CN206004636U - 一种电磁锁控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电磁锁控制电路，包括：一继电器互斥电路以及一MCU；所述MCU的第一输出端依次经第一误动作防护电路、第一隔离电路、以及第一达林顿开关电路连接至所述继电器互斥电路的第一输入端；所述MCU的第二输出端依次经第二误动作防护电路、第二隔离电路、以及第二达林顿开关电路连接至所述继电器互斥电路的第二输入端；所述继电器互斥电路的输出端连接一电磁锁。本实用新型所提出的电磁锁控制电路，避免造成驱动电源短路，增强了电磁锁的长期使用稳定性、可靠性以及使用寿命。

Description

一种电磁锁控制电路

技术领域

本实用新型涉及电力电子***继电器驱动应用及保护领域，特别是一种电磁锁控制电路。

背景技术

现有电磁锁线圈的驱动电流约1.5A~2A，通常上锁的驱动电压不低于+12V，驱动时间为200ms~500ms，解锁的驱动电压不高于-12V，同样驱动时间200ms~500ms的驱动时间，一般采用脉冲式驱动。对于电磁锁这类应用，其工作状态需要两个不同的驱动电源，两个驱动电源若不进行互锁控制或采用误动作防范措施可能造成两个驱动电源直接导通短路，损坏控制***。电磁锁的驱动电压（12V）远大于主控***（MCU）工作电压，若不加以隔离，外部电源会影响控制核心的性能，可能造成***死机或产生误动作甚至损坏主控***（MCU）。特别是在***上电过程中，此时CPU还没有正常工作，其IO引脚为不确定状态，经过驱动电路后，容易引起误动作，影响***正常工作。

现有电磁锁驱动电路对电磁锁驱动电源互锁保护及防止误动作保护电路复杂或通用性比较差。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种电磁锁控制电路，以克服现有技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种电磁锁控制电路，其特征在于，包括：一继电器互斥电路以及一MCU；所述MCU的第一输出端经一第一达林顿开关电路连接至所述继电器互斥电路的第一输入端；所述MCU的第二输出端经一第二达林顿开关电路连接至所述继电器互斥电路的第二输入端；所述继电器互斥电路的输出端经一电磁锁驱动线圈接地。

在本实用新型一实施例中，所述继电器互斥电路包括第一继电器以及第二继电器；所述第一继电器线圈的一端与第一供电电源相连，另一端与所述第一达林顿开关电路相连；所述第二继电器线圈的一端与所述第一供电电源相连，另一端与所述第二达林顿开关电路相连；所述第一继电器的常开触点与第一驱动电源相连，所述第二继电器的常开触点与第二驱动电源相连，所述第一继电器的公共端与所述第二继电器的常闭触点相连。

在本实用新型一实施例中，所述第一供电电源为所述第二驱动电源。

在本实用新型一实施例中，所述第一继电器以及所述第二继电器均为单刀双掷继电器。

在本实用新型一实施例中，所述第一继电器的线圈的一端与第一二极管的阴极相连，另一端与所述第一二极管的阳极相连；所述第二继电器的线圈的一端与第二二极管的阴极相连，另一端与所述第二二极管的阳极相连。

在本实用新型一实施例中，所述MCU的第一输出端依次经第一误动作防护电路以及第一隔离电路与所述第一达林顿开关电路相连；所述MCU的第二输出端依次经第二误动作防护电路以及第二隔离电路与所述第二达林顿开关电路相连。

在本实用新型一实施例中，所述第一误动作防护电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容以及第一三极管；所述第一电阻的一端与所述MCU的第一输出端相连，另一端与所述第二电阻的一端、所述第一电容的一端以及所述第一三极管的基极相连；所述第二电阻的另一端、所述第一电容的另一端以及所述第一三极管发射极相连，并接地；所述第一三极管的集电极连接至所述第一隔离电路；所述第二误动作防护电路包括第六电阻、第七电阻、第二电容以及第二三极管；所述第六电阻的一端与所述MCU的第二输出端相连，另一端与所述第七电阻的一端、所述第二电容的一端以及所述第二三极管的基极相连；所述第七电阻的另一端、所述第二电容的另一端以及所述第二三极管发射极相连，并接地；所述第二三极管的集电极连接至所述第二隔离电路。

