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：
本实用新型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。
实用新型内容为了解决背景技术中所存在的技术问题，本实用新型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。本实用新型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。本实用新型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，本实 用新型通过小型化设计，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。本实用新型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是本实用新型的电路示意框图；图2是本实用新型的电路原理具体实施方式
参见图1，本实用新型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。本实用新型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，本实用新型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，本实用新型在电路输入端串 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(信号比较器幻没有工作时，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。本实用新型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。
专利摘要本实用新型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。本实用新型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H03K17/72GK201893766SQ201020645369
公开日2011年7月6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