一种多路触发性负载触发控制装置的制作方法

本发明属于电气控制技术领域，涉及一种触发控制装置，具体是一种多路触发性负载触发控制装置。

背景技术：

触发性负载属于阻性负载的一种，它具有作用时间短暂可控、电流要求准确等特性，例如，常用于烟花燃放、火焰喷射、炸药爆破等领域的桥丝式点火头和灯光控制领域的灯丝，就是典型的触发性负载。

触发性负载对触发电流要求很高，例如，桥丝式点火头在点火时，电流对点火头产生作用的影响很大。电流太小，桥丝升温较慢，桥丝熔断时间增大，点火头作用时间加长。电流太大，桥丝升温很快，桥丝在药剂爆发之前已经熔断，造成点火头瞎火。

另外，类似烟花燃放、灯光控制等领域，一般都会利用多路控制，才能形成多式多样的效果。这时，对于多个触发性负载来说，一般都需要设置多个触发开关，每个触发开关控制一个触发对象，操作人员需要进行触发的时候，按下相应的开关即可实现对应触发对象的触发。这种触发控制方式，当触发对象的数量较少时是很方便的，但是触发对象非常多的时候，就需要设置非常多的开关，非常的不便。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种多路触发性负载触发控制装置，能够方便的实现较多触发性负载的触发控制。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种多路触发性负载触发控制装置，包括微处理器、信号驱动放大单元、继电器阵列、触发对象以及恒流电源，所述的微处理器输出选通信号，所述的信号驱动放大单元将选通信号放大后驱动继电器阵列中各继电器的吸合或关断，所述的恒流电源通过继电器阵列与触发对象连接。

进一步地，所述的信号驱动放大单元具有选通信号{X1、X2、…、XN}输出口；所述的继电器阵列包括K个继电器，K个继电器的控制信号公共端均连接高电平，K个继电器的控制信号输入端依次连接选通信号{X1、X2、…、XN}输出口，各继电器开关的一个触点连接恒流电源，另一个触点分别连接N个触发对象。

进一步地，所述的信号驱动放大单元具有选通信号{X1、X2、…、XN}输出口和选通信号{Y1、Y2、…、YM}输出口；所述的继电器阵列包括M组继电器，每组有K个继电器；M组继电器的控制信号公共端依次连接选通信号{Y1、Y2、…、YM}输出口，每组的K个继电器的控制信号输入端依次连接选通信号{X1、X2、…、XN}输出口，各继电器开关的一个触点连接恒流电源，另一个触点分别连接M×N个触发对象。

进一步地，所述的信号驱动放大单元具有选通信号{X1、X2、…、XN}输出口、选通信号{Y1、Y2、…、YM}输出口以及选通信号{Z1、Z2、…、ZL}输出口；所述的继电器阵列包括L大组继电器和P个独立继电器，每大组继电器包括M小组继电器，每小组继电器有K个继电器；P个独立继电器的控制信号公共端均连接高电平，P个独立继电器的控制信号输入端分别连接选通信号{Z1、Z2、…、ZL}输出口，P个独立继电器开关的一个触点连接恒流电源，另一个触点分别作为L大组继电器的供电端；L大组继电器中的M小组继电器的控制信号公共端依次连接选通信号{Y1、Y2、…、YM}输出口，每小组的K个继电器的控制信号输入端依次连接选通信号{X1、X2、…、XN}输出口，L大组继电器开关的一个触点分别与P个独立继电器的L个供电端相连，另一个触点分别连接N×M×L个触发对象。

更进一步地，所述的继电器采用四路继电器，K＝[N/4]、P＝[L/4]。

更进一步地，所述的继电器采用八路继电器，K＝[N/8]、P＝[L/8]。

进一步地，所述的恒流电源包括稳压电源和恒流控制电路，所述的稳压电源经过恒流控制电路输出恒定的电流至继电器阵列。

更进一步地，所述的恒流控制电路包括三极管Q1、Q2以及芯片TL431，所述三极管Q1、Q2的集电极均与稳压电源输出端正极VCC相连，所述三极管Q1的基极经过电阻R1连接稳压电源输出端正极VCC，所述三极管Q1的发射极与三极管Q2的基极相连；所述三极管Q2的发射极经过电阻R2连接继电器阵列；所述芯片TL431的阴极连接三极管Q1的基极，所述芯片TL431的基准脚连接三极管Q2的发射极，所述芯片TL431的阳极与继电器阵列连接。

