基于继电器控制的小电流驱动系统及升降装置的制作方法

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种基于继电器控制的小电流驱动系统及升降装置。

背景技术：

一般推杆都有一定的行程距离，为了推杆到限位位置时能够停转控制，方便稳定控制推杆行程距离，防止推杆超出行程距离导致推杆损坏，现有技术中通过直接控制推杆内部，通过行程开关来通断电机线以实现推杆行程控制。但是因为电机正常运行时有几安培的大电流，直接通断电机线是会很影响行程开关寿命，减少行程开关使用寿命。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提出一种基于继电器控制的小电流驱动系统及升降装置。

基于继电器控制的小电流驱动系统，包括控制电机反转的第一控制开关、与第一控制开关连接的用于控制第一控制开关所在回路导通的第一控制电路、与第一控制电路连接的用于控制电机所在回路导通的第二控制电路，还包括控制电机正转的第二控制开关、与第二控制开关连接的用于控制第二控制开关所在回路导通的第三控制电路、与第三控制电路连接的用于控制电机所在回路导通的第四控制电路，所述第一控制电路连接有用于通过小电流信号控制第一控制电路导通的第三控制开关，当电机反转带动推杆运动触发第三控制开关时，电机停止转动，所述第三控制电路连接有用于通过小电流信号控制第三控制电路导通的第四控制开关，当电机正转带动推杆运动触发第四控制开关时，电机停止转动。

优选的，所述第一控制电路包括三极管q1、二极管d3、电阻r1，所述三极管q1的基极连接电阻r1的一端，三极管q1的集电极连接所述第二控制电路，三极管q1的发射极连接二极管d3的正极，所述电阻r1的另一端连接公共地gnd，所述二极管d3的负极连接第一控制开关。

优选的，所述第二控制电路包括继电器ka1、二极管d1，所述继电器ka1的绕组一端连接第一电源端vcc，另一端连接第一控制电路，继电器ka1的公共触点连接电机的负极，继电器ka1的常闭触点连接公共地gnd及第四控制电路，继电器ka1的常开触点连接第一电源端vcc及第四控制电路，所述二极管d1的正极连接第一控制电路，二极管d1的负极连接第一电源端vcc。

优选的，所述第三控制电路包括三极管q2、二极管d4、电阻r2、r3，所述三极管q2的基极连接电阻r2、r3的一端，三极管q2的集电极连接所述第四控制电路，三极管q2的发射极连接二极管d4的正极，所述电阻r2的另一端连接公共地gnd，所述电阻r3的另一端连接第二电源端idet1，所述二极管d4的负极连接第二控制开关。

优选的，所述第四控制电路包括继电器ka2、二极管d2，所述继电器ka2的绕组一端连接第一电源端vcc，另一端连接第三控制电路，继电器ka2的公共触点连接电机的正极，继电器ka2的常闭触点连接公共地gnd，继电器ka1的常开触点连接第一电源端vcc，所述二极管d2的正极连接第三控制电路，二极管d2的负极连接第一电源端vcc。

优选的，所述第三控制开关为常闭控制开关k3，所述第四控制开关为常开控制开关k4，所述常闭控制开关k3的一端连接第一控制电路，常闭控制开关k3的另一端连接第二电源端idet1，所述常开控制开关k4的一端连接第三控制电路，常开控制开关k4的另一端连接公共地gnd。

优选的，所述第三控制电路包括三极管q2’、二极管d4’、电阻r2’，所述三极管q2’的基极连接电阻r2’的一端，三极管q2’的集电极连接所述第四控制电路，三极管q2’的发射极连接二极管d4’的正极，所述电阻r2’的另一端连接公共地gnd，所述二极管d4’的负极连接第二控制开关。

优选的，所述第三控制开关为常闭控制开关k3’，所述第四控制开关为常闭控制开关k4’，所述常闭控制开关k3’的一端连接第一控制电路，常闭控制开关k3’的另一端连接第二电源端idet1，所述常闭控制开关k4’的一端连接第三控制电路，常闭控制开关k4’的另一端连接第二电源端idet1。