在本实用新型一实施例中，所述第一隔离电路包括第三电阻、第四电阻以及第一隔离光耦；所述第一隔离光耦的发光器阴极与所述第一误动作防护电路相连，发光器阳极经所述第三电阻与第二供电电源相连，受光器发射极接地，受光器集电极经所述第四电阻与第三供电电源相连，且与所述第一达林顿开关电路相连；所述第二隔离电路包括第八电阻、第九电阻以及第二隔离光耦；所述第二隔离光耦的发光器阴极与所述第二误动作防护电路相连，发光器阳极经所述第八电阻与第二供电电源相连，受光器发射极接地，受光器集电极经所述第九电阻与第三供电电源相连，且与所述第二达林顿开关电路相连。

在本实用新型一实施例中，所述第一达林顿开关电路包括第五电阻以及第一达林顿管；所述第五电阻一端与所述第一隔离电路相连，另一端与所述第一达林顿管的输入端相连；所述第一达林顿管的输出端与所述继电器互斥电路的第一输入端相连；所述第二达林顿开关电路包括第十电阻以及第二达林顿管；所述第十电阻一端与所述第二隔离电路相连，另一端与所述第二达林顿管的输入端相连；所述第二达林顿管的输出端与所述继电器互斥电路的第二输入端相连。

相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型所提出的电磁锁控制电路利用两个继电器组成的互斥电路，对电磁锁的两个驱动电源进行互斥控制，避免造成驱动电源短路，增强了电磁锁的长期使用稳定性、可靠性以及使用寿命；

2. 本实用新型所提出的电磁锁控制电路采用光耦电路将外部电路与MCU主***进行隔离，既简化了电路，又提高了***的稳定性和可靠性，避免外部干扰MCU***，造成***死机或产生误动作甚至损坏主控***（MCU）；

3. 本实用新型所提出的电磁锁控制电路控制输入端采用了误动作防护电路，对MCU上电时因***未正常工作可能引起的电磁锁误动作进行防护，确保控制***的可靠性；

4. 本实用新型所提出的电磁锁控制电路充分利用达林顿管大电流驱动特性，降低了驱动电路复杂性以及电路元件体积、成本。

附图说明

图1是本实用新型中电磁锁控制电路的原理图。

图2是本实用新型中电磁锁控制电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图、现有软件以及控制方法，对本实用新型的技术方案进行具体说明。在该说明过程中所涉及的现有软件以及控制方法均不是本实用新型所保护的客体，本实用新型仅保护该电路的结构以及连接关系。

本实用新型提供一种电磁锁控制电路，如图1所示，包括：一继电器互斥电路以及一MCU(图中未画出)；MCU的第一输出端CTR1依次经第一误动作防护电路、第一隔离电路、以及第一达林顿开关电路连接至继电器互斥电路的第一输入端；MCU的第二输出端CTR2依次经第二误动作防护电路、第二隔离电路、以及第二达林顿开关电路连接至继电器互斥电路的第二输入端；继电器互斥电路的输出端经一电磁锁驱动线圈接地。

进一步的，在本实施例中，如图2所示，继电器互斥电路包括第一继电器RLY1以及第二继电器RLY2；第一继电器RLY1线圈的一端与第一供电电源相连，另一端与第一达林顿开关电路相连；第二继电器RLY2线圈的一端与第一供电电源相连，另一端与第二达林顿开关电路相连；第一继电器RLY1的常开触点RLY1A与第一驱动电源VCC4相连，第二继电器RLY2的常开触点RLY2A与第二驱动电源VCC3相连，第一继电器RLY1的公共端与第二继电器RLY2的常闭触点RLY2B相连。

