CN105308556B - 可捕获锁控制器脉冲的电子电路 - Google Patents

Abstract

一种电子电路，可捕获传统的锁控制器脉冲并减少能源消耗。捕获传统脉冲，转换成电源以供电给电路并且确定脉冲的方向‑极性。创建低功率替代脉冲并将其发送到锁中的电机驱动器。通过减少脉冲的持续时间和电压，消耗的总功率可大幅降低。在优选设计中，该电路还可检测电磁锁的控制电压并产生合适的电机驱动器控制信号。

Description

可捕获锁控制器脉冲的电子电路

技术领域

本发明涉及电子锁控制器，并且提高电子锁的能源效率。

背景技术

一种类型的电子锁，包括电机驱动器，当接收到电子脉冲时其在锁定和解锁状态之间驱动锁，本文称为“传统脉冲”。传统脉冲可以是不同的电压和持续时间。两种这种标准的传统脉冲分别是50毫秒5伏和80毫秒9伏。双脉冲可由一些控制器发送，以确保正确的驱动。

另一种类型的电子锁，包括电磁致动器，其是“故障保险”(当没有电源被应用时默认解锁)或者“故障安全”(当没有电源被应用时默认锁定状态)。这样的电磁驱动器的电子锁当连续保持在非默认状态时消耗大量能源。

可以减少电子锁中驱动器所用的能源。也可以提高能源效率、降低成本并且改进电子锁的质量。

发明内容

针对先有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种用于提高能源效率、降低成本和/或改进电子锁质量的电路、设备和方法。

本发明的另一目的是提供一种用于将来自电子锁的传统脉冲转换为相比传统脉冲的持续时间减少了持续时间的改进脉冲的电路、设备和方法。

本发明的再一目的是提供一种用于将来自电子锁的传统脉冲转换为相比传统脉冲的电压降低了电压的改进脉冲的电路、设备和方法。

本发明的再一目的是提供一种用于检测电磁锁的控制电压以及产生合适的电动机驱动器控制信号的电路、设备和方法。

本发明的其它目的和优点部分是显而易见的，部分通过说明书将会变得清晰。

针对先有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种电子锁控制器电路，包括用于接收传统脉冲的输入端、用于从传统脉冲提取电源以供电给电子锁控制器电路的功率电路、用于检测传统脉冲极性的检测器电路以及具有连接到锁驱动器的输出端的微控制器。微控制器通过输出端发送输出脉冲以控制锁驱动器并且输出脉冲相比输入端的传统脉冲具有降低的功率。

在本发明的另一方面，提供一种电子锁，包含用于发送传统脉冲信号到锁定或解锁门的传统脉冲发生器，用于在锁定和解锁状态之间驱动锁的锁驱动器，以及上述电子控制器电路。微控制器通过输出端发送输出脉冲以控制锁驱动器并且输出脉冲相比输入端的传统脉冲具有降低的功率。

在本发明的再一方面，提供了一种改进传统脉冲信号以在电子门锁中控制锁电机驱动器的方法。所述方法包含：提供一种如上所述的电子锁控制器电路；在输入端接收传统脉冲，使用功率电路从传统脉冲提取电源以供电给电子锁控制器电路，并使用检测器电路来检测传统脉冲的极性。此后，微控制器通过微控制器的输出端发送输出脉冲以控制锁驱动器，并且输出脉冲相比输入端的传统脉冲具有降低的功率。

输出脉冲相比输入端的传统脉冲的电压和持续时间可具有降低的电压和 /或减少的持续时间。

电子锁控制器电路还可包括用于接收开关电磁功率信号的电磁输入端以及用于存储电源的电源存储电路。当电磁功率信号打开操作电路时微控制器使用来自电磁功率信号的电源，而当电磁功率信号关闭操作电路并驱动锁驱动器时微处理器使用存储的电源。

附图说明

相信本发明的特征是新颖的，并且本发明的元素特征在所附权利要求中进行阐述。这些图表数字仅仅是说明的目的，而不是限制比例。而本发明本身，无论是对组织还是操作方法，可通过结合附图的详细描述得到最佳的理解，如下：