优选的，还包括过流保护电路，所述过流保护电路的输入端连接第一控制开关以及第二控制开关，过流保护电路的输出端为第二电源端idet1；所述过流保护电路包括二极管d10、d11、d12、d13、d14、电阻r19、r20、r21、r22、r23、r24、r25、r26、r27、r28、r29、r30、r31、r32、r33、三极管q11、电容c3、c4、电压比较器u1以及增益放大器u2，所述三极管q11的发射极连接第三电源端vcc2，三极管q11的基极连接电阻r19的一端以及电阻r20的一端，所述电阻r19的另一端连接第三电源端vcc2，三极管q11的集电极连接电阻r21的一端以及电阻r23的一端，所述电阻r20的另一端连接二极管d10的正极，所述二极管d10的负极连接二极管d11的正极以及二极管d12的正极，所述二极管d11的负极连接上升开关，所述二极管d12的负极连接下降开关，所述电阻r21的另一端连接电阻r22的一端以及电阻r24的一端，所述电阻r22的另一端连接电压比较器u1的正相输入端、电容c3的一端、二极管d13的正极以及电阻r15的一端，所述电容c3的另一端连接第二公共地gnd，所述电阻r24的另一端连接第二公共地gnd，所述电阻r23的另一端连接电压比较器u1的反相输入端、电阻r28的一端以及电容c4的一端，所述电阻r25的另一端连接电压比较器u1的输出端以及电阻r26的一端，所述二极管d13的负极连接二极管d14的正极，所述二极管d14的负极连接电压比较器u1的输出端，所述电阻r26的另一端连接电阻r27的一端以及电流检测端，所述电阻r27的另一端连接第二公共地gnd，所述电阻r28的另一端连接增益放大器u2的输出端、电阻r29的一端以及电阻r30的一端，所述电容c4的另一端连接电阻r29的另一端、电阻r30的另一端以及电阻r31的一端，所述电阻r31的另一端连接增益放大器u2的反相输入端以及电阻r32的一端，所述电阻r32的另一端连接第二公共地gnd，所述增益放大器u2的正相输入端连接第一公共地gnd1以及电阻r33的一端，所述电阻r33的另一端连接第二公共地gnd。

一种升降装置，包括升降机构，所述升降机构包括电机以及与电机连接的推杆，还包括与升降机构连接的基于继电器控制的小电流驱动系统。

通过使用本发明，可以实现以下效果：

1.第三控制开关和第四控制开关输出小电流控制信号以控制电机的停转，从而实现通过小电流控制信号实现电机运行的控制；

2.通过电机在运动过程中触发第三控制开关和第四控制开关来实现电机停转，灵敏度高，减小了电机推杆的磨损，增加了推杆的使用寿命，且能够降低推杆成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例一的电路原理图；

图2是本发明实施例一中过流保护电路的电路原理图；

图3是本发明实施例二的电路原理图；

图4是本发明实施例三的结构示意图。

其中，1-升降机构；2-基于继电器控制的小电流驱动系统。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

本发明提出了基于继电器控制的小电流驱动系统，如图1所示，包括控制电机反转的第一控制开关、与第一控制开关连接的用于控制第一控制开关所在回路导通的第一控制电路、与第一控制电路连接的用于控制电机所在回路导通的第二控制电路，还包括控制电机正转的第二控制开关、与第二控制开关连接的用于控制第二控制开关所在回路导通的第三控制电路、与第三控制电路连接的用于控制电机所在回路导通的第四控制电路，所述第一控制电路连接有用于通过小电流信号控制第一控制电路导通的第三控制开关，当电机反转带动推杆运动触发第三控制开关时，电机停止转动，所述第三控制电路连接有用于通过小电流信号控制第三控制电路导通的第四控制开关，当电机正转带动推杆运动触发第四控制开关时，电机停止转动。

