CN104192750B - 通用型电梯制动器调压控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通用型电梯制动器调压控制电路，它涉及一种电梯制动器的调压控制电路。EMI滤波电路的输出端接整流电路，整流电路的输出端接直流滤波电路和取样电路,开关电源的输出端分别接频率抖动脉宽调制电路、浮栅驱动电路、电压反馈电路，频率抖动脉宽调制电路的输出端接浮栅驱动电路，第一功率场效应管的源极接电压反馈电路、续流限制电路、续流电路，电压反馈电路的输出端接频率抖动脉宽调制电路，第二功率场效应管的漏极、源极分别接续流限制电路、续流电路。本发明适应全球电网宽电压输入，交直流通用，负载能力强，提高简约性和一致性，降低仓储成本，电路工作稳定可靠。

Description

通用型电梯制动器调压控制电路

技术领域

本发明涉及一种电磁制动器的调压控制电路，具体涉及通用型电梯制动器调压控制电路。

背景技术

通常的电梯制动器按其供电电源可区分为交流供电和直流供电；按其使用电压又可分为220V和110V。因此，相同推力的电梯制动器根据不同的供电电源和使用电压分为：AC220V，AC110V，DC200V和DC100V四种，这四种制动器虽然机械结构和推力完全相同，但各自的线圈参数(漆包线直径、缠绕匝数等)却不相同。其次，电梯制动器的调压控制电路也根据不同的供电电源和使用电压分为四种，由此造成了产品的物料描述过于冗长，生产管理过于繁杂，如果能研制出一种调压控制电路，既能将相同推力的四种制动器整合成一种，又能将不同电源的四种调压控制电路统一成一种，使以往的八种产品简化成两种产品，则可以大大减少产品的物料描述，提高生产、管理效益和产品的一致性、通用性；更重要的是可以大幅度降低原材料和供求双方产成品的仓储成本。

其次，在电梯制动器的调压控制电路中，大多数仍使用可控硅移相调压技术，这种电路电磁噪声大，易受干扰，而且只能用于交流供电的场合，当直流供电时，只能使用PWM调压，PWM调压技术可以很好地解决制动器的电磁噪声问题，但是在这种模式下，调制所产生的高频有害电磁波会发生较强的传导和辐射，严重时会影响电路本身和相邻设备的正常工作。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种通用型电梯制动器调压控制电路。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供通用型电梯制动器调压控制电路，适应全球电网宽电压输入，交直流通用，负载能力强，减少了产品种类，提高了产品在制造环节的简约性和一致性，大大降低了原材料和供求双方产成品的仓储成本，电路工作更加稳定、可靠。

为实现上述目的，本发明提供了通用型电梯制动器调压控制电路，包括EMI滤波电路、整流电路、直流滤波电路、取样电路、上闸时间控制电路、开关电源、频率抖动脉宽调制电路、浮栅驱动电路、电压反馈电路、续流限制电路、续流电路、第一功率场效应管和第二功率场效应管，EMI滤波电路的输入端接电源，EMI滤波电路的输出端接整流电路，整流电路的输出端接直流滤波电路和取样电路，取样电路的输出端接上闸时间控制电路，上闸时间控制电路的输出端接第二功率场效应管的栅极，直流滤波电路的输出端接开关电源和第一功率场效应管的漏极，开关电源的输出端分别接频率抖动脉宽调制电路、浮栅驱动电路、电压反馈电路，频率抖动脉宽调制电路的输出端接浮栅驱动电路，浮栅驱动电路的输出端接第一功率场效应管的栅极，第一功率场效应管的源极接电压反馈电路、续流限制电路、续流电路，电压反馈电路的输出端接频率抖动脉宽调制电路，第二功率场效应管的漏极、源极分别接续流限制电路、续流电路。

作为优选，所述的第一功率场效应管的源极与第二功率场效应管的漏极之间接有制动器的电磁线圈。

作为优选，所述的EMI滤波电路为两级复合EMI滤波电路，用于更好地改善电路的EMI特性。

作为优选，所述的开关电源为15V开关电源，用于提供内部15V直流电源。

本发明的有益效果：1、适应全球电网宽电压输入，当电源输入电压在75-265V(AC/DC)范围内变化时，输出的启动电压和保持电压恒定不变，制动器启动电压为固定值80V±1.5V(DC)，保持电压为20V-80V±2％(DC)连续可调，两种输出电压均为稳压输出，因此，四种不同的制动器可以使用同一种线圈，实现了四种制动器的统一，又实现了交流、直流、110V、220V四种调压控制电路的统一，从而减少了产品种类，提高了产品在制造环节的简约性和一致性，同时大大降低了原材料和供求双方产成品的仓储成本。