进一步的，在本实施例中，第一供电电源为第二驱动电源。

进一步的，在本实施例中，第一继电器RLY1以及第二继电器RLY2均为单刀双掷继电器。

进一步的，在本实施例中，第一继电器RLY1的线圈的一端（即与第一供电电源相连的一端）与第一二极管D1的阴极相连，另一端与第一二极管D1的阳极相连；第二继电器RLY2的线圈的一端（即与第一供电电源相连的一端）与第二二极管D2的阴极相连，另一端与第二二极管D2的阳极相连。

进一步的，在本实施例中，第一误动作防护电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容以及第一三极管；第一电阻的一端与MCU的第一输出端相连，另一端与第二电阻的一端、第一电容的一端以及第一三极管的基极相连；第二电阻的另一端、第一电容的另一端以及第一三极管发射极相连，并接地；第一三极管的集电极连接至第一隔离电路；第二误动作防护电路包括第六电阻、第七电阻、第二电容以及第二三极管；第六电阻的一端与MCU的第二输出端相连，另一端与第七电阻的一端、第二电容的一端以及第二三极管的基极相连；第七电阻的另一端、第二电容的另一端以及第二三极管发射极相连，并接地；第二三极管的集电极连接至第二隔离电路。如图2所示，第一误动作防护电路由第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容电容C1及第一三极管Q1组成，第二误动作防护电路由第六电阻R6、第七电阻R7、第二电容C2及第二二极管三极管Q2组成。

进一步的，在本实施例中，第一隔离电路包括第三电阻、第四电阻以及第一隔离光耦；第一隔离光耦的发光器阴极与第一误动作防护电路相连，发光器阳极经第三电阻与第二供电电源VCC1相连，受光器发射极接地，受光器集电极经第四电阻与第三供电电源VCC2相连，且与第一达林顿开关电路相连；第二隔离电路包括第八电阻、第九电阻以及第二隔离光耦；第二隔离光耦的发光器阴极与第二误动作防护电路相连，发光器阳极经第八电阻与第二供电电源相连VCC1，受光器发射极接地，受光器集电极经第九电阻与第三供电电源VCC2相连，且与第二达林顿开关电路相连。如图2所示，第一隔离电路有第三电阻R3、第四电阻R4和第一隔离光耦IC1组成，第二隔离电路有第八电阻R8、第九电阻R9和第二隔离光耦IC2组成。

进一步的，在本实施例中，第一达林顿开关电路包括第五电阻以及第一达林顿管；第五电阻一端与第一隔离电路相连，另一端与第一达林顿管的输入端相连；第一达林顿管的输出端与继电器互斥电路的第一输入端相连；第二达林顿开关电路包括第十电阻以及第二达林顿管；第十电阻一端与第二隔离电路相连，另一端与第二达林顿管的输入端相连；第二达林顿管的输出端与继电器互斥电路的第二输入端相连。如图2所示，第一达林顿管开关电路由第五电阻R5、第一达林顿管IC3E组成，第二达林顿管开关电路由第十电阻R10、第二达林顿管IC3F组成。

进一步的，在本实施例中，CTR1、CTR2分别为MCU两个输出端（IO引脚），输出控制信号；VCC1为MCU芯片工作的供电电源，本实施例中，该VCC1取3.3V；VCC2为第一、第二隔离光耦IC1、IC2工作的供电电源，本实施例中，该VCC2取5V。VCC3≧12V，VCC4≦-12V，VCC4、VCC3为电磁锁的第一、第二驱动电源。VCC3为正驱动电压，VCC4为负驱动电压，且该两个驱动电压正负可互换。在本实施例中，如图2所示，第一、第二继电器线圈的供电电源可采用VCC3，但不一定和驱动电源一致；图中GND为信号地，GND3为电源地，二者是隔离的。

