封顶垫底安控电路及其安全控温控时电器的制造方法_5

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故此或门电路(5)的输出端(Vq)会输出高电位(略小于V+)给互补式双稳态或施密特触发电路¢)的正触输入端(Vz)。由于互补式双稳态或施密特触发电路(6)的正触输入端(Vz)的高电位(略小于V+),高于反触输入端(Vni)中高电位(略大于2/3V+),所以,最后强迫互补式双稳态或施密特触发电路¢)的同相输出端(Vto)输出高电位,反相输出端(Vro)输出低电位,控制外围驱动电路或执行电路立即断电,停止工作,防止了失控的发生,确保控制安全。
[0071]8.当电路模块的输入和输出端及电源两极发生开路悬空、或相互短路故障时,也会进入防失控状态,强迫控制外围驱动电路或执行电路立即断电,停止工作,确保控制安全。
[0072]根据上述工作原理可见:本实用新型具有全面防失控能力,安全性能极高。
[0073]五、对安全控温电器的应用实例电路的具体说明:
[0074]作为优选的一种安全控温电器,是采用图1中封顶垫底安控电路HLT666作为核心电路模块或器件而设计的安全控温应用实例,其电路原理图,如图5所示,其中包括测温输入电路、控温设置电路、核心电路模块或器件、故障显示电路、积分驱动电路和执行电路;所述的测温输入电路包括热敏电阻1NTC、微调电阻1R1、可变电阻1R2、电阻1R3、稳压二极管WD3,所述的控温设置电路包括电阻1R4、1R5、1R6,所述的核心电路模块或器件就是封顶垫底安控电路HLT666,所述的故障显示电路就是发光二级管1LED,所述的积分驱动电路包括电阻1R7和1R8、二极管1D7和1D8、稳压二极管IffDl和1WD2、电容ICl和1C2、三极管ITVl和1TV2,所述的执行电路包括继电器IJ和二极管1D3 ;所述的热敏电阻INTC —端接直流电源电压¥+2端、另一端接微调电阻1R1,微调电阻IRl另一端与电阻1R3的连接点(Vix)接可变电阻1R2,可变电阻1R2另一端接稳压二极管WD3的负极,稳压二极管WD3的正极接电路地端(GND),电阻1R3另一端接核心电路模块的输入端(V1);所述的电阻1R5串联在电阻1R4和电阻1R6之间,电阻1R4另一端接直流电源电压V+1端,电阻1R6另一端接电路地端(GND),电阻1R4和电阻1R5的连接点接核心电路模块的上限设置端(Vh),电阻1R5和电阻1R6的连接点接核心电路模块的下限设置端(VJ ;所述的核心电路模块的双向控制端(DAR)接发光二级管ILED正极,发光二级管ILED负极接电路地端(GND);所述的核心电路模块的电源正极输入端(V+)接直流电源电压^端,核心电路模块的电源负极输入端(V_)接电路地端(GND),核心电路模块的同相输出端(Vto)连接电阻1R7和二极管1D7正极,核心电路模块的反相输出端(Vfq)连接电阻1R8和二极管1D8负极;所述的电阻1R7另一端连接二极管1D7负极和电容ICl负极与稳压二极管IWDl正极,电阻1R8另一端连接二极管1D8正极和电容1C2正极与稳压二极管1WD2负极,稳压二极管IWDl负极接三极管ITVl基极,三极管ITVl发射极和电容ICl正极并接于直流电源电压13端,三极管ITVl集电极接二极管1D3负极和继电器IJ线圈一端,继电器IJ线圈另一端并接二极管1D3正极和三极管1TV2集电极,三极管1TV2基极接稳压二极管1WD2正极,三极管1TV2发射极和电容1C2负极并接于电路地端(GND);直流电路所需直流电源电压V+3>V+2>V+1;继电器IJ的常开触点开关IJ串接在交流电源火线L与电热器IWR之间,电热器IWR另一端接交流电源的零线N ;作为温度传感器的热敏电阻INTC外壳应与电热器IWR的外体既要保证紧贴导热,又要保证电气绝缘;所述的控温设置电阻1R4、1R5、1R6也可以取消不用,由核心电路模块内部电位确定上下限位。
[0075]图5电路工作原理和功能:
[0076]电路上电之初,电热器IWR的温度较低,热敏电阻INTC也处于低温高阻状态,电阻IRl与1R3的连接点(Vix)电位和安控电路HLT666的输入端(V1)电位都低于安控电路HLT666的上限设置端(Vh)和下限设置端(VJ电位,但高于安控电路HLT666内部底限(Vd)电位,安控电路HLT666的同相输出端(Vtq)和反相输出端(Vfq)分别输出低电位和高电位,分别驱动三极管ITVl和1TV2导通,推动继电器的常开触点开关IJ接通电热器IWD的交流电源,使电热器IWD的温度和热敏电阻INTC的温度开始上升,阻值变小,使连接点(Vix)电位上升,安控电路HLT666的输入端(V1)电位也随之上升,当该电位上升至高于安控电路HLT666的下限设置端电位、但低于上限设置端(Vh)电位时,安控电路HLT666的同相输出端(Vto)和反相输出端(Vro)仍然分别输出低电位和高电位,分别驱动三极管ITVl和1TV2保持导通,推动继电器的常开触点开关IJ接通电热器IWD的交流电源,使电热器IWD的温度和热敏电阻INTC的温度继续上升,阻值继续变小,使连接点(Vix)电位继续上升,安控电路HLT666的输入端(V1)电位也随之继续上升,当该电位继续上升至高于安控电路HLT666的上限设置端(Vh)电位时,安控电路HLT666的同相输出端(Vtq)和反相输出端(Vfq)分别输出高电位和低电位,分别驱动三极管ITVl和1TV2截止,继电器IJ线圈断电释放,其常开触点开关IJ切断电热器IWD的交流电源,使电热器IWD的温度和热敏电阻INTC的温度开始下降,热敏电阻INTC阻值逐渐变大,连接点(Vix)电位持续下降,安控电路HLT666的输入端(V1)电位也随之持续下降,当该电位下降至低于安控电路HLT666的上限设置端(Vh),但高于下限设置端电位时,安控电路HLT666的同相输出端(Vtq)和反相输出端(Vfq)分别保持输出高电位和低电位,分别驱动三极管ITVl和1TV2保持截止,继电器IJ线圈断电释放,其常开触点开关IJ保持切断电热器IWD的交流电源,使电热器IWD的温度和热敏电阻INTC的温度持续下降,热敏电阻INTC阻值迅速变大,连接点(Vix)电位持续下降,安控电路HLT666的输入端(V1)电位也随之持续下降,当该电位下降至小于安控电路HLT666的下限设置端(I)电位时,安控电路HLT666的同相输出端(Vtq)和反相输出端(Vfq)分别输出低电位和高电位,分别驱动三极管ITVl和2TV2又导通,继电器IJ吸合,电热器IWD又通电升温,电路进入下一控温循环过程。在循环控温过程中,安控电路HLT666的双向控制端(DAR)始终输出低电位,发光二级管ILED始终不亮,表明安控电路HLT666内防失控功能处于守备状态。
[0077]驱动电路中二极管1D7和电容ICl或者二极管1D8和电容1C2的作用是让电容充电较慢而放电很快,使三极管ITVl和1TV2对继电器IJ的推动效果是开关触点延迟吸合、快速放开,既保证系统电路抗干扰和动作时不发生临界振荡,又能保证断电快而干脆不打火。
[0078]由上述工作过程可知:电热器IWD温度循环变化的上限和下限与安控电路HLT666的输入端(V1)电位在安控电路HLT666的上限设置端(Vh)电位和下限设置端(\)电位之间的变化是同步的,上下限电位之差即为控温动作回差。故控温范围和温控点高低可以通过设置上、下限电位之差及电位高低来改变,也可以通过调节可变电阻1R2阻值大小升降连接点(Vix)电位的高低来改变。可变电阻1R2阻值调大,温控点降低,可变电阻1R2阻值调小,温控点升高。
[0079]当传感器发生开路故障时,电阻IRl与1R3的连接点(Vix)电位和安控电路HLT666的输入端(V1)电位都低于安控电路HLT666内部底限(Vd)电位,安控电路HLT666内互补式双稳态或施密特触发电路(6)被强制闭锁,使安控电路HLT666的同相输出端(Vtq)输出高电位,反相输出端(Vro)输出低电位,分别驱动三极管ITVl和2TV2截止,强迫继电器IJ切断电热器1W)的交流电源,防止失控,使电路处于故障保护控制状态,另一方面安控电路HLT666的双向控制端(DAR)输出高电位,可使发光二极管ILED发光,显示测温电路发生故障,表示电路已进入防失控状态。
[0080]若安控电路HLT666的上限设置端(Vh)和或下限设置端对电源正极发生短路故障或受到外部高电位冲顶,可能会引起失控!但正因为其内部封顶电位(Vp)低于上限电位(Vh)和下限电位(VJ,使其内部封顶保护电路⑵的下限保控端(VpJ和上限保控端(Vph)都输出高电位给或门电路(5)的输入端①和②,故此其内部或门电路(5)的输出端(Vq)会输出高电位给内部互补式双稳态或施密特触发电路(6)的正触输入端(Vz)。所以,最后使安控电路HLT666的同相输出端(Vtq)输出高电位,反相输出端(Vfq)输出低电位,控制外围驱动电路中三极管ITVl和1TV2截止,强迫继电器IJ切断电热器IWD的交流电源,使电路处于故障保护控制状态,防止失控,确保控制安全。