图1是根据本发明的电子电路的框图。

图2描述并显示了传统脉冲以及电子锁驱动器如何响应其。

图3描述并显示了本发明的电子电路所产生的脉冲，以及电子锁驱动器如何响应其。

图4说明了传统脉冲如何直接驱动锁驱动器。

图5说明了传统脉冲如何被本发明的电子电路拦截，并且创建改进脉冲来驱动锁驱动器。

图6说明了本发明的电子电路产生的脉冲如何保存能源。

具体实施方式

在描述本发明的优选实施例时，将参考本文中附图1-6，其中类似数字标记是指本发明的类似特征。

参考图1，本发明的电子电路的一个示例100的操作框图，传统脉冲在块10中被接收。块10是从锁控制设备的传统脉冲提取电源的功率电路的示例。脉冲通过连接12供应到电路块14，其确定了脉冲的方向，方向通常是脉冲的极性。

传统脉冲还通过连接16提供至电路块18，其提供脉冲成形和调节。成形和调节后的脉冲通过连接20供应到块22处的调节器。调节器22从脉冲提供电源给电路块14和微处理器30。

在优选设计中，电路不仅能够检测用于电机的传统脉冲，还能检测电磁功率信号，通过块50。块50连接到预调节器60，其降低电压到低于预定的所需的电压水平，这里是10伏直流电，并提供电源给调节器块22，通过连接62。

调节器块22连接到方向/电磁检测块14，以这种方式能够在后端检测出从电磁信号发生器传出的电磁式信号的存在。方向/电磁检测电路块14通过 26连接到微处理器电路块30。此外，在块50处的电磁输入端通过连接52、 54连接到电磁电源感测电路块56，其通过连接58连接到微处理器30。

可以理解，这些连接从输入信号提供电源给图1中的电路，无论它们是否是电磁式连续信号或较短的电机驱动传统脉冲式信号。连接58和/或26发信号给微处理器30，关于输入信号的类型和信号试图驱动锁驱动器的方向。连接28从调节器22提供电源给微处理器30。

微处理器30包括模拟/数字电磁电源检测、方向检测，并且可仿真电机传统脉冲驱动的电机操作或者电磁式电源信号驱动的电磁操作。软件或硬件转换允许微处理器30仿真故障保险或故障安全操作。

由于电磁驱动器通常依赖于弹簧和存储在其中的潜在能源以将锁返回到默认位置，该电路由电源存储电路40提供，其通过连接38接收来自调节器 22的电源。当图1中的电路是由电磁功率信号50驱动时，电源被存储在电路块40中。当电源被删除时，所存储的电源通过连接42被使用并且微处理器30下的块44通过控制连接36驱动电机驱动器46到默认位置(可以是锁定或解锁)。

可以理解以这种方式，根据图1具有锁控制器电路的电子锁将与多个传统的锁控制器兼容，包括那些在两个方向(锁定和解锁)驱动电机的，以及那些旨在以单一方向对应默认的锁定或解锁状态驱动电磁驱动器的。进入的信号被用来提供电源给电路和有效的电机驱动器46，从而使总功率的使用大幅减少。

此外，只有采用本发明的控制器电路的单一锁机构需要保持在库存中以满足不同的传统类型的外部锁控制系统的需要。这减少了生产和库存成本，因为只有单一锁需要被创建和保持在库存中，并且该领域的锁可被很容易地转换成不同类型的锁控制系统。

尽管能源只在脉冲期间可获得，通过使用有效的电路和有效的电机驱动器，在所有类型的传统脉冲中将有足够的能源。

当传统脉冲到达时，电路苏醒并初始化。然后它检测脉冲定位/方向并驱动电机驱动器46。然后它在输入脉冲终止前返回到睡眠状态。

本电路的另一优点是，一些控制器被设计成双脉冲电机(以确保它们被锁定)。图1中的电路忽略了双脉冲。

图1中的电子电路100也可操作相比所有类型的传统输入脉冲更低的电压。优选地，它工作在3伏。这减少了总能源消耗，其随着时间的推移增加了总能源消耗的显著减少。因此，该电路适用于电池供电锁系统和硬连线锁系统。