2、为了进一步改善电路的EMI特性，采用了两级复合式EMI滤波，同时在脉宽调制中采用了近年来出现的频率抖动技术，使电路产生的集中干扰能量可以扩散到较宽的频带上，有效地降低峰值辐射，改善电路的EMI特性，使其性能更为可靠，工作更加稳定。

3、控制电路的负载能力可以涵盖目前市场上所有的毂式制动器和块式制动器，最大负载能力可驱动推力为12000N的电梯制动器。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1为本发明的电路框图。

具体实施方式

参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：包括EMI滤波电路1、整流电路2、直流滤波电路3、取样电路4、上闸时间控制电路5、开关电源6、频率抖动脉宽调制电路7、浮栅驱动电路8、电压反馈电路9、续流限制电路10、续流电路11、第一功率场效应管MOSFET1和第二功率场效应管MOSFET2，EMI滤波电路1的输入端接电源，EMI滤波电路1的输出端接整流电路2，整流电路2的输出端接直流滤波电路3和取样电路4，取样电路4的输出端接上闸时间控制电路5，上闸时间控制电路5的输出端接第二功率场效应管MOSFET2的栅极，直流滤波电路3的输出端接开关电源6和第一功率场效应管MOSFET1的漏极，开关电源6的输出端分别接频率抖动脉宽调制电路7、浮栅驱动电路8、电压反馈电路9，频率抖动脉宽调制电路7的输出端接浮栅驱动电路8，浮栅驱动电路8的输出端接第一功率场效应管MOSFET1的栅极，第一功率场效应管MOSFET1的源极接电压反馈电路9、续流限制电路10、续流电路11，电压反馈电路9的输出端接频率抖动脉宽调制电路7，第二功率场效应管MOSFET2的漏极、源极分别接续流限制电路10、续流电路11。

值得注意的是，所述的第一功率场效应管MOSFET1的源极与第二功率场效应管MOSFET2的漏极之间接有制动器的电磁线圈L。

此外，所述的EMI滤波电路1为两级复合EMI滤波电路，用于更好地改善电路的EMI特性；整流电路2用于当供电电源为交流时，将输入的交流电压变换成直流电压，而当供电电源为直流时，整流电路2不起作用；直流滤波电路3用于对整流后的直流脉动电压进行滤波，提供制动器的工作电压，也为开关电源6提供直流高压；取样电路4用于判定使用电压是110V还是220V；上闸时间控制电路5根据取样电压的大小自动控制上闸时间，保证在不同的使用电压下，制动器的上闸时间不变；开关电源6为15V开关电源，用于提供内部15V直流电源；频率抖动脉宽调制电路7用于接收电压反馈电路9送出的制动器启动电压和保持电压的采样信号，并对这两个信号进行处理，然后向浮栅驱动电路8送出控制信号，同时,该电路通过采用频率抖动技术，使电路产生的集中干扰能量可以扩散到较宽的频带上，有效地降低峰值辐射，改善电路的EMI特性；浮栅驱动电路8用于驱动第一功率场效应管MOSFET1；电压反馈电路9用于监测输出的制动器启动电压和保持电压，并将监测信号送入频率抖动脉宽调制电路7；续流限制电路10用于制动器断电后泄放电磁线圈中储存的能量；续流电路11为制动器的电磁线圈L提供续流回路。

本具体实施方式适应全球电网宽电压输入，输入电压范围为75-265V(AC/DC),交直流通用，其负载能力可以涵盖目前市场上的所有毂式制动器和块式制动器，最大负载能力可驱动推力为12000N的制动器，从而，将四种不同的调压控制电路统一成一种；控制电路在全球电网宽电压输入规定的范围内，输出的制动器启动电压为80V±1.5V(DC),输出的制动器保持电压为20V-80V±2％(DC)连续可调，因此，又可以将相同推力的四种制动器整合为一种，使以往的八种产品简化成了两种产品。

本具体实施方式的工作原理：1、控制电路通电(制动器松闸)：当本控制电路接通输入电源，开关电源6工作,取样电路4、上闸时间控制电路5和第二功率场效应管MOSFET2构成一个常闭开关，在未检测到断电的情况下，第二功率场效应管MOSFET2一直处于导通状态；频率抖动脉宽调制电路7产生调制后的等幅脉冲序列，经浮栅驱动电路8驱动第一功率场效应管MOSFET1，制动器的电磁线圈L得电，经电压反馈电路9反馈，频率抖动脉宽调制电路7对脉冲宽度进行调制，使制动器的电磁线圈L上的电压保持在80V±1.5V(DC)，大约经过0.8秒后，电压反馈电路9自动修正其反馈量，使制动器的电磁线圈L上的电压稳定在预先整定的制动器保持电压上(此保持电压由一个电位器进行整定，推荐值为30V-35V)，使制动器保持在松闸状态下，直至接收到上闸信号时为止。