[0081]当安控电路HLT666本身发生越极(越过顶界)故障(输入和输出端及电源两极开路悬空、或相互短路、或传感器短路)时,其本身也有防失控作用,也会输出防失控信号电位,驱动三极管TVl和TV2截止、强迫继电器J切断电热器IWD的交流电源,使电路处于故障保护控制状态,防止失控,确保控制安全。
[0082]当驱动电路中三极管TVl和TV2、稳压二极管WDl和WD2、电阻R7和R8某处发生开路故障时,或当执行开关电路(4)中继电器IJ线圈发生开路或短路故障时,都会强迫继电器IJ切断电热器1W)的交流电源,使电路处于故障保护控制状态,防止失控,确保控制安全。
[0083]根据上述工作原理可见:本实用新型具有全面防失控能力,安全性能极高。
[0084]六、对安全控时电器的应用实例电路的具体说明:
[0085]作为优选的一种安全控时电器,是采用图1中封顶垫底安控电路HLT666作为核心电路模块或器件而设计的安全控时应用实例,其电路原理图,如图6所示,其中包括积分输入电路、限位外设电路、核心电路模块或器件、故障显示电路、积分驱动电路和执行电路;所述的积分输入电路包括电位器1RB、电阻1R1、电阻1R3、充电电容1C3,所述的限位外设电路包括电阻IR4、IR5、IR6,所述的核心电路模块或器件就是封顶垫底安控电路HLT666,所述的故障显示电路就是发光二级管1LED,所述的积分驱动电路包括电阻1R7和1R8、二极管1D7和1D8、稳压二极管IWDl和1WD2、电容ICl和1C2、三极管ITVl和1TV2,所述的执行电路包括继电器IJ和二极管1D3 ;所述的电位器IRB—端接直流电源电压12端、另一端接电阻IRl,电阻IRl另一端与电阻1R3的连接点(Vix)接充电电容1C3正极,充电电容1C3负极接电路地端(GND),电阻1R3另一端接在核心电路模块的输入端(V1);所述的电阻1R5串联在电阻1R4和电阻1R6之间,电阻1R4另一端接直流电源电压V+1端,电阻1R6另一端接电路地端(GND),电阻1R4和电阻1R5的连接点接核心电路模块的上限设置端(Vh),电阻1R5和电阻1R6的连接点接核心电路模块的下限设置端(VJ ;所述的核心电路模块的双向控制端(DAR)接发光二级管ILED正极,发光二级管ILED负极接电路地端(GND);所述的核心电路模块的电源正极输入端(V+)接直流电源电压^端,核心电路模块的电源负极输入端(V_)接电路地端(GND),核心电路模块的输出端(Vto)连接电阻1R7和二极管1D7正极,核心电路模块的输出端(U连接电阻1R8和二极管1D8负极;所述的电阻1R7另一端连接二极管1D7负极和电容ICl负极与稳压二极管IWDl正极,电阻1R8另一端连接二极管1D8正极和电容1C2正极与稳压二极管1WD2负极,稳压二极管IWDl负极接三极管ITVl基极,三极管ITVl发射极和电容ICl正极并接于直流电源电压¥+3端,三极管ITVl集电极接二极管1D3负极和继电器IJ线圈一端,继电器IJ线圈另一端并接二极管1D3正极和三极管1TV2集电极,三极管1TV2基极接稳压二极管1WD2正极,三极管1TV2发射极和电容1C2负极并接于电路地端(GND);直流电路所需直流电源电压V+3> V+2> V+1;继电器IJ的常开触点开关IJ串接在交流电源火线L与控时电器DQ之间,控时电器DQ另一端接交流电源的零线N;所述的限位外设电阻1R4、1R5、1R6也可以取消不用,由核心电路模块内部电位确定上下限位。
[0086]图6电路工作原理和功能:
[0087]电路上电之初,充电电容1C3两端电压较低,电阻IRl与1R3的连接点(Vix)电位和安控电路HLT666的输入端(V1)电位都低于安控电路HLT666的上限设置端(Vh)和下限设置端(I)电位,但高于安控电路HLT666内部底限(Vd)电位,安控电路HLT666的同相输出端(Vto)和反相输出端(Vfci)分别输出低电位和高电位,分别驱动三极管ITVl和1TV2导通,推动继电器的常开触点开关IJ接通控时电器DQ的交流电源,控时电器DQ开始工作。电阻IRl与1R3的连接点(Vix)电位随充电电容1C3充电电位上升,安控电路HLT666的输入端(V1)电位也随之上升,当该电位上升至高于安控电路HLT666的下限设置端电位、但低于上限设置端(Vh)电位时,安控电路HLT666的同相输出端(Vtq)和反相输出端(Vfq)仍然分别输出低电位和高电位,分别驱动三极管ITVl和1TV2保持导通,推动继电器的常开触点开关IJ接通控时电器DQ的交流电源,控时电器DQ继续工作。