专利名称：四档自锁互锁开关电路的制作方法
技术领域：
本发明属于电子技术和自动控制领域，涉及一种四档自锁互锁开关电路。
背景技术：
自锁互锁开关在电器及自动化控制方面使用的很多，机械式自锁互锁开关的缺点是体积大、按触力大、切换速度低、易磨损，且不容易与数字电路配套使用。本发明所述的四档自锁互锁开关电路克服了机械式自锁互锁开关存在的一些缺陷。该电路的核心元件采用四运算放大器集成电路LM324，经特殊地设计，使每组运算放大器均有着电压比较器和施密特触发器的双重功能。由于运算放大器的输入阻抗较高，按键开关的输入电流极小，开关的输入与输出电平符合数字电路接口电平的要求，可以与数字电路同用一组工作电源。本发明具有电压适用范围宽、档位可任意设计等特点，可选用轻触开关、导电橡胶、薄膜开关作为按键开关，可用于转换驱动光、电、磁或驱动可控硅、继电器等控制电路。以下详细说明四档自锁互锁开关电路在制作过程中所涉及的相关技术内容。
发明内容
发明目的及有益效果本发明所述的四档自锁互锁开关电路克服了机械式自锁互锁开关存在的一些缺陷。该电路的核心元件采用四运算放大器集成电路LM324，经特殊地设计，使每组运算放大器均有着电压比较器和施密特触发器的双重功能。由于运算放大器的输入阻抗较高，按键开关的输入电流极小，开关的输入与输出电平符合数字电路的接口电平的要求，可以与数字电路同用一工作电源。本发明具有电压适用范围宽、档位可任意设计等特点，可选用轻触开关、导电橡胶、薄膜开关作为按键开关，可用于转换驱动光、电、磁或驱动可控硅、继电器等控制电路。电路工作原理四档自锁互锁开关电路的每档电路组成完全相同，下面以第一档工作原理为例，当电路接通12V直流电源时，由电阻Rl、R2对12V直流电源进行分压，为各档运算放大器反相端提供高电平，使各档运算放大器输出低电平。当按动第一档按键开关 ANl后，对应运算放大器的正相端获得高电平，高于反相端电压约I. 4V(2只硅开关二极管的压降)，输出变为高电平。因有电阻R3、R4分压的反馈，正相端电平仍高于反相端，输出端维持高电平。当另一个按键接通时，电路重复上述过程，同时通过2只硅开关二极管D1、 D2使该档运算放大器的反相端电平高于电阻R3、R4分压形成的正相端电平，所以输出端由高电平变低为电平。总之，每按动某一档按键开关一次，只有该档运算放大器输出高电平， 其余各档均输出低电平。技术方案四档自锁互锁开关电路，包括12V直流电源、运算放大器IC1、输出电平分压电路、直流电源分压电路组成，其特征在于运算放大器ICl采用集成电路的型号为LM324，每只运算放大器ICl可组成四档自锁互锁开关电路，每档自锁互锁开关电路结构相同，第一档自锁互锁开关电路
(I)运算放大器ICl的第4脚和按键开关ANl的一端接12V直流电源正极VCC，按键开关ANl的另一端接运算放大器ICl的第3脚和开关二极管Dl的正极，开关二极管Dl 的负极接开关二极管D2的正极，开关二极管D2的负极接运算放大器ICl的第2脚，运算放大器ICl的第11脚接电路地GND ；(2)输出电平分压电路中的运算放大器ICl的第I脚接电阻R3的一端，电阻R3的另一端与运算放大器ICl的第3脚和电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端接电路地GND。直流电源分压电路电阻Rl的一端接12V直流电源正极VCC，电阻Rl的另一端与电阻R2的一端、运算放大器ICl的第2脚相连，电阻R2的另一端接电路地GND。第二档及其他两档自锁互锁开关电路的结构及元件连接方式与第一档自锁互锁开关电路结构及元件连接方式相同。
附图I是四档自锁互锁开关电路的工作原理图，附图I中画出了两档自锁互锁开关，即第一档和第二档；附图I中的虚线表示可根据需要确定自锁互锁开关电路的档数; 每只LM324型集成电路中有四组相互独立的运算放大器。
具体实施例方式按照附图I所示电路工作原理图和
