控制电路及系统的制作方法

本实用新型涉及工业自动化技术领域，尤其是涉及控制电路及系统。

背景技术：

在工业控制系统中，发生突然停电时系统需要对当前现场状态进行保护处理或数据保存，因此掉电系统启用储能备用电源对现场进行紧急处理，将电源供电切换到备用电源供电。备用电源一般是超级电容，超级电容向外供电后储能的电压会随时间开始下降，下降到一定的程度系统就会不工作，系统不工作不需要电流后超级电容的电压又会往上回升一些。超级电容电压回升后系统又开始工作，系统一开始工作超级电容电压又下降，如此反复给系统带来很大不确定性，工业现场很不安全。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供控制电路及系统，以提高电源电压的稳定性和工业现场的安全系数。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种控制电路，其中，包括储能电路、开关电路和滞回比较放大电路，所述滞回比较放大电路包括滞回电路、前电压检测单元和后电压检测单元；

所述储能电路分别与所述前电压检测单元的输入端和所述的开关电路输入端相连，所述前电压检测单元的输出端与所述滞回电路的一个输入端相连，所述开关电路的输出端与所述后电压检测单元的输入端相连，所述后电压检测单元的输出端与所述滞回电路的另一个输入端相连，所述滞回电路的输出端与所述开关电路相连；

所述储能电路分别向所述前电压检测单元和所述开关电路输入电源电压信号，所述前电压检测单元对所述电源电压信号进行检测得到电压值，所述开关电路对所述电源电压信号进行处理生成反馈电压信号，并将所述反馈电压信号传输给所述后电压检测单元，所述后电压检测单元对所述反馈电压信号进行检测得到反馈值，所述滞回电路对所述电压值和所述反馈值进行分析，并根据分析结果生成控制信号，以控制所述开关电路的导通或者断开。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述控制信号包括断开信号；

所述滞回电路将所述电压值与基准电压进行比较得到第一比较结果，同时将所述反馈值与反馈阈值进行比较得到第二比较结果，在所述第一比较结果为所述电压值小于所述基准电压，且所述第二比较结果为所述反馈值小于所述反馈阈值的情况下，生成所述断开信号，以控制所述开关电路的断开。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述控制信号还包括导通信号；

所述滞回电路对所述电压值和所述反馈值进行分析，在所述电压值满足阈值区间且所述反馈值不小于反馈阈值的情况下，生成所述导通信号，以控制所述开关电路的导通。

结合第一方面的第一种或第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，基准电压为2.5V，所述反馈阈值为3.8V。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述阈值区间为大于等于3.8V且小于等于4.8V。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述滞回比较放大电路还包括电容C131；

所述前电压检测单元通过所述电容C131分别与所述滞回电路和所述后电压检测单元相连并接地，所述后电压检测单元分别与所述电容C131和所述滞回电路相连。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述滞回电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、比较器U1、电压表、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和MOS 管U2：

所述比较器U1的正向输入端分别与所述后电压检测单元和所述前电压检测单元相连，所述比较器U1的反向输入端通过所述电压表与所述三极管Q1的发射极相连，所述比较器U1的输出端与所述三极管Q1的基极相连，所述比较器U1的正极分别与所述电阻R4的一端、所述电阻R5的一端和所述三极管Q1的集电极相连，所述比较器U1的负极分别与电容C131 和所述前电压检测单元相连并接地，所述电阻R4的另一端与所述前电压检测单元相连并接所述电源电压信号，所述电阻R5的另一端分别与所述三极管Q2的基极和所述电阻R6的一端相连，所述三极管Q2的集电极分别与所述电阻R7的一端和所述三极管Q3的基极相连，所述三极管Q2的发射极分别与所述电阻R6的另一端和所述三极管Q3的发射极相连并接地，所述三极管Q3的集电极分别与所述电阻R8的一端和所述MOS管U2的引脚 2、引脚4相连，所述电阻R8的另一端与所述电阻R7的另一端相连并接所述电源电压信号，所述MOS管U2的引脚1、引脚3均接所述电源电压信号，所述MOS管U2的引脚5、引脚6、引脚7和引脚8均接5V电压。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述后电压检测单元包括电阻R1和二极管D20；

所述电阻R1的一端输入所述反馈电压信号，所述电阻R1的另一端与所述二极管D20的正极相连，所述二极管D20的负极通过电容C131与所述滞回电路相连并接地。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述前电压检测单元包括电阻R2和电阻R3；

所述电阻R2的一端与所述滞回电路相连并接所述电源电压信号，所述电阻R2的另一端分别与所述后电压检测单元、所述滞回电路和所述电阻 R3的一端相连，所述电阻R3的另一端分别与电容C131和所述滞回电路相连并接地。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种控制系统，其中，包括电源，还包括如上一项所述的控制电路；

