CN108547517A - 一种电磁锁驱动电路 - Google Patents

Abstract

一种电磁锁驱动电路，属于锁具技术领域，包括双控开关K1、电容C3、供电电源以及用于控制双控开关K1切换的控制电路，双控开关K1的动触头和第一静触头与电容C3、电磁锁的励磁线圈L形成串联回路，双控开关K1的第一静触头还与供电电源的负极连接、第二静触头与供电电源的正极连接。该电磁锁驱动电路在供电电源断电时依旧能实现闭锁或开锁，且结构简单、耗能少、可靠性高。

Description

一种电磁锁驱动电路

技术领域

本发明涉及锁具技术领域，具体涉及一种电磁锁驱动电路。

背景技术

电磁锁一般包括铁柱、弹簧、永磁体和励磁线圈，铁柱是电磁锁的运动部件，是电磁锁被吸合和被释放的主体，弹簧为电磁锁开锁时(或闭锁)释放提供回弹力，励磁线圈上通正向电流产生正向磁场或通反向电流产生反向磁场与永磁体的磁场配合实现开锁和闭锁。电磁锁驱动电路，用于控制励磁线圈上产生正向电流和反向电流以驱动电磁锁的闭锁、开锁动作。

现有技术中提供了一种电磁锁驱动电路，其通过双刀双掷可控开关来切换电磁锁励磁线圈两端与供电电源正负极的连接，从而实现励磁线圈上的电流方向的切换。该种方式虽然电路结构简单，但是不管是开锁还是闭锁都需要与供电电源连接，不仅耗能大，而且一旦供电电源断电不管是开锁还是闭锁都无法实现。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于现有电磁锁驱动电路必须要依赖供电电源才能实现开锁和闭锁。

为此，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种电磁锁驱动电路，包括双控开关K1、电容C3、供电电源以及用于控制双控开关K1切换的控制电路，双控开关K1的动触头和第一静触头与电容C3、电磁锁的励磁线圈L形成串联回路，双控开关K1的第一静触头还与供电电源的负极连接、第二静触头与供电电源的正极连接。

优选地，双控开关K1为电磁继电器，控制电路包括依次连接的压力检测电路、压力判断电路和用于控制双控开关K1的电磁回路通断的第一可控开关，压力检测电路用于检测电磁锁的开关按键上所受的压力大小，压力判断电路用于判断压力检测电路所检测到的压力值是否大于预设阈值并根据判断结果输出控制信号以控制第一可控开关的通断。

优选地，压力检测电路包括串联的压敏电阻RV、可调电阻RP1和供压电源，压敏电阻RV与可调电阻RP1的连接处作为压力检测电路的输出端与压力判断电路的输入端连接。

优选地，压力判断电路包括比较器COM1、电阻R1和电阻R2，电阻R1、电阻R2和供压电源串联，电阻R1和电阻R2的连接处与比较器COM1的一个输入端连接，第一比较器COM1的另一个输入端作为压力判断电路的输入端。

优选地，还包括计时模块和第二可控开关，第二可控开关设置在供电电源正极与双控开关K1的第二静触头之间，计时模块用于根据压力判断电路输出的控制信号启动计时或者重置计时、并在计时达到预设时间时控制第二可控开关导通。

优选地，计时模块包括i个串联连接的D触发器，每个D触发器的复位端均与压力判断电路的输出端连接，每个D触发器的输入端均与其反相输出端连接、置位端均接地，第一个D触发器的时钟端接入计数脉冲、其它D触发器的时钟端均与前一个D触发器的同向输出端连接，第i个D触发器的同向输出端输出控制第二可控开关的控制信号，其中，i为正整数。

优选地，还包括延时电路，延时电路设置在压力判断电路的输出端与第一可控开关的控制端之间，用于将压力判断电路输出的控制第一可控开关导通的控制信号延时传送给第一可控开关。

优选地，第一可控开关为三极管Q1，延时电路包括三极管Q4、电阻R9、电阻R10、电容C6和稳压二极管D4，三极管Q1的基极与压力判断电路的输出端连接、集电极接外接电源、发射极与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端分别与电阻R10的一端、电容C6的一端、稳压二极管D4的阴极连接，电阻R10的另一端、电容C6的另一端接地，稳压二极管D4的阳极与三极管Q1的基极连接。

