CN101354570A - 一种控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控制系统，包括第一控制单元、第二控制单元、隔离电源、非隔离电源；所述隔离电源与第一控制单元相连，所述第一控制单元控制需隔离电路，所述非隔离电源与第二控制单元相连，所述第二控制单元控制不需隔离电路。本发明通过设置两个控制单元，分别由隔离电源和非隔离电源供电。可以省去大量的隔离器件，大幅度降低成本。而且本发明安全可靠，使电器操作人员更加安全，不至于触电，更加符合安规要求。本发明还可用较少的成本实现较多的功能，如可以实现人机交换单元的隔离、可控硅的开、短保护以及过载保护等。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制系统。
背景技术
现有的控制系统一般都是采用一个单片机。对于实现可控硅的隔离驱动，现在的普遍做法是用一路隔离电源，然后采用隔离器件(如光偶等)来驱动可控硅，也可以实现人机介面电路的隔离，保证操作人员的人身安全，但是当电器的功能增加时，如要实现过载保护，可控硅开、短路保护等，就需要相应增加过载保护电路和开短路保护电路，如果此时还是采用现有做法，用一路隔离电源和一个单片机的方案，那么过载保护电路和开、短路保护电路等每个与可控硅有关的电路都需要一个隔离器件才能与单片机建立联系并受其控制。所有的隔离器件价格都非常昂贵，增加了控制系统的成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是为了克服以上的不足，提出了一种低成本、安全性好的控制系统。
本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：
一种控制系统，包括第一控制单元、第二控制单元、隔离电源、非隔离电源；所述隔离电源与第一控制单元相连，所述第一控制单元控制需隔离电路，所述非隔离电源与第二控制单元相连，所述第二控制单元控制不需隔离电路。
还包括光耦隔离器件，所述光耦隔离器件连接在第一控制单元和第二控制单元之间，用于实现第一控制单元和第二控制单元之间的通讯。
所述隔离电源包括第一滤波单元、变压器、整流桥、第二滤波单元、三端稳压器、第三滤波单元；所述第一滤波单元连接在交流市电与变压器原边之间，所述整流桥连接在变压器副边与第二滤波单元之间，所述三端稳压器连接在第二滤波单元与第三滤波单元之间；交流市电经第一滤波单元滤波后提供给变压器降压，再经整流桥整流成第一直流电源，所述第一直流电源经第二滤波单元滤波后提供给三端稳压器变换成第二直流电源，所述第二直流电源经第三滤波单元滤波后给第一控制单元供电。
所述非隔离电源包括电阻降压单元，所述电阻降压单元耦合在第一滤波单元与第二控制单元之间；所述交流市电经第一滤波单元滤波后再经电阻降压单元降压后给第二控制单元供电。
还包括继电器和第一开关，所述第一直流电源经第一开关与继电器输入回路相连，所述继电器输出回路连接在第一滤波单元与电阻降压单元之间。
还包括保护单元，所述保护单元连接在第一控制单元与继电器输入回路之间。
所述不需隔离电路包括可控硅、电机、第一电阻、霍尔速度检测电路；所述第二控制单元经第一电阻、可控硅与电机相连，所述霍尔速度检测电路连接在电机与第二控制单元之间。
所述不需隔离电路还包括可控硅开、短保护单元，所述可控硅开、短保护单元耦合在可控硅与第二控制单元之间。
所述不需隔离电路还包括第五电阻和第六电阻，所述第五电阻第一端与电阻降压单元相连，第二端与第六电阻第一端相连，所述第六电阻第二端与第二控制单元相连。
所述需隔离电路包括人机交换单元。
本发明与现有技术对比的有益效果是：本发明通过设置两个控制单元，分别由隔离电源和非隔离电源供电。可以省去大量的隔离器件，大幅度降低成本。而且本发明安全可靠，使电器操作人员更加安全，不至于触电，更加符合安规要求。本发明还可用较少的成本实现较多的功能，如可以实现人机交换单元的隔离、可控硅的开、短保护以及过载保护等。
附图说明
图1是本发明具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种控制系统，包括第一控制单元MCU1、第二控制单元MCU2、隔离电源、非隔离电源。所述隔离电源与第一控制单元MCU1相连，所述第一控制单元控制需隔离电路，所述非隔离电源与第二控制单元相连，所述第二控制单元控制不需隔离电路。
如图1所示，当需要第一控制单元和第二控制单元之间通讯时，所述控制系统还可包括光耦隔离器件OPT，所述光耦隔离器件OPT连接在第一控制单元和第二控制单元之间，用于实现第一控制单元和第二控制单元之间的通讯。
所述隔离电源包括第一滤波单元、变压器T1、整流桥BR、第二滤波单元、三端稳压器U1、第三滤波单元。所述第一滤波单元连接在交流市电与变压器T1原边之间，所述整流桥BR连接在变压器T1副边与第二滤波单元之间，所述三端稳压器U1连接在第二滤波单元与第三滤波单元之间；交流市电经第一滤波单元滤波后提供给变压器T1降压，再经整流桥BR整流成第一直流电源VPP，所述第一直流电源VPP经第二滤波单元滤波后提供给三端稳压器变换成第二直流电源VCC，所述第二直流电源VCC经第三滤波单元滤波后给第一控制单元MCU1供电。
所述整流桥BR由四个二极管构成，所述第二滤波单元包括第四电容C4和第一电容C1，所述第三滤波单元包括第二电容C2和第三电容C3。所述需隔离电路包括人机交换单元。所述人机交换单元可以包括控制按键显示(KEY AND DISPLAY CIRCUIT)。
所述非隔离电源包括电阻降压单元，所述电阻降压单元耦合在第一滤波单元与第二控制单元之间；所述交流市电经第一滤波单元滤波后再经电阻降压单元降压后给第二控制单元供电。所述电阻降压单元包括第一稳压管ZD1、第五电容C5、第六电容C6、第一二极管D1、第三电阻R3、第四电阻R4和第二二极管D2。交流市电经第一滤波单元滤波后经电阻降压单元降压形成非隔离电源VDD，非隔离电源VDD提供给第二控制单元MCU2。第二控制单元MCU2控制不需隔离电路。所述非隔离电源VDD还给不需隔离电路供电，如给过载电路，开、短路保护电路以及过零检测电路和霍尔(Hall)速度检测电路供电。