所述电源与所述控制电路中的前电压检测单元相连，用于在正常连接情况下提供工作电压。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：本实用新型提供的控制电路及系统，包括储能电路、开关电路和滞回比较放大电路，滞回比较放大电路包括滞回电路、前电压检测单元和后电压检测单元，储能电路分别向前电压检测单元和开关电路输入电源电压信号，前电压检测单元对电源电压信号进行检测得到电压值，开关电路对电源电压信号进行处理生成反馈电压信号，并将反馈电压信号传输给后电压检测单元，后电压检测单元对反馈电压信号进行检测得到反馈值，滞回电路对电压值和反馈值进行分析，并根据分析结果生成控制信号，以控制开关电路的导通或者断开。本实用新型可以提高电源电压的稳定性和工业现场的安全系数。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的控制电路示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的滞回比较放大电路结构图；

图3为本实用新型实施例二提供的一种控制系统示意图；

图4为本实用新型实施例二提供的另一种控制系统示意图。

图标：

100-控制电路；110-储能电路；120-开关电路；130-前电压检测单元； 140-滞回电路；150-后电压检测单元；200-电源。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，在工业控制系统中，发生突然停电时系统需要对当前现场状态进行保护处理或数据保存，因此掉电系统启用储能备用电源对现场进行紧急处理，将电源供电切换到备用电源供电。备用电源一般是超级电容，超级电容向外供电后储能的电压会随时间开始下降，下降到一定的程度系统就会不工作，系统不工作不需要电流后超级电容的电压又会往上回升一些。超级电容电压回升后系统又开始工作，系统一开始工作超级电容电压又下降，如此反复给系统带来很大不确定性，工业现场很不安全。

基于此，本实用新型实施例提供的控制电路及系统，可以提高电源电压的稳定性和工业现场的安全系数。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的控制电路进行详细介绍。

实施例一：

图1为本实用新型实施例一提供的控制电路示意图。

在正常的情况下系统由电源200正常供电，但是在发生电源200突然断电的情况下，需要启用储能备用电源对现场进行紧急数所处理，即启由储能电路110储存的电量进行供电。储能电路110的电压随时间的推移而下降，于是，设计有滞回比较放大电路控制储能电路110在一定范围内进行供电工作，避免储能电路110供电电压区间小而反复开关给系统带来不确定的因素的问题。

参照图1和图2，控制电路100包括储能电路110、开关电路120和滞回比较放大电路，滞回比较放大电路包括滞回电路140、前电压检测单元 130和后电压检测单元150。

控制电路100整体的连接关系如下，储能电路110分别与前电压检测单元130的输入端和的开关电路120输入端相连，前电压检测单元130的输出端与滞回电路140的一个输入端相连，开关电路120的输出端与后电压检测单元150的输入端相连，后电压检测单元150的输出端与滞回电路 140的另一个输入端相连，滞回电路140的输出端与开关电路120相连。

具体地，储能电路110分别向前电压检测单元130和开关电路120输入电源电压信号，前电压检测单元130对电源电压信号进行检测得到电压值，开关电路120对电源电压信号进行处理生成反馈电压信号，并将反馈电压信号传输给后电压检测单元150，后电压检测单元150对反馈电压信号进行检测得到反馈值，滞回电路140对电压值和反馈值进行分析，并根据分析结果生成控制信号，以控制开关电路120的导通或者断开。

进一步的，控制信号包括断开信号；滞回电路140将电压值与基准电压进行比较得到第一比较结果，同时将反馈值与反馈阈值进行比较得到第二比较结果，在第一比较结果为电压值小于基准电压，且第二比较结果为反馈值小于反馈阈值的情况下，生成断开信号，以控制开关电路120的断开。其中，基准电压为2.5V，反馈阈值为3.8V，也就是说，在前电压检测单元130对储检测到其分压小于比较器U1内部的2.5V基准电压，且同时，后电压检测单元150检测到反馈的电压值低于3.8V的情况下，滞回电路140 将控制开关电路120断开开关。

进一步的，控制信号还包括导通信号；滞回电路140对电压值和反馈值进行分析，在电压值满足阈值区间且反馈值不小于反馈阈值的情况下，生成导通信号，以控制开关电路120的导通。其中，阈值区间为大于等于 3.8V且小于等于4.8V，反馈阈值为3.8V。

由上可知，在发生电源200突然断电、由储能电路110储存的电量进行供电的情况下，储能电路110的电压随时间的推移而下降，通过R1和 D20组成的后电压检测单元150检测到开关电路120后的反馈电压信号，并在其电压值低于3.8V时，由滞回电路140控制开关电路120断开，系统彻底断电。由此储能电路110供电工作电压范围为4.8V至3.8V，供电区间有1V的范围，避免了因为储能电路110供电电压区间小而反复开关给系统带来不确定的因素的问题。