本发明的有益效果：本发明通过设置微处理器，将用户输入的触发编号转换成选通信号，然后继电器阵列根据该选通信号对相应的触发对象进行触发控制，这样就不需要布置太多的开关，并且可以进行多路触发对象自动连续触发。对于有很多个触发对象的系统而言，非常的方便和快捷，节省了宝贵的微处理器端口配置资源，成本也比较低。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。

图1是本发明的系统示意图。

图2是四路继电器的示意图。

图3是八路继电器的示意图。

图4是本发明实施例一的继电器阵列电路图，其中继电器选用的是四路继电器。

图5是本发明实施例一的继电器阵列电路图，其中继电器选用的是八路继电器。

图6是本发明实施例二的继电器阵列电路简图，其中继电器选用的是四路继电器。

图7是是本发明实施例三的继电器阵列电路简图，其中继电器选用的是四路继电器。

图8是本发明中恒流电源的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种多路触发性负载触发控制装置，包括微处理器10、信号驱动放大单元20、继电器阵列30、触发对象40以及恒流电源50，微处理器根据用户的触发需求，发出触发选通信号，信号驱动放大单元20将选通信号放大后驱动继电器阵列30中各继电器的吸合或关断，恒流电源50通过继电器阵列30与触发对象40相连。

本发明通过设置继电器阵列30，选通信号经过信号驱动放大单元20放大后驱动继电器阵列30中各继电器的吸合或关断，不同的选通信号，对应不同的继电器吸合或关断，而不同的继电器吸合或关断时，恒流电源50分别与不同的触发对象40相连，实现了不同触发对象40的触发，无需设置开关，对于具有很多触发对象40的系统来说，本发明可以进行多路触发对象40自动连续触发，并且成本低、控制方便。

微处理器10输出的选通信号皆为微弱控制信号，不足以驱动继电器，通过设置信号驱动放大单元20，将微弱控制信号放大，放大后的选通信号输出至继电器阵列30，控制各继电器的吸合或关断。这样，由若干个继电器组成的继电器阵列30，在微处理器10输出的微弱信号的控制下，精准有序的开通关断，实现对多路触发对象40的触发控制。

继电器阵列30由若干个继电器组成，其中，继电器可以选用四路继电器，也可以选用八路继电器，当然也可以选用其他种类的继电器，只要能够实现相应的功能。

如图2所示，四路继电器具有一个控制信号公共端Com+，具有四个控制信号输入端，分别是IN1-、IN2-、IN3-和IN4-，每个四路继电器包括四个继电器开关，O1+、O1-为一个开关的两个触点，O2+、O2-为一个开关的两个触点，O3+、O3-为一个开关的两个触点，O4+、O4-为一个开关的两个触点。控制信号公共端Com+置高电平时，当控制信号输入端IN1-有低电平信号输入时，O1+、O1-导通；当控制信号输入端IN2-有低电平信号输入时，O2+、O2-导通；当控制信号输入端IN3-有低电平信号输入时，O3+、O3-导通；当控制信号输入端IN4-有低电平信号输入时，O4+、O4-导通。

如图3所示，八路继电器具有一个控制信号公共端Com+，具有八个控制信号输入端，每个八路继电器包括八个继电器开关，其工作原理与四路继电器相同，不同的是控制信号输入端的个数以及继电器开关的个数有所增加。

当使用四路继电器时，下列实施例中涉及到的参数按照公式K＝[N/4]、P＝[L/4]进行计算；当使用八路继电器时，下列实施例中涉及到的参数按照公式K＝[N/8]、P＝[L/8]进行计算；对于其他多路继电器，可以依此类推。上面所述及的公式中，中括号表示的是取整的意思。

实施例一：如图4和图5所示，信号驱动放大单元具有选通信号{X1、X2、…、XN}输出口；继电器阵列30包括K个继电器，K个继电器的控制信号公共端均连接高电平，K个继电器的控制信号输入端依次连接选通信号{X1、X2、…、XN}输出口，各继电器开关的一个触点连接恒流电源50，另一个触点分别连接{1、2、…、N}路触发对象40。由于只有一路选通信号，只要设置K个继电器即可，适用于较少触发对象40的情况下，触发对象40的数量为N。

具体工作时，当选通信号X1输出口有信号输出时，第一个继电器开关O1+触点和O1-触点接通，恒流电源50经过继电器开关O1+触点和O1-触点为1路触发对象供电，实现1路触发对象的触发；同理，选通信号XN输出口有信号输出时，会相应地实现N路触发对象的触发。当有9路触发对象，这样就需要设置9个选通信号输出口，如果采用四路继电器，则需要使用3个继电器，如果采用八路继电器，则需要使用2个继电器。