所述控制系统还包括继电器RY1和第一开关SW1，所述第一直流电源VPP经第一开关SW1与继电器RY1输入回路相连，所述继电器输出回路连接在第一滤波单元与电阻降压单元之间。继电器RY1可以给整个控制系统提供进一步的保护的，只有在第一开关SW1在ON位置时，继电器RY1才会吸合，也只有在继电器RY1吸合后，整个非隔离电路和第二控制单元MCU2才会获得电能得以工作。也就是说在用户没有手工将第一开关SW1闭合到ON位置时，非隔离电路和第二控制单元MCU2不会有电流流过，电机MOTOR也不会在雷击等强大干扰下运转，使整个控制系统更加安全。
所述控制系统还包括保护单元(PROTECTION CIRCUIT)，所述保护单元连接在第一控制单元MCU1与继电器输入回路之间。继电器RY1可以通过保护电路(PROTECTION CIRCUIT)来由第一控制单元MCU1去控制，当发生过载等异常情况的时，由MCU1立刻关断RY1，以达到保护的目的。
所述不需隔离电路包括可控硅SCR1、电机MOTOR、第一电阻R1、霍尔(HALL)速度检测电路；所述第二控制单元MCU2经第一电阻R1、可控硅SCR1与电机MOTOR相连，所述霍尔(HALL)速度检测电路连接在电机MOTOR与第二控制单元MCU2之间。第一电阻R1是可控硅SCR1驱动的限流电阻。
所述不需隔离电路还包括可控硅开、短保护单元PR，所述可控硅开、短保护单元PR耦合在可控硅SCR1与第二控制单元MCU2之间。可控硅开、短保护单元PR对可控硅SCR1开路、短路进行保护。
所述不需隔离电路还包括第五电阻R5和第六电阻R6，所述第五电阻R5第一端与电阻降压单元相连，第二端与第六电阻R6第一端相连，所述第六电阻R6第二端与第二控制单元MCU2相连。本发明采用一个电阻R5，进行电压检测就可以实现过过载保护。如果采用现有的单电源方案，则需要用价格较贵的电流互感器才能实现此保护。所述第六电阻R6还有抗干扰的作用，防止干扰信号直接进入第二控制单元MCU2。
所述不需隔离电路还包括第二电阻R2、第七电阻R7。所述第二电阻R2连接在电阻降压单元与第二控制单元MCU2之间，第二电阻R2可以实现过零检测，而且还有抗干扰的作用，防止干扰信号直接进入第二控制单元MCU2。第七电阻R7连接在可控硅开、短保护单元PR与第二控制单元MCU2之间，所述第七电阻R7还有抗干扰的作用，防止干扰信号直接进入第二控制单元MCU2。
上述第一控制单元MCU1和第二控制单元MCU2可以分别采用单片机实现。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种控制系统，其特征在于：包括第一控制单元、第二控制单元、隔离电源、非隔离电源；所述隔离电源与第一控制单元相连，所述第一控制单元控制需隔离电路，所述非隔离电源与第二控制单元相连，所述第二控制单元控制不需隔离电路。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于：还包括光耦隔离器件，所述光耦隔离器件连接在第一控制单元和第二控制单元之间，用于实现第一控制单元和第二控制单元之间的通讯。
3.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于：所述隔离电源包括第一滤波单元、变压器、整流桥、第二滤波单元、三端稳压器、第三滤波单元；所述第一滤波单元连接在交流市电与变压器原边之间，所述整流桥连接在变压器副边与第二滤波单元之间，所述三端稳压器连接在第二滤波单元与第三滤波单元之间；交流市电经第一滤波单元滤波后提供给变压器降压，再经整流桥整流成第一直流电源，所述第一直流电源经第二滤波单元滤波后提供给三端稳压器变换成第二直流电源，所述第二直流电源经第三滤波单元滤波后给第一控制单元供电。
4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于：所述非隔离电源包括电阻降压单元，所述电阻降压单元耦合在第一滤波单元与第二控制单元之间；所述交流市电经第一滤波单元滤波后再经电阻降压单元降压后给第二控制单元供电。
5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于：还包括继电器和第一开关，所述第一直流电源经第一开关与继电器输入回路相连，所述继电器输出回路连接在第一滤波单元与电阻降压单元之间。
6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于：还包括保护单元，所述保护单元连接在第一控制单元与继电器输入回路之间。
7.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于：所述不需隔离电路包括可控硅、电机、第一电阻、霍尔速度检测电路；所述第二控制单元经第一电阻、可控硅与电机相连，所述霍尔速度检测电路连接在电机与第二控制单元之间。
8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于：所述不需隔离电路还包括可控硅开、短保护单元，所述可控硅开、短保护单元耦合在可控硅与第二控制单元之间。
9.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于：所述不需隔离电路还包括第五电阻和第六电阻，所述第五电阻第一端与电阻降压单元相连，第二端与第六电阻第一端相连，所述第六电阻第二端与第二控制单元相连。
10.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于：所述需隔离电路包括人机交换单元。
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