如图2所示，滞回比较放大电路还包括电容C131；具体地，前电压检测单元130通过电容C131分别与滞回电路140和后电压检测单元150相连并接地，后电压检测单元150分别与电容C131和滞回电路140的正相输入端相连。

滞回电路140包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、比较器U1、电压表、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和MOS管U2；具体地，比较器U1的正向输入端分别与后电压检测单元150中的二极管 D20和前电压检测单元130中的电阻R2、电阻R3相连，比较器U1的反向输入端通过电压表与三极管Q1的发射极相连，比较器U1的输出端与三极管Q1的基极相连，比较器U1的正极分别与电阻R4的一端、电阻R5的一端和三极管Q1的集电极相连，比较器U1的负极分别与电容C131和前电压检测单元130中的电阻R3相连并接地，电阻R4的另一端与前电压检测单元130中的电阻R3相连并接电源电压信号，电阻R5的另一端分别与三极管Q2的基极和电阻R6的一端相连，三极管Q2的集电极分别与电阻R7 的一端和三极管Q3的基极相连，三极管Q2的发射极分别与电阻R6的另一端和三极管Q3的发射极相连并接地，三极管Q3的集电极分别与电阻R8 的一端和MOS管U2的引脚2、引脚4相连，电阻R8的另一端与电阻R7 的另一端相连并接电源电压信号，MOS管U2的引脚1、引脚3均接电源电压信号，MOS管U2的引脚5、引脚6、引脚7和引脚8均接5V电压。

后电压检测单元150包括电阻R1和二极管D20，具体地，电阻R1的一端与开关电路120相连并输入反馈电压信号，电阻R1的另一端与二极管 D20的正极相连，二极管D20的负极分别与电容C131的一端和滞回电路 140中比较器U1的正相输入端相连，电容C131的另一端接地。

前电压检测单元130包括电阻R2和电阻R3，具体地，电阻R2的一端与滞回电路140中的电阻R4相连并接电源电压信号，电阻R2的另一端分别与后电压检测单元150中的二极管D20、滞回电路140中比较器U1的正相输入端和电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端分别与电容C131和滞回电路140相连并接地。

实施例二：

图3为本实用新型实施例二提供的一种控制系统示意图。

参照图3，控制系统包括电源200，还包括上述的控制电路100。电源 200与控制电路100中的前电压检测单元130相连，用于在正常连接情况下提供工作电压。

参照图4，在正常的情况下系统由电源200正常供电，储能电路110的储能元件储存的电压大于4.8V，前电压检测单元130检测到储能电路110 的储能元件电压大于4.8V，开关电路120是打开的。当电源200突然断电时，系统由储能电路110储存的电量对系统进行供电，即上述实施例中所描述的内容。

在电源200正常供电的情况下，系统稳定工作；在发生电源200断电、由储能电路110储存的电量进行供电的情况下，储能电路110的电压随时间的推移而下降，通过R1和D20组成的后电压检测单元150检测到开关电路120后的反馈电压信号，并在其电压值低于3.8V时，由滞回电路140控制开关电路120断开，系统彻底断电。由此储能电路110供电工作电压范围为4.8V至3.8V，供电区间有1V的范围，避免了因为储能电路110供电电压区间小而反复开关给系统带来不确定的因素的问题。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：本实用新型提供的控制电路及系统，包括储能电路、开关电路和滞回比较放大电路，滞回比较放大电路包括滞回电路、前电压检测单元和后电压检测单元，储能电路分别向前电压检测单元和开关电路输入电源电压信号，前电压检测单元对电源电压信号进行检测得到电压值，开关电路对电源电压信号进行处理生成反馈电压信号，并将反馈电压信号传输给后电压检测单元，后电压检测单元对反馈电压信号进行检测得到反馈值，滞回电路对电压值和反馈值进行分析，并根据分析结果生成控制信号，以控制开关电路的导通或者断开。本实用新型可以提高电源电压的稳定性和工业现场的安全系数。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：本实用新型提供的控制电路及系统，包括储能电路、开关电路和滞回比较放大电路，滞回比较放大电路包括滞回电路、前电压检测单元和后电压检测单元，储能电路分别向前电压检测单元和开关电路输入电源电压信号，前电压检测单元对电源电压信号进行检测得到电压值，开关电路对电源电压信号进行处理生成反馈电压信号，并将反馈电压信号传输给后电压检测单元，后电压检测单元对反馈电压信号进行检测得到反馈值，滞回电路对电压值和反馈值进行分析，并根据分析结果生成控制信号，以控制开关电路的导通或者断开。本实用新型可以提高电源电压的稳定性和工业现场的安全系数。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。