及以下所述的技术要求实施，即可实现本发明。元器件的技术参数及选择ICl为运算放大器，选用的型号为LM324，它是由四组独立的运算放大器组成的电路，它可在较宽的单电源电压范围内工作，亦可在双电源条件下工作，电源电压工作范围 单电源3V 30V，双电源±1. 5V ±15V ；LM324型集成电路的封装为双列直插式，其14个功能和引脚分别是1脚OUTPUT
1、2 脚 INPUT 1-、3 脚 INPUT 1+;4 脚接电源的正极；5 脚 INPUT 2+、6 脚 INPUT 2_、7 脚 OUTPUT 2 ；8 脚 OUTPUT 3、9 脚 INPUT 3-,10 脚 INPUT 3+ ；11 脚接电路地；12 脚 INPUT 4+、 13脚INPUT 4-、14脚OUTPUT 4 ;0UTPUT是运算放大器的输出端；INPUT+是运算放大器的正向输入端；INPUT-是运算放大器的反向输入端；Dl D2为硅开关二极管，选用的型号1N4148 ；电阻Rl的阻值为100K Ω ;电阻R2的阻值为IOK Ω ;电阻R3 R6.....Rn,Rn+1的
阻值均为5. IK Ω ；AN选用常开式按键开关；直流电源的工作电压为9 12V。电路制作要点与电路调试在设计、制作中可根据控制对象数量来确定四档自锁互锁开关电路的档数和使用 LM324型集成电路的只数；使用I只LM324型集成电路可组成四档自锁互锁开关电路，若在电路中增加一个空档，可作为自锁互锁开关电路的总复位；为保证四档自锁互锁开关电路可靠工作，每个电阻的阻值应根据选用的直流电源电压高低做相应的调整，在保证各档自锁互锁开关电路稳定、可靠工作的前提下，各个电阻的阻值宜选择稍大一些，这样可以有效减少电路待机损耗。
权利要求
1.一种四档自锁互锁开关电路，包括12V直流电源、运算放大器IC1、输出电平分压电路、直流电源分压电路组成，其特征在于运算放大器ICl采用集成电路的型号为LM324，每只运算放大器ICl可组成四档自锁互锁开关电路，每档自锁互锁开关电路结构相同，第一档自锁互锁开关电路(1)运算放大器ICl的第4脚和按键开关ANl的一端接12V直流电源正极VCC，按键开关ANl的另一端接运算放大器ICl的第3脚和开关二极管Dl的正极，开关二极管Dl的负极接开关二极管D2的正极，开关二极管D2的负极接运算放大器ICl的第2脚，运算放大器 ICl的第11脚接电路地GND;(2)输出电平分压电路中的运算放大器ICl的第I脚接电阻R3的一端，电阻R3的另一端与运算放大器ICl的第3脚和电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端接电路地GND。
2.根据权利要求I所述的四档自锁互锁开关电路，其特征是直流电源分压电路中的电阻Rl的一端接12V直流电源正极VCC，电阻Rl的另一端与电阻R2的一端、运算放大器 ICl的第2脚相连，电阻R2的另一端接电路地GND。
3.根据权利要求I所述的四档自锁互锁开关电路，其特征是第二档及其它两档自锁互锁开关电路的结构及元件连接方式与第一档自锁互锁开关电路结构及元件连接方式相同。
全文摘要
本发明涉及一种四档自锁互锁开关电路。该电路包括12V直流电源、运算放大器IC1、输出电平分压电路、直流电源分压电路组成，运算放大器IC1采用型号为LM324，每只运算放大器IC1可组成四档自锁互锁开关电路，每档自锁互锁开关电路结构相同。本发明克服了机械式自锁互锁开关存在的缺陷。经特殊地设计，使每组运算放大器均有着电压比较器和施密特触发器的双重功能。由于运算放大器输入阻抗较高，按键开关的输入电流极小，开关的输入与输出电平符合数字电路接口电平的要求，可与数字电路同用一组工作电源。本发明具有电压适用范围宽、档位可任意设计等特点，可用轻触开关、导电橡胶、薄膜开关作为按键开关，可用于驱动光、电、磁、可控硅、继电器等控制电路。
文档编号H03K17/51GK102594316SQ201210036958
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月17日 优先权日2012年2月17日
发明者何林 申请人:何林