第三控制开关和第四控制开关输出小电流控制信号以控制电机的停转，从而实现通过小电流控制信号实现电机运行的控制。

第一控制电路包括三极管q1、二极管d3、电阻r1，所述三极管q1的基极连接电阻r1的一端，三极管q1的集电极连接所述第二控制电路，三极管q1的发射极连接二极管d3的正极，所述电阻r1的另一端连接公共地gnd，所述二极管d3的负极连接第一控制开关。

第二控制电路包括继电器ka1、二极管d1，所述继电器ka1的绕组一端连接第一电源端vcc，另一端连接第一控制电路，继电器ka1的公共触点连接电机的负极，继电器ka1的常闭触点连接公共地gnd及第四控制电路，继电器ka1的常开触点连接第一电源端vcc及第四控制电路，所述二极管d1的正极连接第一控制电路，二极管d1的负极连接第一电源端vcc。

第三控制电路包括三极管q2、二极管d4、电阻r2、r3，所述三极管q2的基极连接电阻r2、r3的一端，三极管q2的集电极连接所述第四控制电路，三极管q2的发射极连接二极管d4的正极，所述电阻r2的另一端连接公共地gnd，所述电阻r3的另一端连接第二电源端idet1，所述二极管d4的负极连接第二控制开关。

第四控制电路包括继电器ka2、二极管d2，所述继电器ka2的绕组一端连接第一电源端vcc，另一端连接第三控制电路，继电器ka2的公共触点连接电机的正极，继电器ka2的常闭触点连接公共地gnd，继电器ka1的常开触点连接第一电源端vcc，所述二极管d2的正极连接第三控制电路，二极管d2的负极连接第一电源端vcc。

第三控制开关为常闭控制开关k3，所述第四控制开关为常开控制开关k4，所述常闭控制开关k3的一端连接第一控制电路，常闭控制开关k3的另一端连接第二电源端idet1，所述常开控制开关k4的一端连接第三控制电路，常开控制开关k4的另一端连接公共地gnd。

该电路中初始时有第一电源端vcc，电机两端电压为gnd，电机不转动，推杆不动作。第一控制开关k1和第二控制开关k2是电机反转和正转按键。第一控制开关k1按下时为低电平，第二电源端idet1为高电平，常闭控制开关k3常闭，因此sw1信号输出高电平，所以三极管q1能导通，接着继电器ka1开始导通，继电器ka1开始吸合，此时电机两端形成电源回路，使电机反转，推杆下降，当推杆下降到下限位开关时，触发常闭控制开关k3使其断开，经过电阻r1使三极管q1断开，电路恢复到初始状态，电机两端电压为gnd，电机停止转动，推杆停止动作。

第二控制开关k2按下时为低电平，第二电源端idet1为高电平，常闭控制开关k4常开，sw2信号输出低电平，所以三极管q2能导通，接着继电器ka2开始导通，继电器ka2开始吸合，此时电机两端形成电源回路，使电机正转，推杆上升，当推杆上升到上限位开关时，触发常闭控制开关k4使其闭合，sw2信号直接下拉到公共地gnd，从而使三极管q2断开，电路恢复到初始状态，电机两端电压为gnd，电机停止转动，推杆停止动作。