进一步的，在本实施例中，当电磁锁进行上锁动作时，MCU控制第二输出端CTR2输出低电平，则第二防误动作电路、第二隔离电路、第二达林顿管开关电路和继电器互锁电路工作，第二继电器RLY2常开触点RLY2A闭合，电磁锁控制信号LOCK_CTR(即继电器互斥电路的输出信号)输出电压VCC3（一般要求VCC3≧12V），驱动电磁锁启动进行上锁动作（200ms~500ms）；电磁锁上锁动作完成后，MCU控制第一、第二输出端CTR1、CTR2保持输出高电平，第一、第二继电器RLY1、RLY2分别闭合常闭触点RLY1B、RLY2B，电磁锁控制信号LOCK_CTR输出高阻态，电磁锁一直保持上锁状态；电磁锁进行解锁时，MCU控制第一输出端CTR1输出低电平、第二输出端CTR2输出高电平，第一继电器RLY1闭合常开触点RLY1A，第二继电器RLY2闭合常闭触点RLY2B，电磁锁控制信号LOCK_CTR输出电压VCC4（一般要求VCC4≦-12V），驱动电磁锁启动进行解锁动作（200ms~500ms）。

具体结合表1中的真值表对控制方式进行说明，其中，X为未知，Z为高阻态：

表1

1、当电磁锁进行上锁时，即第二继电器RLY2应闭合常开触点RLY2A，MCU控制第二输出端CTR2输出低电平，无法对RC电路充电，第二三极管Q2的1脚电压无法达到PN结导通电压，此时第二三极管Q2不导通，第二隔离光耦IC2不导通，2A为高电平，第二达林顿管IC3F导通，2B输出低电平，第二继电器RLY2线圈通电，第二继电器RLY2的常开触点RLY2A闭合，电磁锁控制信号LOCK_CTR输出电压VCC3，驱动电磁锁吸合上锁。此时，不论第一继电器RLY1闭合的是常开触点RLY1A还是常闭触点RLY1B，均不影响电磁锁控制信号LOCK_CTR的输出情况，即在MCU控制第二输出端CTR2输出低电平的条件下，不论第一输出端CTR1输出是低电平还是高电平，电磁锁控制信号LOCK_CTR输出的均为电压VCC3。

2、电子锁上锁之后，MCU控制第一、第二输出端CTR1、CTR2均输出高电平，此时分别对RC电路充电，t时间后（t=RC），第一、第二三极管Q1、Q2的1脚电压达到PN结导通电压，使第一、第二三极管Q1、Q2饱和导通，第一、第二隔离光耦IC1、IC2导通，此时1A、2A均输出低电平，无法驱动第一、第二达林顿管IC3E、IC3F导通，达林顿管处于截止状态，第一、第二继电器RLY1、RLY2均处于常闭触点RLY1B、RLY2B闭合状态，此时电磁锁控制信号LOCK_CTR输出既不输出电压VCC3，也不输出电压VCC4，此时输出高阻态状态，电磁锁会保持上锁状态。

3、当电磁锁进行解锁操作时，即第一继电器RLY1应闭合常开触点RLY1A，第二继电器RLY2应闭合常闭触点RLY2B，MCU控制第一输出端CTR1输出低电平、第二输出端CTR2输出高电平，第一三极管Q1不导通，第二三极管Q2导通，此时1A为高电平，2A为低电平，第一达林顿管ICE导通、第二IC3F不导通，1B、2B分别为低电平、高电平，此时第一继电器RLY1线圈通电，第一继电器RLY1常开触点RLY1A闭合，第二继电器RLY2线圈不通电，第二继电器RLY2常闭触点RLY2B闭合，电磁锁控制信号LOCK_CTR输出电压VCC4，驱动电磁锁进行解锁。

4、电磁锁解锁之后，同样可控制MCU控制第一、第二输出端CTR1、CTR2均输出高电平，电磁锁控制信号LOCK_CTR输出高阻态状态，电磁锁会保持解锁状态。

5、如果在MCU上、下电过程中发生误动作时，需要对RC电路充电，误动作时间较短，对RC充电不足以使第一、第二三极管Q1、Q2的1脚电压不能达到三极管PN结导通电压，第一、第二三极管Q1、Q2三极管，MCU控制第一、第二输出端CTR1、CTR2不会传递到后级电路，造成电磁锁的误动作。