因为传统脉冲持续时间通常至少50毫秒或更长，电路操作在总时间段为 50ms或更少。

尽管优选设计可接受电磁脉冲并作出相应的反应，本发明还涉及仅响应传统电机脉冲的设计。

图2显示了典型的用于传统脉冲的锁定和解锁循环，其中时间段1代表门是锁定状态的时间，时间段2给出了解锁脉冲70的时间，并且时间段3表示门被解锁期间的解锁停留时间，通常为6秒。时间段4表示极性相反的解锁脉冲70的重新锁定脉冲72的时间，并且时间段5表示门处于锁定状态的时间(然后其继续回到时间段1)。如图2的示例所示，一个极性脉冲70，通常约为50至80毫秒，0.2安培，5到9伏，驱动锁驱动器电机在一个方向解锁门锁；而相反的极性脉冲72，通常约为50至80毫秒，0.2安培，5到9 伏，驱动锁驱动器电机在相反方向重新锁定门。在这个示例中每脉冲的能源消耗是约50至144毫瓦。

图3显示了图1所示用于本发明的电子电路的锁定和解锁脉冲循环。在该示例中，时间段1表示门处于锁定状态的时间，时间段2表示解锁脉冲74 的时间，而时间段3则表示在门被解锁期间的停留时间，通常为6秒。时间段4表示极性相反的解锁脉冲74的重新锁定脉冲76的时间，而时间段5则表示门处于锁定状态的时间(然后其继续回到时间段1)。如图3的示例所示，正极性脉冲74驱动锁驱动器电机解锁门锁而相反极性脉冲76驱动锁驱动器电机在相反方向重新锁定门。然而，这些脉冲通常只有30毫秒的持续时间，而不是50至80毫秒的时间用于先有技术的传统脉冲。尽管它们是相同的电流-0.2安培，电压是显著小于传统脉冲的电压，并且相比传统脉冲的5 至9伏减少到只有3伏。因此，在这个示例中每脉冲的能源消耗是明显很少- 只有18毫瓦而不是传统脉冲情况下的50到144毫瓦。电磁锁的能源减少甚至更大。

图4显示了由传统设计的电子锁产生的脉冲如何促使传统脉冲直接驱动锁电机驱动器46的配置。图5显示了本发明的电子电路100如何拦截锁产生的传统脉冲，修改脉冲到较低的电压和脉冲持续时间，然后将修改的脉冲发送到锁电机驱动器46的配置。电子锁可包括电磁功率信号发生器，在这种情况下，电路100根据图1中电路中用于接收电磁输入端的描述进行操作。电子电路100可被合并到门锁以控制驱动器46。

图6提供了更详细的图形化表示的操作以及通过本发明的电子电路实现的能源节省。图2和图3中本发明的传统脉冲的时间段和脉冲以及改进脉冲分别被叠加和比较。在每种情况下，本发明修改后的解锁和锁定脉冲74、76 相比传统的解锁和重新锁定脉冲70、72分别都是更低的电压和更短的持续时间。这将导致每个脉冲的能源节省，以及驱动锁电机驱动器46所需的更少的总能源。

本发明因此实现上述的一个或多个目标。本发明提供一种电子电路，可捕获传统锁控制器脉冲并减少所消耗的能源。捕获传统脉冲，转换成电源以供电给电路并且确定脉冲的方向-极性。在较低功率下创建替代脉冲并发送到锁中的电机驱动器。替代脉冲相比传统脉冲的持续时间和电压具有减少的持续时间和/或降低的电压。通过减少脉冲的持续时间和电压，消耗的总功率大幅降低。在优选设计中，电路还可检测电磁锁的控制电压，并产生合适的用于电机驱动器的控制信号。

尽管已经结合特定的优选实施例具体描述了本发明，对本领域技术人员来说，根据前面的描述各种替代品、修改和变化是显而易见的。因此可以预期，所附权利要求将包含任何此类替代品、修改和变化，而不背离本发明的范围和精神。