优选地，供电电源包括降压芯片U2,、电阻R5-R8、电容C4和C5、稳压二极管D2、二极管D3以及MOS管Q3，二极管D3的正极接外接电源，降压芯片U2的VIN端通过电阻R5与二极管D3的负极连接、CS端通过电容C4接地、GATE端与MOS管Q3的栅极连接、RT端通过电阻R7与GATE端连接、VDD端和PWM端均通过电容C5接地，电阻R6的一端与二极管D3的负极连接，MOS管Q3的漏极与稳压二极管D2的正极连接，稳压二极管D2的负极与二极管D3的负极连接，MOS管Q3的源极分别与降压芯片U2的CS端、电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端接地，稳压二极管D2的负极作为该供电电源的正极、正极作为该供电电源的负极。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明实施例提供的电磁锁驱动电路，包括双控开关K1、电容C3、供电电源以及用于控制双控开关K1切换的控制电路，上述双控开关K1的第一静触头为常闭静触头、第二静触头为常开静触头。当控制电路控制双控开关K1的动触头切换到常开静触头时，供电电源3向电容C3充电形成正向的充电电流，励磁线圈L上产生正向磁场，从而控制电磁锁开锁(或闭锁)；当控制电路控制双控开关K1的动触头切换回常闭静触头时，电容C3开始放电形成反向的放电电流，励磁线圈L上产生反向磁场，从而控制电磁锁闭锁(或开锁)。因此，该电磁锁驱动电路在供电电源3断电时依旧能实现闭锁(或开锁)，且结构简单、耗能少、可靠性高。

2.本发明实施例提供的电磁锁驱动电路，增加了开关按键上的压力检测与判断。只有当施加在开关按键上压力大于预设值时才能实现开锁(或闭锁)，可以防止误触开锁(或闭锁)，增加了电磁锁的安全性和可靠性。

3.本发明实施例提供的电磁锁驱动电路，在设置了压力检测环节的基础上进一步增加了按压时间检测，只有当施加在开关按键上的压力大于预设阈值且保持预设时间才会控制电磁锁开锁或闭锁，从而进一步了提高电磁锁的防误触性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中电磁锁驱动电路的第一种原理框图；

图2为本发明实施例中电磁锁驱动电路的第二种原理框图；

图3为本发明实施例中电磁锁驱动电路的第三种原理框图；

图4为本发明实施例中电磁锁驱动电路的电路图；

图5为本发明实施例中另一种电磁锁驱动电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示，本施例提供了一种电磁锁驱动电路，包括双控开关K1、电容C3、供电电源3以及用于控制双控开关K1切换的控制电路，双控开关K1的动触头和第一静触头与电容C3、电磁锁的励磁线圈L形成串联回路，双控开关K1的第一静触头还与供电电源3的负极连接、第二静触头与供电电源3的正极连接。该电容C3可以选用容量较大的电解电容。

上述双控开关K1的第一静触头为常闭静触头、第二静触头为常开静触头。当控制电路控制双控开关K1的动触头切换到常开静触头时，供电电源3向电容C3充电形成正向的充电电流，励磁线圈L上产生正向磁场，从而控制电磁锁开锁(或闭锁)；当控制电路控制双控开关K1的动触头切换回常闭静触头时，电容C3开始放电形成反向的放电电流，励磁线圈L上产生反向磁场，从而控制电磁锁闭锁(或开锁)。因此，该电磁锁驱动电路在供电电源3断电时依旧能实现闭锁(或开锁)，且结构简单、耗能少、可靠性高。

作为其中一种可选的实施方式，如图2所示，双控开关K1为电磁继电器，控制电路包括依次连接的压力检测电路1、压力判断电路2和用于控制双控开关K1的电磁回路通断的第一可控开关4，压力检测电路1用于检测电磁锁的开关按键上所受的压力大小，压力判断电路2用于判断压力检测电路1所检测到的压力值是否大于预设阈值并根据判断结果输出控制信号以控制第一可控开关4的通断。