当VCC3与VCC4的电压互换时，解锁和上锁的控制方式与上述控制相反。

以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种电磁锁控制电路，其特征在于，包括：一继电器互斥电路以及一MCU；所述MCU的第一输出端依次经第一误动作防护电路、第一隔离电路以及第一达林顿管开关电路连接至继电器互斥电路的第一输入端；MCU的第二输出端依次经第二误动作防护电路、第二隔离电路以及第二达林顿管开关电路连接至继电器互斥电路的第二输入端；所述继电器互斥电路的输出端经一电磁锁驱动线圈接地；

所述继电器互斥电路包括第一继电器以及第二继电器；所述第一继电器线圈的一端与第一供电电源相连，另一端与所述第一达林顿开关电路相连；所述第二继电器线圈的一端与所述第一供电电源相连，另一端与所述第二达林顿开关电路相连；所述第一继电器的常开触点与第一驱动电源相连，所述第二继电器的常开触点与第二驱动电源相连，所述第一继电器的公共端与所述第二继电器的常闭触点相连；

所述第一达林顿开关电路包括第五电阻以及第一达林顿管；所述第五电阻一端与所述第一隔离电路相连，另一端与所述第一达林顿管的输入端相连；所述第一达林顿管的输出端与所述继电器互斥电路的第一输入端相连；所述第二达林顿开关电路包括第十电阻以及第二达林顿管；所述第十电阻一端与所述第二隔离电路相连，另一端与所述第二达林顿管的输入端相连；所述第二达林顿管的输出端与所述继电器互斥电路的第二输入端相连；

所述第一误动作防护电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容以及第一三极管；所述第一电阻的一端与所述MCU的第一输出端相连，另一端与所述第二电阻的一端、所述第一电容的一端以及所述第一三极管的基极相连；所述第二电阻的另一端、所述第一电容的另一端以及所述第一三极管发射极相连，并接地；所述第一三极管的集电极连接至所述第一隔离电路；所述第二误动作防护电路包括第六电阻、第七电阻、第二电容以及第二三极管；所述第六电阻的一端与所述MCU的第二输出端相连，另一端与所述第七电阻的一端、所述第二电容的一端以及所述第二三极管的基极相连；所述第七电阻的另一端、所述第二电容的另一端以及所述第二三极管发射极相连，并接地；所述第二三极管的集电极连接至所述第二隔离电路；

所述第一隔离电路包括第三电阻、第四电阻以及第一隔离光耦；所述第一隔离光耦的发光器阴极与所述第一误动作防护电路相连，发光器阳极经所述第三电阻与第二供电电源相连，受光器发射极接地，受光器集电极经所述第四电阻与第三供电电源相连，且与所述第一达林顿开关电路相连；所述第二隔离电路包括第八电阻、第九电阻以及第二隔离光耦；所述第二隔离光耦的发光器阴极与所述第二误动作防护电路相连，发光器阳极经所述第八电阻与第二供电电源相连，受光器发射极接地，受光器集电极经所述第九电阻与第三供电电源相连，且与所述第二达林顿开关电路相连。

2.根据权利要求1所述的一种电磁锁控制电路，其特征在于，所述第一供电电源为所述第二驱动电源。

3.根据权利要求1所述的一种电磁锁控制电路，其特征在于，所述第一继电器以及所述第二继电器均为单刀双掷继电器。

4.根据权利要求1所述的一种电磁锁控制电路，其特征在于，所述第一继电器的线圈的一端与第一二极管的阴极相连，另一端与所述第一二极管的阳极相连；所述第二继电器的线圈的一端与第二二极管的阴极相连，另一端与所述第二二极管的阳极相连。