管1WD2负极的接点作为直流电压V+2，稳压二极管1WD2正极串接稳压二极管1WD3负极的接点作为直流电压V+3，稳压二极管1WD3正极串接稳压二极管1WD4负极的接点作为直流电压V+4，稳压二极管1WD4正极接电路地端(GND)。
[0008]作为优选的一种稳安定效的控制电路芯片的实施例3:所述的第一单元悬浮式通用放大器(I)包括运算放大器A21和电阻2R1，所述的第一单元压控隔离开关或电阻(2)包括压控隔离开关2GK1，所述的第一单元托底式安全控制电路(3)包括运算放大器A23、A25和二极管2D1及电阻2R3、2R5、2R7，所述的第二单元悬浮式门控放大器(6)包括门控型运算放大器A22、电阻2R1，所述的第二单元时控隔离开关或电阻(7)包括时控隔离开关2TK2，所述的第二单元托底式安全控制电路(8)包括电压比较器B24、B26和电阻2R6、2R10、2R12，所述的阶梯式电路工作限位(5)包括稳压二极管2WD2、2WD3、2WD4和电阻2R8 ;电路连接方式是:所述的运算放大器A21的反相(-)输入端和压控隔离开关GKl的电压控制端并接在第一单元电路的放大输入端(Vfi)，运算放大器A21的正相(+)输入端连接电阻2R1的一端，电阻2R1的另一端连接直流电压V+3，运算放大器A21的输出端连接压控隔离开关2GK1的输入端，压控隔离开关2GK1的输出端连接运算放大器A23的反相(-)输入端和运算放大器A25的正相(+)输入端及电阻2R7—端，作为第一单元电路的电平输入端(Vn)，运算放大器A23的正相(+)输入端连接直流电压V+4和电阻2R3，电阻2R3另一端连接运算放大器A23的输出端(Vel)和二极管2D1正极，运算放大器A25的反相㈠输入端连接直流电压V+2，运算放大器A25的输出端连接电阻2R5的一端，电阻2R5的另一端连接电阻2R7另一端和二极管2D1负极，该连接点作为第一单元电路的控制输出端(Vw);所述的门控型运算放大器Α22的电压控制端和反相(-)输入端与时控隔离开关2ΤΚ2的电压控制端并接在第二单元电路的放大输入端(Vf2)，门控型运算放大器Α22的正相(+)输入端连接电阻2R2的一端，电阻2R2的另一端连接直流电压V+3，门控型运算放大器A22的输出端连接时控隔离开关2TK2的输入端，时控隔离开关2TK2的输出端连接电压比较器B24正相(+)输入端和电压比较器B26反相(-)输入端及电阻2R6—端，作为第二单元电路的电平输入端(Vn)，电压比较器B24反相(-)输入端连接直流电压V+4，电压比较器B26正相(+)输入端连接直流电压乂+2和电阻2R12 —端，电阻2R10 —端连接直流电压V+1，电阻2R10另一端与电阻2R12另一端和电阻2R6另一端并接于电压比较器B24、B26的两输出端，作为第二单元电路的控制输出端(V02);所述的直流电压V+1作为外部直流稳压电源正极电压V+1的输入端连接电阻2R8的一端，电阻2R8另一端串接稳压二极管2WD2负极的接点作为直流电压V+2，稳压二极管2WD2正极串接稳压二极管2WD3负极的接点作为直流电压V+3，稳压二极管2WD3正极串接稳压二极管2WD4负极的接点作为直流电压V+4，稳压二极管2WD4正极接电路地端(GND)。
[0009]本发明中稳安定效的控制电路芯片结构框架图的工作原理和功能:
[0010]1.第一单元电路和或第二单元电路的放大输入端(Vfi和或Vf2)是用来输入微弱的电信号或传感信号或感温信号的，该微弱的电信号经第一单元悬浮式通用放大器(I)和或第二单元悬浮式门控放大器(6)放大后，直接通过第一单元压控隔离开关或电阻(2)和或第二单元时控隔离开关或电阻(X)进入第一单元托底式安全控制电路(3)和或第二单元托底式安全控制电路(8)的输入端，也就是第一单元电路和或第二单元电路的电平输入端(Vil和或Vi2);若被放大的信号低于第一单元托底式安全控制电路(3)和或第二单元托底式安全控制电路⑶内部设定的上限电位，则第一单元托底式安全控制电路⑶输出端(V01)就输出低电平，而第二单元托底式安全控制电路⑶的输出端(Vq2)就输出高电平，各自控制其外围驱动、执行电路进入守备工作通电状态；若被放大的信号高于第一单元托底式安全控制电路(3)和或第二单元托底式安全控制电路(8)内部设定的上限电位，则第一单元托底式安全控制电路(3)输出端(Vm)就输出高电平，而第二单元托底式安全控制电路(8)的输出端(VJ就输出低电平，各自控制其外围驱动、执行电路进入安全控制关闭断电状态；若被放大的信号因异常故障而极低，低于第一单元托底式安全控制电路(3)和或第二单元托底式安全控制电路(8)内部设定的底限电位，则第一单元托底式安全控制电路
(3)输出端