专利名称：互锁电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种互锁电路，尤其是一种应用于直流电机的互锁电路。
背景技术：
在直流电机的控制电路中，经常会用到正反转控制电路，由于正转和反 转时电机的接线端子两端电流方向相反，所以需要一个互锁电路。互锁电路
的目的是当电机正转时，反向供电电路断开，当电路反转时，正向供电电
路断开。
常用的电机控制电路中，互锁电路一般由两个带有常开、常闭两组触点 的继电器和电机驱动电路来实现，如图1所示。图1中的S1、 S2为按钮开 关，Kl、 K2为继电器，Kl-l为继电器K1的常开触点，K1-2为继电器K1 的常闭触点，K2-l为继电器K2的常开触点，K2-2为继电器K2的常闭触点， Ql、 Q2、 Q3、 Q4为电机驱动三极管，M为直流电机。
当按钮开关S1按下时，继电器K1得电工作，此时K1的常开触点K1-1 闭合，三极管Q2、 Q3导通，直流电机开始正向运转。同时，Kl的常闭触 点Kl-2断开，即使S2按下，K2也不会得电工作。同样，按钮开关当S2按 下时，继电器K2得电工作，此时K2的常开触点K2-l闭合，三极管Q1、 Q4导通，直流电机开始反向运转。同时，K2的常闭触点K2-2断开，即使 Sl按下，Kl也不会得电工作，从而实现了电路的互锁。
从电路原理上讲，图1所示的互锁电路逻辑正确，工作可靠，但是图1 该互锁电路中存在以下三个缺点
第一，相对于普通三极管等电子元件而言，继电器K1、 K2因具有线包 和触点使得其体积较大，通常为普通三极管的20-30倍，与普通三极管相比 耗电较多，并且由于断开、闭合的次数有限，使得继电器的寿命也较短，通 常为几万次。
第二，继电器开始工作时，其常开触点有一个闭合动作，常闭触点有一个断开动作；继电器工作停止时，其常开触点有一个断开动作，常闭触点有 一个闭合动作。由于继电器的线包是一个电感性的负载，在断开时储存在电 感中的能量会产生一个瞬时的高压，高压会击穿空气产生火花。火花会对电 路信号的传输带来较大干扰，使信号出现噪声或者传输错误。
第三，继电器K1、 K2的开关速度受到限制，例如，常用的继电器由于 采用机械地闭合和断开， 一般每秒只能开关2-3次，这样的控制电路不能应 用于高速度的自动控制电路之中。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种互锁电路，其电路体积较小，功耗较低， 寿命较长，特别适合于对控制电路要求较高的场合。另外，该互锁电路工作 及停止时不会有噪声及火花，对其他电路的干扰也较小，同时具有相当快的 开关速度，使其可以用于高速度的自动控制电路。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的 一种用于直流 电机的互锁电路，含有控制电路和电机驱动电路，其中控制电路包括第一和 第二两个按钮开关，电机驱动电路包括第一、第二、第三、第四四个驱动三 极管，第一驱动三极管的发射极与第三驱动三极管的集电极连接到直流电机 的一端，第二驱动三极管的发射极与第四驱动三极管的集电极连接到直流电 机的另 一端，第一驱动三极管的集电极与第二驱动三极管的集电极与电源连 接，第三驱动三极管的发射极与第四驱动三极管的发射极接地；根据本发明， 第一按钮开关与第二、第三驱动三极管的基极相连，第二按钮开关与第一、 第四驱动三极管的基极相连，控制电路还包括第一和第二两个控制三极管 和第一、第二、第三、第四四个电阻；第一控制三极管具有基极、发射极和 集电极，其基极通过第一电阻与第一、第四驱动三极管的基极相连，其集电 极与第一按钮开关连接，其发射极与电源连接；第二控制三极管具有基极、 发射极和集电极，其基极通过第三电阻与第二、第三驱动三极管的基极相连， 其集电极与第二按钮开关连接，其发射极与电源连接；第二电阻连接在第一 按钮开关和地之间；第四电阻连接在第二按钮开关和地之间。