在以上过程中，续流电路11正常工作，由于第二功率场效应管MOSFET2导通，相当于续流电路11和续流限制电路10并联，续流限制电路10被续流电路11短路，因此，续流限制电路10不起作用，这就是制动器的松闸过程。

2、控制电路断电(制动器上闸)：当本控制电路切断输入电源，开关电源6停止工作，频率抖动脉宽调制电路7、浮栅驱动电路8停止工作，第一功率场效应管MOSFET1关断；如果电路中没有取样电路4、上闸时间控制电路5和第二功率场效应管MOSFET2这一环节，则制动器的电磁线圈L内储存的能量仍可以通过续流电路11维持电磁制动器处于吸合状态，直至续流电路11的电流下降到不足以维持电磁制动器吸合时为止，由此会导致制动器延时上闸，严重时会使电梯发生溜车。

本具体实施方式中的取样电路4、上闸时间控制电路5和第二功率场效应管MOSFET2就是为解决这一问题而设计的，当本控制电路通电工作时，取样电路4、上闸时间控制电路5和第二功率场效应管MOSFET2构成一个常闭开关，在未检测到断电的情况下，第二功率场效应管MOSFET2一直处于导通状态，当切断输入电源时，上闸时间控制电路5根据取样信号和自身记忆功能自动修正关断第二功率场效应管MOSFET2所需要的延迟时间，并且确保在220V、110V不同电压下，能获得相同的制动器上闸时间；一旦第二功率场效应管MOSFET2被关断，续流电路11便处于高阻状态而停止工作，此时，续流限制电路10开始工作，所谓续流限制电路10，顾名思义就是限制续流支路电流大小的电路，制动器的电磁线圈L内储存的能量只能通过续流限制电路10缓慢泄放；由于续流限制电路10的支路电阻是制动器的电磁线圈L电阻的1.5—3倍，所以该泄放电流远不能维持电磁制动器的吸合，制动器便快速释放，完成上闸动作，其次，还由于本发明控制电路使四种制动器合并为一种，电磁线圈参数的离散性小，所以制动器的上闸时间控制的就更为精确。

本具体实施方式结构设计合理，适应全球电网宽电压输入，交直流通用，负载能力强，实现了交流、直流、110V、220V四种不同制动器的统一和四种不同调压控制电路的统一，从而减少了产品种类，提高了产品在制造环节的简约性和一致性，大大降低了原材料和供求双方产成品的仓储成本，同时电路性能更可靠，工作更稳定，具有广泛的市场应用前景。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.通用型电梯制动器调压控制电路，其特征在于，包括EMI滤波电路(1)、整流电路(2)、直流滤波电路(3)、取样电路(4)、上闸时间控制电路(5)、开关电源(6)、频率抖动脉宽调制电路(7)、浮栅驱动电路(8)、电压反馈电路(9)、续流限制电路(10)、续流电路(11)、第一功率场效应管(MOSFET1)和第二功率场效应管(MOSFET2)，EMI滤波电路(1)的输入端接电源，EMI滤波电路(1)的输出端接整流电路(2)，整流电路(2)的输出端接直流滤波电路(3)和取样电路(4)，取样电路(4)的输出端接上闸时间控制电路(5)，上闸时间控制电路(5)的输出端接第二功率场效应管(MOSFET2)的栅极，直流滤波电路(3)的输出端接开关电源(6)和第一功率场效应管(MOSFET1)的漏极，开关电源(6)的输出端分别接频率抖动脉宽调制电路(7)、浮栅驱动电路(8)、电压反馈电路(9)，频率抖动脉宽调制电路(7)的输出端接浮栅驱动电路(8)，浮栅驱动电路(8)的输出端接第一功率场效应管(MOSFET1)的栅极，第一功率场效应管(MOSFET1)的源极接电压反馈电路(9)、续流限制电路(10)、续流电路(11)，电压反馈电路(9)的输出端接频率抖动脉宽调制电路(7)，第二功率场效应管(MOSFET2)的漏极、源极分别接续流限制电路(10)、续流电路(11)。

2.根据权利要求1所述的通用型电梯制动器调压控制电路，其特征在于，所述的第一功率场效应管(MOSFET1)的源极与第二功率场效应管(MOSFET2)的漏极之间接有制动器的电磁线圈(L)。

3.根据权利要求1所述的通用型电梯制动器调压控制电路，其特征在于，所述的EMI滤波电路(1)为两级复合EMI滤波电路。

4.根据权利要求1所述的通用型电梯制动器调压控制电路，其特征在于，所述的开关电源(6)为15V开关电源。

5.根据权利要求1所述的通用型电梯制动器调压控制电路，其特征在于，输入电源的电压范围为直流或交流75V-265V。

6.根据权利要求1所述的通用型电梯制动器调压控制电路，其特征在于，所述制动器输出的启动电压为直流78.5V-81.5V，制动器输出保持电压为直流20V-80V。