上述sw1信号和sw2信号为小电流信号可以控制三极管q1、q2的导通和断开，从而实现对电机停转的控制，相比于现有技术中直接断电机线更加安全可靠。

通过电机在运动过程中触发第三控制开关和第四控制开关来实现电机停转，灵敏度高，减小了电机推杆的磨损，增加了推杆的使用寿命，且能够降低推杆成本。

作为本实施例的进一步选择，本系统还包括过流保护电路，所述过流保护电路的输入端连接第一控制开关以及第二控制开关，过流保护电路的输出端为第二电源端idet1。

如图2所示，过流保护电路包括二极管d10、d11、d12、d13、d14、电阻r19、r20、r21、r22、r23、r24、r25、r26、r27、r28、r29、r30、r31、r32、r33、三极管q11、电容c3、c4、电压比较器u1以及增益放大器u2，所述三极管q11的发射极连接第三电源端vcc2，三极管q11的基极连接电阻r19的一端以及电阻r20的一端，所述电阻r19的另一端连接第三电源端vcc2，三极管q11的集电极连接电阻r21的一端以及电阻r23的一端，所述电阻r20的另一端连接二极管d10的正极，所述二极管d10的负极连接二极管d11的正极以及二极管d12的正极，所述二极管d11的负极连接上升开关，所述二极管d12的负极连接下降开关，所述电阻r21的另一端连接电阻r22的一端以及电阻r24的一端，所述电阻r22的另一端连接电压比较器u1的正相输入端、电容c3的一端、二极管d13的正极以及电阻r15的一端，所述电容c3的另一端连接第二公共地gnd，所述电阻r24的另一端连接第二公共地gnd，所述电阻r23的另一端连接电压比较器u1的反相输入端、电阻r28的一端以及电容c4的一端，所述电阻r25的另一端连接电压比较器u1的输出端以及电阻r26的一端，所述二极管d13的负极连接二极管d14的正极，所述二极管d14的负极连接电压比较器u1的输出端，所述电阻r26的另一端连接电阻r27的一端以及电流检测端，所述电阻r27的另一端连接第二公共地gnd，所述电阻r28的另一端连接增益放大器u2的输出端、电阻r29的一端以及电阻r30的一端，所述电容c4的另一端连接电阻r29的另一端、电阻r30的另一端以及电阻r31的一端，所述电阻r31的另一端连接增益放大器u2的反相输入端以及电阻r32的一端，所述电阻r32的另一端连接第二公共地gnd，所述增益放大器u2的正相输入端连接第一公共地gnd1以及电阻r33的一端，所述电阻r33的另一端连接第二公共地gnd。

当第一控制开关k1按下时，二极管d10、d11和d12使第一控制开关k1电平状态不受影响，且使按键去抖，电阻r19和r20开始分压，然后使三极管q11开始导通，产生vcc2-1电压，过流保护电路开始工作，经过电阻r21，r22，r24，电容c3，电阻r25，二极管d13和d14分压反馈后形成电压比较器u1的正相电压，电机回路也形成后，在第一公共地gnd1处由采样电阻r33产生电机电流采样电压，经过增益放大比较器u2放大采样电压后，与电压比较器u1的正相电压开始比较，电流检测端idet1过流保护电压，电机工作电流在正常值内时为高电平，超出时为低电平，输出低电平则停止工作，从而起到过流保护的作用。同理，第二控制开关k2按下时，电流检测端工作状态一样，不再赘述。

实施例二

如图3所示，与实施例一的区别在于：第三控制电路包括三极管q2’、二极管d4’、电阻r2’，所述三极管q2’的基极连接电阻r2’的一端，三极管q2’的集电极连接所述第四控制电路，三极管q2’的发射极连接二极管d4’的正极，所述电阻r2’的另一端连接公共地gnd，所述二极管d4’的负极连接第二控制开关。第三控制开关为常闭控制开关k3’，所述第四控制开关为常闭控制开关k4’，所述常闭控制开关k3’的一端连接第一控制电路，常闭控制开关k3’的另一端连接第二电源端idet1，所述常闭控制开关k4’的一端连接第三控制电路，常闭控制开关k4’的另一端连接第二电源端idet1。

将第四控制开关设为常闭控制开关k4’并改变相应的电路连接，但是其工作原理与实施例一相同，因此不再赘述。

实施例三

实时例三提出一种升降装置，如图4所示，包括升降机构1，所述升降机构包括电机以及与电机连接的推杆，还包括与升降机构连接的如上述实施例一或实施例二中所述的基于继电器控制的小电流驱动系统2。

升降装置可以是升降桌、升降椅等装置。

本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。