为了防止误触开锁(或闭锁)，本实施例提供的电磁锁驱动电路增加了开关按键上的压力检测与判断。只有当施加在开关按键上压力大于预设值时才能实现开锁，增加了电磁锁的安全性和可靠性。

具体地，如图4所示，上述压力检测电路1包括串联的压敏电阻RV、可调电阻RP1和供压电源，压敏电阻RV与可调电阻RP1的连接处作为压力检测电路1的输出端与压力判断电路2的输入端连接。该压敏电阻RV用于检测电磁锁开关按键上的压力，当施加在开关按键上的压力增大时，压敏电阻RV的阻值增大，可调电阻RP1上的电压减小。

另外，在具体的实施方案中，如图4所示，压力判断电路2包括比较器COM1、电阻R1和电阻R2，电阻R1、电阻R2和供压电源串联，电阻R1和电阻R2的连接处与比较器COM1的一个输入端连接，第一比较器COM1的另一个输入端作为压力判断电路2的输入端。上述供压电源可以是压力检测电路1中的供压电源。

该方案中，电阻R2上的电压作为基准电压。当压敏电阻RV的阻值小于一定值时，可调电阻RP1上的电压大于电阻R2上的电压，即施加在电磁锁开关按键上的压力小于预设值时，比较器COM1输出低电平；只有当施加在电磁锁开关按键上的压力大于预设值时，比较器输出高电平。比较器COM1的输出端作为压力判断电路2的输出端，其输出的高电平信号可以控制第一可控开关4导通，该第一可控开关4可选用三极管Q1。三极管Q1的基极作为控制端与比较器COM1的输出端连接、集电极与外接电源的正极连接、发射极与双控开关K1的电磁线圈串联。其中，该外接电源可以是与压力检测电路1共用的供压电源。另外，双控开关K1的电磁线圈还可以并联一个二极管D1，该二极管D1的阳极接地、阴极与三极管Q1的发射端连接。

在其它的具体实例中，压力判断电路2与第一可控开关4，即比较器COM1与三极管Q1之间还可以设置单稳态触发电路，如图4所示，该单稳态触发电路包括触发器芯片U1、电阻R3和R4、电容C1和C2、可调电阻RP2，触发器芯片U1可以选用NE555，其引脚4和8均与外接电源连接、引脚5通过电容C1接地、引脚2通过电阻R3与比较器COM1的输出端连接、引脚1接地、引脚6和7与电容C2的第一端连接、引脚3(输出端)通过电阻R4与三极管Q1的基极连接，电容C2的第二端接地，可调电阻RP2的一端与外接电源连接、另一端与电容C2的第一端连接。

作为另一个可选的具体实施方式，如图3所示，该电磁锁驱动电路还包括计时模块5和第二可控开关6，第二可控开关6设置在供电电源3正极与双控开关K1的第二静触头之间，计时模块5用于根据压力判断电路2输出的控制信号启动计时或者重置计时、并在计时达到预设时间时控制第二可控开关6导通。该第二可控开关6可选用MOS管Q2。

为了进一步提高电磁锁的安全性和可靠性，防止误触导致电磁锁开启(或关闭)，本实施例提供的驱动电路在设置了压力检测环节的基础上进一步增加了按压时间检测。在压力判断电路2输出控制信号控制第一可控开关4导通的同时启动计时模块5开始计时，当计时达到预设时间时则控制第二可控开关6导通。但是，在计时过程中一旦压力判断电路2输出的信号切换为控制第一可控开关4断开的控制信号时终止计时，如果在这之前计时未达到预设时间，则无法控制第二可控开关6导通，励磁线圈L上没有充电电流也就不能实现开锁，从而可以防止因短时误触而导致误开锁。当计时模块5的计时终止后则重置计时，即下次接收到压力判断电路2输出的控制第一可控开关4导通的控制信号时，计时从0开始。