作为优选方式，控制电路还包括第五电阻和第六电阻，第五电阻连接在 第一按钮开关和第二、第三驱动三极管的基极之间，第六电阻连接在第二按 钮开关和第一、第四驱动三极管的基极之间。作为优选方式，第一电阻、第三电阻的电阻值分别远大于第四电阻、第 二电阻的电阻值，从而保证在第四电阻、第二电阻的上方的电压分别低于所 连接的第一或第四、第二或第三驱动三极管的触发电压。
作为优选方式，两个控制三极管为PNP型三极管，而四个驱动三极管 为NPN型三极管。
首先，由于三极管的体积相对于继电器的体积显著减小，因此采用三极 管实现的互锁电路的体积也相对较小，而且三极管的功耗较低，寿命较长， 特别适合于对控制电^各要求较高的场合。
其次，采用三极管作为互锁电路中控制电路的主要部分，在互锁电路的 工作及停止时不会有噪声和火花产生，故而对其他电路的千扰也较小。
再次，由于三极管的开关速度非常快，因此本发明的互锁电路非常用于 高速度的自动控制电路。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细的描述，其中: 图l是现有技术中的互锁电路的电路图。 图2是本发明的互锁电路的电路图。
具体实施例方式
图2是本发明的互锁电路的电路图。图2中的互锁电路由控制电路及电 机驱动电路构成。左边为控制电路，包括两个按钮开关Sl、 S2，两个控制 三极管Q5、 Q6和六个电阻R1、 R2、 R3、 R4、 R5、 R6。右边为电机驱动电 路，由四个驱动三才及管Ql、 Q2、 Q3、 Q4构成。 一个直流电4几连接在驱动 三极管Q1、 Q2、 Q3、 Q4之间。控制三极管Q5、 Q6为PNP型三极管，驱 动三极管Q1、 Q2、 Q3、 Q4为NPN型三极管。
第一按钮开关Sl通过第五电阻R5分别与第二、第三驱动三极管Q2、 Q3的基极相连，第二按钮开关S2通过第六电阻R6分别与第一、第四驱动 三极管Q1、 Q4的基极相连。第一驱动三极管Ql的发射极与第三驱动三极 管Q3的集电极连接到直流电机M的一端，而第二驱动三极管Q2的发射极 与第四驱动三极管Q4的集电极连接到直流电机M的另 一端。第一驱动三极管Q1的集电极与第二驱动三极管Q2的集电极分别与电源VCC连接，第三 驱动三极管Q3的发射极与第四驱动三极管Q4的发射极接地GND。
第一控制三极管Q5具有基极、发射极和集电极，其基极通过第一电阻 Rl、第六电阻R6与第一、第四驱动三极管Q1、 Q4的基极相连，其集电极 与第一按钮开关Sl连接，其发射极与电源VCC连接。第二控制三极管Q6 具有基极、发射极和集电极，其基极通过第三电阻R3、第五电阻R5与第二、 第三驱动三极管Q2、 Q3的基极相连，其集电极与第二按钮开关S2连接， 其发射极与电源VCC连接。第二电阻R2连接在第一按钮开关Sl和地GND 之间；第四电阻R4连接在第二按钮开关S2和地GND之间。
第一电阻R1的电阻值远大于第四电阻R4的电阻值，第三电阻R3的电 阻值远大于第二电阻R2的电阻值。
下面描述图2所示的电路的工作过程。图2所示的电路得电以后，由于 控制三极管Q5、 Q6的基极分别经过电阻R1、 R4以及R3、 R2接地，为低 电平，则控制三极管Q5、 Q6导通，其集电极输出高电平。当第一按钮开关 Sl按下时，控制三极管Q5集电极的高电平经过第一按钮开关Sl、第五电 阻R5触发了驱动三极管Q2、 Q3，从而电机正向运转。同时，控制三极管 Q6的基极经过第三电阻R3、第一按钮开关Sl、控制三极管Q5接电源VCC， 为高电平，使得控制三极管Q6关断，在Q6的集电极没有高电平，此时即 使第二按钮开关S2按下，驱动三极管Q1、 Q4也不会被导通。而且，由于 第一电阻R1的电阻值远大于第四电阻R4的电阻值，使得尽管电源VCC经 过控制三极管Q5的集电极会存在一个较高的电压，但经过第一电阻R1、第 四电阻R4分压之后，在第四电阻R4上形成的电压低于驱动三极管Ql、 Q4 的触发电压，以防止驱动三极管Q1、 Q4的误操作。