Claims (13)

1.一种电子锁控制器电路，包含：

输入端，用于接收传统脉冲；

功率电路，用于从传统脉冲提取电源以供电给所述电子锁控制器电路；

检测器电路，用于检测传统脉冲的极性；

微控制器，具有连接到锁驱动器的输出端，所述微控制器通过所述输出端发送输出脉冲以控制所述锁驱动器，所述输出脉冲相比输入端的传统脉冲具有降低的功率；

用于存储电源的电源存储电路；以及

用于接收开关电磁功率信号的电磁输入端，当所述电磁功率信号打开时所述微控制器使用来自所述电磁功率信号的电源操作所述电路，而当所述电磁功率信号关闭时所述微控制器使用存储的电源操作所述电路并驱动所述锁驱动器。

2.根据权利要求1的所述电子锁控制器电路，其中所述输出脉冲相比输入端的传统脉冲的电压具有降低的电压。

3.根据权利要求1的所述电子锁控制器电路，其中所述输出脉冲相比输入端的传统脉冲的持续时间具有减少的持续时间。

4.根据权利要求1的所述电子锁控制器电路，其中所述输出脉冲相比输入端的传统脉冲的持续时间和电压具有减少的持续时间和降低的电压。

5.一种电子锁，包含：

传统脉冲发生器，用于发送传统脉冲信号以锁定或解锁门；

锁驱动器，用于在锁定和解锁状态之间驱动锁；

电子锁 控制器电路，具有用于接收所述传统脉冲的输入端，用于从所述传统脉冲提取电源以供电给所述电子锁控制器电路的功率电路，用于检测所述传统脉冲的极性的检测器电路，用于存储电源的电源存储电路，以及用于接收开关电磁功率信号的电磁输入端，

以及具有连接到所述锁驱动器的输出端的微控制器，

所述微控制器通过所述输出端发送输出脉冲以控制所述锁驱动器，所述输出脉冲相比输入端的传统脉冲具有降低的功率，

当所述电磁功率信号打开时所述微控制器使用来自所述电磁功率信号的电源操作所述电路，而当所述电磁功率信号关闭时所述微控制器使用存储的电源操作所述电路并驱动所述锁驱动器。

6.根据权利要求5的所述电子锁，其中所述输出脉冲相比输入端的传统脉冲的电压具有降低的电压。

7.根据权利要求5的所述电子锁，其中所述输出脉冲相比输入端的传统脉冲的持续时间具有减少的持续时间。

8.根据权利要求5的所述电子锁，其中所述输出脉冲相比输入端的传统脉冲的持续时间和电压具有减少的持续时间和降低的电压。

9.根据权利要求5的所述电子锁，还包括：

电磁功率信号发生器，

其中所述电磁输入端被配置用于从所述电磁功率信号发生器接收所述开关电磁功率信号。

10.一种修改传统脉冲信号的方法，可在电子门锁中控制锁电机驱动器，包含：

提供根据权利要求1的电子锁控制器电路；

在输入端接收传统脉冲；

使用所述功率电路从所述传统脉冲提取电源以供电给所述电子锁控制器电路；

使用所述检测器电路来检测所述传统脉冲的极性；以及

使用所述微控制器通过所述微控制器的输出端发送输出脉冲以控制所述锁驱动器，所述输出脉冲相比输入端的传统脉冲具有降低的功率，

当所述电磁功率信号打开时所述微控制器使用来自所述电磁功率信号的电源操作所述电路，而当所述电磁功率信号关闭时所述微控制器使用存储的电源操作所述电路并驱动所述锁驱动器。

11.根据权利要求10的所述方法，其中所述输出脉冲相比输入端的传统脉冲的电压具有降低的电压。

12.根据权利要求10的所述方法，其中所述输出脉冲相比输入端的传统脉冲的持续时间具有减少的持续时间。

13.根据权利要求10的所述方法，其中所述输出脉冲相比输入端的传统脉冲的持续时间和电压具有减少的持续时间和降低的电压。