电容1C3电位继续上升,安控电路HLT666的输入端(V1)电位也随之继续上升,当该电位继续上升至高于安控电路HLT666的上限设置端(Vh)电位时,安控电路HLT666的同相输出端(Vto)和反相输出端(Vfq)分别输出高电位和低电位,分别驱动三极管ITVl和1TV2截止,继电器IJ线圈断电释放,其常开触点开关IJ切断控时电器DQ的交流电源,使控时电器DQ停止工作,达到控时目的。电位器IRB串接电阻IRl的阻值越大或电容1C3容量越大、或安控电路HLT666的上限设置端(Vh)电位越高,定时时间越长。若让电容1C3放电后,又可进行下一次定时工作。在正常定时过程中,安控电路HLT666的双向控制端(DAR)始终输出低电位,发光二级管ILED始终不亮,表明安控电路HLT666内防失控功能处于守备状态。
[0088]驱动电路中二极管1D7和电容ICl或者二极管1D8和电容1C2的作用是让电容充电较慢而放电很快,使三极管ITVl和1TV2对继电器IJ的推动效果是开关触点延迟吸合、快速放开,既保证系统电路抗干扰和动作时不发生临界振荡,又能保证断电快而干脆不打火。
[0089]当电容1C3发生短路故障时,电阻IRl与1R3的连接点(Vix)电位和安控电路HLT666的输入端(V1)电位都低于安控电路HLT666内部底限(Vd)电位,安控电路HLT666内互补式双稳态或施密特触发电路(6)被强制闭锁,使安控电路HLT666的同相输出端(Vtq)输出高电位,反相输出端(Vfci)输出低电位,分别驱动三极管ITVl和2TV2截止,强迫继电器IJ切断控时电器DQ的交流电源,防止时间失控,使电路处于故障保护控制状态,另一方面安控电路HLT666的双向控制端(DAR)输出高电位,可使发光二极管ILED发光,显示电容器发生故障,表示电路已进入防失控状态。
[0090]若安控电路HLT666的上限设置端(Vh)和或下限设置端对电源正极发生短路故障或受到外部高电位冲顶,可能会引起失控!但正因为其内部封顶电位(Vp)低于上限电位(Vh)和下限电位(VJ,使其内部封顶保护电路⑵的下限保控端(Va)和上限保控端(Vph)都输出高电位给或门电路(5)的输入端①和②,故此其内部或门电路(5)的输出端(Vq)会输出高电位给内部互补式双稳态或施密特触发电路(6)的正触输入端(Vz)。所以,最后使安控电路HLT666的同相输出端(Vtq)输出高电位,反相输出端(Vfq)输出低电位,控制外围驱动电路中三极管ITVl和1TV2截止,强迫继电器IJ切断控时电器DQ的交流电源,使电路处于故障保护控制状态,防止失控,确保控制安全。
[0091]当安控电路HLT666本身发生越极(越过顶界)故障(输入和输出端及电源两极开路悬空、或相互短路、或传感器短路)时,其本身也有防失控作用,也会输出防失控信号电位,驱动三极管TVl和TV2截止、强迫继电器J切断控时电器DQ的交流电源,使电路处于故障保护控制状态,防止失控,确保控制安全。
[0092]当驱动电路中三极管TVl和TV2、稳压二极管WDl和WD2、电阻R7和R8某处发生开路故障时,或当执行开关电路(4)中继电器IJ线圈发生开路或短路故障时,都会强迫继电器IJ切断控时电器DQ的交流电源,使电路处于故障保护控制状态,防止失控,确保控制安全。
[0093]根据上述工作原理可见:本实用新型具有全面防失控能力,安全性能极高。
【主权项】
1.一种封顶垫底安控电路,其特征在于:由越限变换级差触控电路(I)、封顶保护电路(2)、探底安控或放大器电路(3)、垫底电路(4)、或门电路(5)、互补式双稳态或施密特触发电路(6)构成,或者由功能等效的单片机程序控制电路构成;所述的越限变换级差触控电路(I)的上限设置端(Vh)和下限设置端可连接外围串联电阻的上下分压点设置上限电位和下限电位,也可以不连接外围电路、由本身内部电路确定上下限位,越限变换级差触控电路(I)的信号输入端(V1)用于连接外围电路输入信号、或传感器信号、或电容的充放电定时信号,越限变换级差触控电路(I)的底限设置端(Vd)电位和探底安控或放大器电路(3)的底限设置端(Vd)电位都由垫底电路⑷连接设置,越限变换级差触控电路⑴的级差触控输出端包括的上差触控端和或下差触控端连接互补式双稳态或施密
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