类似地，当第二按钮开关S2按下、并将第一按钮开关Sl打开时，或者， 当将第一按钮开关Sl打开、并将第二按钮开关S2按下时，控制三极管Q6 集电极的高电平经过第二按钮开关S2、第六电阻R6触发了驱动三极管Ql 、 Q4，从而电机反向运转。同时，控制三极管Q5的基极经过第一电阻R1、 第二按钮开关S2、控制三极管Q6接电源VCC,为高电平，使得控制三极 管Q5关断，在Q5的集电极没有高电平，此时即使第一按钮开关Sl再次按 下，驱动三极管Q2、 Q3也不会被导通。而且，由于第三电阻R3的电阻值 远大于第二电阻R2的电阻值，使得尽管电源VCC经过控制三极管Q6的集电极会存在一个较高的电压，但经过第三电阻R3、第二电阻R2分压之后，
在第二电阻R2上形成的电压低于驱动三极管Q2、 Q3的触发电压，以防止 驱动三极管Q2、 Q3的误操作。
权利要求
1. 一种用于直流电机(M)的互锁电路，含有控制电路和电机驱动电路，所述控制电路包括第一和第二按钮开关(S1、S2)，所述电机驱动电路包括第一、第二、第三、第四驱动三极管(Q1、Q2、Q3、Q4)，所述第一驱动三极管(Q1)的发射极与所述第三驱动三极管(Q3)的集电极连接到所述直流电机(M)的一端，所述第二驱动三极管(Q2)的发射极与所述第四驱动三极管(Q4)的集电极连接到所述直流电机(M)的另一端，所述第一驱动三极管(Q1)的集电极与所述第二驱动三极管(Q2)的集电极与电源(VCC)连接，所述第三驱动三极管(Q3)的发射极与所述第四驱动三极管(Q3)的发射极接地(GND)，其特征在于，所述第一按钮开关(S1)与第二、第三驱动三极管(Q2、Q3)的基极相连，所述第二按钮开关(S2)与第一、第四驱动三极管(Q1、Q4)的基极相连，所述控制电路还包括第一和第二控制三极管(Q5、Q6)和第一、第二、第三、第四电阻(R1、R2、R3、R4)；所述第一控制三极管(Q5)具有基极、发射极和集电极，其基极通过第一电阻(R1)与所述第一、第四驱动三极管(Q1、Q4)的基极相连，其集电极与所述第一按钮开关(S1)连接，其发射极与电源(VCC)连接；所述第二控制三极管(Q6)具有基极、发射极和集电极，其基极通过第三电阻(R3)与所述第二、第三驱动三极管(Q2、Q3)的基极相连，其集电极与所述第二按钮开关(S2)连接，其发射极与电源(VCC)连接；所述第二电阻(R2)连接在所述第一按钮开关(S1)和地(GND)之间；所述第四电阻(R4)连接在所述第二按钮开关(S2)和地(GND)之间。
2. 根据权利要求1所述的互锁电路，其特征在于，所述控制电路还包括第五电阻(R5)和第六电阻(R6)，所述第五电阻(R5)连接在所述第一按钮开关(Sl)和所述第二、第三驱动三极管(Q2、 Q3)的基极之间，所述第六电阻(R6)连接在所述第二按钮开关(S2)和所述第一、第四驱动三极管(Ql、 Q4)的基极之间。
3. 根据权利要求1或2所述的互锁电路，其特征在于，所述第 一电阻(Rl )的电阻值远大于所述第四电阻(R4)的电阻值，所述第三电阻(R3)的电阻值远大于所述第二电阻(R2)的电阻值，从而保证在所述第四电阻(R4)、第二电阻(R2)的上方的电压分别低于所连接的驱动三极管(Ql、 Q4; Q2、Q3)的触发电压。
4. 根据权利要求1所述的互锁电路，其特征在于，所述控制三极管(Q5、Q6)为PNP型三极管，所述驱动三极管(Ql、 Q2、 Q3、 Q4)为NPN型三极管。
全文摘要
互锁电路，含有控制、驱动电路，控制电路包括按钮开关，电机驱动电路包括驱动三极管，第一开关与第二、三三极管基极相连，第二开关与第一、四三极管基极相连，第一三极管发射极与第三三极管集电极连到电机一端，第二三极管发射极与第四三极管集电极连到电机另一端，第一、二三极管集电极与电源连接，第三、四三极管发射极接地；控制电路还包括两个控制三极管和四个电阻；第一控制三极管基极通过第一电阻与第一、第四三极管基极相连，集电极与第一开关连接，发射极与电源连接；第二控制三极管基极通过第三电阻与第二、第三三极管基极相连，集电极与第二开关连接，发射极与电源连接；第二电阻连在第一开关和地之间；第四电阻连在第二开关和地之间。
文档编号H02P1/18GK101499752SQ200810003230
公开日2009年8月5日 申请日期2008年1月28日 优先权日2008年1月28日
发明者灿 郭 申请人:上海西门子医疗器械有限公司