专利名称：一种具有常闭式电磁继电器功能的电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有常闭式电磁继电器功能的电路，尤其涉及一种替换常闭式电磁继电器功能的分立式电路。
背景技术：
在电子设备电源模块的研制中，有一电路要求当输入信号为零(低电位)或开路时，输出信号为零(低电位)；当输入信号为正时，输出信号开路(无信号)，这种功能通常用常闭式电磁继电器来实现。电磁式继电器使用的是有触点开关，衔铁颤动会引起触点的抖动，在开启和关闭的工作过程中干扰较大。如果大量使用继电器，触点开关众多，会形成一股很强的电磁干扰波，严重污染电磁环境，危及用电设备安全。特别是在当今种类繁多的各种设备中，电子设备占据的份额越来越大，对电磁兼容性的要求也越来越高。在研的某电子设备因所处空间狭小，电磁兼容环境恶劣，更应该重视电磁式继电器的干扰问题。所以在空间有限条件下，应该少用或不用电磁继电器。另外，由于固体继电器存在体积较大难以安装和无法实现常闭功能等因素，也不能选用。为此，需要设计一种能替换常闭式电磁继电器功能的分立式电路。
发明内容
为了解决背景技术中所存在的技术问题，本发明提出了一种能替换常闭式电磁继电器功能的分立式电路，整个电路工作稳定，可靠性高，通用性强，使用方便可以极大提高设备性能。本发明的技术解决方案是一种具有常闭式电磁继电器功能的电路，其特征在于 所述替换电路包括输入保护电路、输入采样检测电路、基准电路、信号比较器、常闭功能设置电路、隔离驱动电路、输出保护电路；所述输入保护电路、输入采样检测电路、信号比较器、常闭功能设置电路、隔离驱动电路和输出保护电路依次连接；所述基准电路接入信号比较器。上述输入保护电路是LC或RC滤波电路。上述基准电路包括齐纳二极管、限流电阻以及电容，所述齐纳二极管与限流电阻串联，所述电容并联于齐纳二极管；所述齐纳二极管与限流电阻的节点接入信号比较器的 2端。上述输入采样检测电路包括检测电阻以及分压电阻；所述分压电阻与检测电阻串联，所述分压电阻与检测电阻连线的节点与输入保护电路的R或L连接，并接入信号比较器的3端。上述常闭功能设置电路包括双极性NPN三极管、二极管和上拉电阻；所述双极性 NPN三极管的基极连接上拉电阻，发射极连接二极管的阳极；所述双极性NPN三极管与上拉电阻的节点连接于信号比较器的7端。7端是信号比较器的输出端。上述隔离驱动电路包括光电耦合器、双极性PNP三极管以及电阻，所述电阻连接于光电耦合器的1端，所述双极
3性PNP三极管的发射极连接于光电耦合器的3端；所述双极性PNP三极管的基极与常闭功能设置电路的双极性NPN三极管连接。上述输出保护电路是RC电路；所述输出保护电路连接于光电耦合器的输出端。上述信号比较器是LM193或LM111。本发明的电路既有输出和输入保护电路，使整个电路工作稳定，可靠性高，通用性强，使用方便，极大提高设备性能。相对于现在的机械控制的常闭式电磁继电器，本发明通过小型化设计，该电路可封装成模块形式应用。模块外壳采用密封性能好的全铝金属屏蔽壳体，有效的屏蔽电磁辐射干扰，对于发热量较大的器件采用紧贴金属外壳的方式来散热， 能够及时将热量传导或辐射出去，散热效果良好，保证产品在高温下也能够正常工作。这种结构设计方式，占用空间小，安装固定可靠，且便于拆卸维修，对外的交联引线通过引线孔引出，连线简单，通用性很强。本发明也可以更换相应工业、民档元器件，在不影响产品功能齐全性的条件下，还可以很广泛的应用于其它工业、民用等领域。
图1是本发明的电路示意框图；图2是本发明的电路原理具体实施例方式参见图1，本发明的具有常闭式电磁继电器功能的电路由输入保护电路1、输入采样检测电路2、信号比较器3、常闭功能设置电路4、隔离驱动电路5、输出保护电路6、基准电路7和辅助电源8组成。输入保护电路1、输入采样检测电路2、信号比较器3、常闭功能设置电路4、隔离驱动电路5和输出保护电路6依次连接；基准电路7和辅助电源8接入信号比较器。本发明的电路基本工作原理是，工作初始时，继电器处于常闭工作状态，输出为零或负。有输入信号时，该信号经过信号比较器3与输入采样检测电路2中的基准电压比较后，输出高电平信号去驱动常闭功能设置电路4，使该电路工作状态从常闭式输出为零或负转化成常开(输出为高电平或开路)，再通过隔离驱动电路5给被控制设备。输入保护电路 1和输出保护电路6保证了整个电路的工作稳定性。参见图2，本发明的具体各部分电路设计如下1)输入保护电路设置输入保护电路的思想在于，在一些控制领域，由于外界环境干扰大，会导致输出电压、输入电流波动的增大，严重的可引发电路故障。为此，本发明在电路输入端串入输入保护电路1，输入保护电路1是LC或者RC滤波电路，消振网络，以降低干扰。2)输入采样检测电路以及信号比较器输入采样检测电路2包括检测电阻R35以及分压电阻R33。分压电阻R33与检测电阻R35连线的节点与输入保护电路1的R或C连接，并接入信号比较器的3端(输入端)； 信号比较器3是LM193或LM111，其中2端和3端为输入端，7端为输出端；工作电压可低至 3V,输出电流可达16mA，具有一定的驱动能力，信号比较器3接有一辅助电源7，进行辅助供电。