实施例二：如图6所示，信号驱动放大单元具有选通信号{X1、X2、…、XN}输出口和选通信号{Y1、Y2、…、YM}输出口；继电器阵列30包括M组继电器，每组有K个继电器；M组继电器的控制信号公共端依次连接选通信号{Y1、Y2、…、YM}输出口，每组的K个继电器的控制信号输入端依次连接选通信号{X1、X2、…、XN}输出口，所有继电器开关的一个触点连接恒流电源50，另一个触点分别连接M×N路触发对象40。图6中继电器输出端的圆圈代表一路触发对象40，本实施例设置了两组选通信号，可以实现M×N路触发对象的触发，对于触发对象较多的情况使用本实施例更为合理。

具体工作时，当选通信号X3输出口和选通信号Y2输出口有信号输出时，那么第二列第一个继电器开关O3+触点和O3-触点接通，恒流电源50经过继电器开关O3+触点和O3-触点为第二列的3路触发对象供电，实现第二列3路触发对象的触发；同理，对于选通信号XN和YM，会相应地实现第M列N路触发对象的触发。本实施例可以实现M×N路触发对象的触发，且其只需要微处理器输出M+N路选通信号即可。

实施例三：如图7所示，信号驱动放大单元具有选通信号{X1、X2、…、XN}输出口、选通信号{Y1、Y2、…、YM}输出口以及选通信号{Z1、Z2、…、ZL}输出口；继电器阵列30包括L大组继电器和P个独立的继电器，每大组继电器包括M小组继电器，每小组继电器有K个继电器；P个独立继电器的控制信号公共端均连接高电平，P个独立继电器的控制信号输入端分别连接选通信号{Z1、Z2、…、ZL}输出口，P个独立继电器开关的一个触点连接恒流电源50，另一个触点分别作为L大组继电器的供电端；L大组继电器中的M小组继电器的控制信号公共端依次连接选通信号{Y1、Y2、…、YM}输出口，每小组的K个继电器的控制信号输入端依次连接选通信号{X1、X2、…、XN}输出口，L大组继电器开关的一个触点分别与P个独立继电器的L个供电端相连，另一个触点分别连接N×M×L路触发对象40。图7中继电器输出端的圆圈代表一路触发对象40，本实施例针对的是更多触发对象的情况，可以实现N×M×L路触发对象的触发，且只需要微处理器10输出(N+M+L)路选通信号即可。

具体工作时，对于选通信号{Z1、Z2、…、ZL}，其原理与实施例一相同，对于选通信号{X1、X2、…、XN}和{Y1、Y2、…、YM}，其原理与实施例二相同。

当然，对于触发对象40更多的情况，还可以设置四路或更多的选通信号。

如图8所示，作为本发明的优选方案，恒流电源50包括稳压电源51和恒流控制电路52，稳压电源51经过恒流控制电路52输出恒定的电流至继电器阵列30；恒流控制电路52包括三极管Q1、Q2以及芯片TL431，三极管Q1、Q2的集电极均与稳压电源51输出端正极VCC相连，三极管Q1的基极经过电阻R1后接VCC，三极管Q1的发射极与三极管Q2的基极相连；三极管Q2的发射极经过电阻R2后，作为恒流电源50的输出，与继电器阵列30相连；芯片TL431的阴极接三极管Q1的基极，芯片TL431的基准脚接三极管Q2的发射极，芯片TL431的阳极与继电器阵列30相连。稳压电源VCC、电阻R1、芯片TL431、三极管Q1、Q2以及电阻R2组成一个恒流源电路，为后级触发对象提供稳定电流输出。芯片TL431在正常工作时，其基准脚与阳极的电压始终恒定在2.5V，则Ir＝2.5V/R2。由于芯片TL431正常工作时，Ia的范围为1mA～100mA，若Ir＞＞Ia(实际使用中，Ir为安培级)，则有Io＝Ir，因此，只要设定R2的阻值，则输出电流Io能够达到恒流的目的。

相对于串电阻或依靠三极管放大倍数来控制触发电流的方式，本发明的恒流控制电路52，能够在更宽的负载范围内实现限流触发。另外，恒流控制电路52中引用了电流负反馈闭环控制，有效的抵去了温度对放大倍数的影响，维持了触发电流在更窄的范围内变化，更加稳定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。