在无输入信号时，信号比较器3无输出；当采样电阻检测到输入信号后，进行分压处理， 并通过信号比较器3进行对比，给比较器一个高电平信号，通过信号比较器3再输出一个同相信号。3)基准电路基准电路包括齐纳二极管V22、V36 ；限流电阻R34以及电容C82，齐纳二极管V22、 V36与限流电阻R34串联，电容C82并联于齐纳二极管V22、V36 ；齐纳二极管V22、V36与限流电阻R34的节点接入信号比较器3的2端(输入端)。4)常闭功能设置电路常闭功能设置电路4由双极性NPN三极管V20、二极管V34和上拉电阻R36组成。 双极性NPN三极管V20与上拉电阻R36的节点连接于信号比较器3的7端(输出端)；当常闭功能设置电路4的前级电路(信号比较器3)没有工作时，电压源Vcc驱使双极性NPN 三极管V20、二极管V34以及上拉电阻R36组成的反相器工作，使该电路输出端呈现低电平模式，传给后级隔离驱动电路5。5)隔离驱动电路隔离驱动电路5由光电耦合器V18、双极性PNP三极管V19和电阻R49组成。光电耦合器V18的1、3端是输入端，5、7端为输出端；电阻R49接于V18的1端，V19接入V18 的3端；当前级常闭功能设置电路4为低电平时，通过双极性PNP三极管V19将光电耦合器 V18的输入级拉低。光电耦合器V18工作，输出端输出一个低电平信号；当前级电路没有工作时，双极性PNP三极管V19和光电耦合器V18均处于开路状态。6)输出保护电路当负载为非纯电阻性、感性或容性时，开关状态可能产生大于电路所能承受的瞬态电压、浪涌电流。若保护不当可能会导致电路损伤。输出保护电路由瞬态电压抑制器(TVS 管)和电阻R51、电容C83组成。电阻R51和电容C83接于光电耦合器V18的输出端；感性和容性负载引起的瞬态干扰尖峰可通过它们吸收。电磁兼容性的设计印制板上各种元件进行合理地分布，减弱辐射噪声，对于小信号线远离噪声源，而且输入、输出线尽可能的分开、远离。本发明的电路提供了良好的接地， 接入系统后可以与其它系统的设备保持共地，保证系统处于同一基准参考点，消除环境电压，地电势差等的影响，输入输出滤波电路对各种信号进行有效的屏蔽，使信号产生较小的电磁干扰，同时保护信号本身所受到的电磁干扰最小。
权利要求
1.一种具有常闭式电磁继电器功能的电路，其特征在于所述替换电路包括输入保护电路、输入采样检测电路、基准电路、信号比较器、常闭功能设置电路、隔离驱动电路、输出保护电路；所述输入保护电路、输入采样检测电路、信号比较器、常闭功能设置电路、隔离驱动电路和输出保护电路依次连接；所述基准电路接入信号比较器。
2.根据权利要求1所述的具有常闭式电磁继电器功能的电路，其特征在于所述输入保护电路是LC或RC滤波电路。
3.根据权利要求2所述的具有常闭式电磁继电器功能的电路，其特征在于所述基准电路包括齐纳二极管、限流电阻以及电容，所述齐纳二极管与限流电阻串联，所述电容并联于齐纳二极管；所述齐纳二极管与限流电阻的节点接入信号比较器的2端。
4.根据权利要求3所述的具有常闭式电磁继电器功能的电路，其特征在于所述输入采样检测电路包括检测电阻以及分压电阻；所述分压电阻与检测电阻串联，所述分压电阻与检测电阻连线的节点与输入保护电路的R或C连接，并接入信号比较器的3端。
5.根据权利要求4所述的具有常闭式电磁继电器功能的电路，其特征在于所述常闭功能设置电路包括双极性NPN三极管、二极管和上拉电阻；所述双极性NPN三极管的基极连接上拉电阻，发射极连接二极管的阳极；所述双极性NPN三极管与上拉电阻的节点连接于信号比较器的7端。
6.根据权利要求5所述的具有常闭式电磁继电器功能的电路，其特征在于所述隔离驱动电路包括光电耦合器、双极性PNP三极管以及电阻，所述电阻连接于光电耦合器的1 端，所述所述双极性PNP三极管的发射极连接于光电耦合器的3端；所述双极性PNP三极管的基极与常闭功能设置电路的双极性NPN三极管连接。
7.根据权利要求6所述的具有常闭式电磁继电器功能的电路，其特征在于所述输出保护电路是RC电路；所述输出保护电路连接于光电耦合器的输出端。
8.根据权利要求1-7任一权利要求所述的具有常闭式电磁继电器功能的电路，其特征在于所述信号比较器是LM193或LMlll。
9.根据权利要求8所述的具有常闭式电磁继电器功能的电路，其特征在于所述电路还包括有辅助电源，所述辅助电源连接于信号比较器。
全文摘要
本发明提出了一种具有常闭式电磁继电器功能的电路，该替换电路包括输入保护电路、输入采样检测电路、基准电路、信号比较器、常闭功能设置电路、隔离驱动电路、输出保护电路；输入保护电路、输入采样检测电路、信号比较器、常闭功能设置电路、隔离驱动电路和输出保护电路依次连接；基准电路接入信号比较器。本发明的一种能替换常闭式电磁继电器功能的分立式电路，整个电路工作稳定，可靠性高，通用性强，使用方便可以极大提高设备性能。
文档编号H03K17/72GK102545863SQ201010576908
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月7日 优先权日2010年12月7日
发明者付金泉, 庞菁, 张阿林, 董晖, 黄韬 申请人:中国航空工业集团公司第六三一研究所