具体地，如图4所示，上述计时模块5包括i个串联连接的D触发器DFF1-DFFi，每个D触发器的复位端均与压力判断电路2的输出端连接，每个D触发器的输入端均与其反相输出端连接、置位端均接地，第一个D触发器的时钟端接入计数脉冲、其它D触发器的时钟端均与前一个D触发器的同向输出端连接，第i个D触发器的同向输出端输出控制第二可控开关6的控制信号，其中，i为正整数。当电磁锁的开关按键受到的压力小于一定值时压力判断电路2输出低电平，各个D触发器处于复位状态，计时模块5无法开始计时；当电磁锁的开关按键受到的压力大于预设值时，各D触发器处于工作状态，第一个D触发器DFF1接收技术脉冲开始计时直至最后一个D触发器DFFi输出高电平信号导通第二可控开关6，在此过程中如果压力判断电路2输出低电平则各D触发器重新处于复位状态，计时终止。

在其它的具体实施方式中，可将计时模块5和第二可控开关6替换为延时电路，如图5所示，该延时电路设置在压力判断电路2的输出端与第一可控开关4的控制端之间，用于将压力判断电路2输出的控制第一可控开关4导通的控制信号延时传送给第一可控开关4。具体地，第一可控开关4为三极管Q1，延时电路包括三极管Q4、电阻R9、电阻R10、电容C6和稳压二极管D4，三极管Q1的基极与压力判断电路(2)的输出端连接、集电极接外接电源、发射极与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端分别与电阻R10的一端、电容C6的一端、稳压二极管D4的阴极连接，电阻R10的另一端、电容C6的另一端接地，稳压二极管D4的阳极与三极管Q1的基极连接。

在本实施例提供的电磁锁驱动电路中，如图4和5所示，其供电电源3包括降压芯片U2,、电阻R5-R8、电容C4和C5、稳压二极管D2、二极管D3以及MOS管Q3，二极管D3的正极接外接电源，降压芯片U2的VIN端通过电阻R5与二极管D3的负极连接、CS端通过电容C4接地、GATE端与MOS管Q3的栅极连接、RT端通过电阻R7与GATE端连接、VDD端和PWM端均通过电容C5接地，电阻R6的一端与二极管D3的负极连接，MOS管Q3的漏极与稳压二极管D2的正极连接，稳压二极管D2的负极与二极管D3的负极连接，MOS管Q3的源极分别与降压芯片U2的CS端、电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端接地，稳压二极管D2的负极作为该供电电源3的正极、正极作为该供电电源3的负极。该供电电源3可为电磁锁的励磁线圈提供稳定可靠的恒流源，提高电磁锁的稳定性和可靠性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种电磁锁驱动电路，其特征在于，包括双控开关K1、电容C3、供电电源(3)以及用于控制所述双控开关K1切换的控制电路，所述双控开关K1的动触头和第一静触头与所述电容C3、电磁锁的励磁线圈L形成串联回路，所述双控开关K1的第一静触头还与供电电源(3)的负极连接、第二静触头与所述供电电源(3)的正极连接。

2.根据权利要求1所述的电磁锁驱动电路，其特征在于，所述双控开关K1为电磁继电器，所述控制电路包括依次连接的压力检测电路(1)、压力判断电路(2)和用于控制所述双控开关K1的电磁回路通断的第一可控开关(4)，所述压力检测电路(1)用于检测电磁锁的开关按键上所受的压力大小，所述压力判断电路(2)用于判断所述压力检测电路(1)所检测到的压力值是否大于预设阈值并根据判断结果输出控制信号以控制所述第一可控开关(4)的通断。

3.根据权利要求2所述的电磁锁驱动电路，其特征在于，所述压力检测电路(1)包括串联的压敏电阻RV、可调电阻RP1和供压电源，所述压敏电阻RV与所述可调电阻RP1的连接处作为所述压力检测电路(1)的输出端与所述压力判断电路(2)的输入端连接。

4.根据权利要求2或3所述的电磁锁驱动电路，其特征在于，所述压力判断电路(2)包括比较器COM1、电阻R1和电阻R2，所述电阻R1、所述电阻R2和供压电源串联，所述电阻R1和所述电阻R2的连接处与所述比较器COM1的一个输入端连接，所述第一比较器COM1的另一个输入端作为所述压力判断电路(2)的输入端。

5.根据权利要求2所述的电磁锁驱动电路，其特征在于，还包括计时模块(5)和第二可控开关(6)，所述第二可控开关(6)设置在所述供电电源(3)正极与所述双控开关K1的第二静触头之间，所述计时模块(5)用于根据所述压力判断电路(2)输出的控制信号启动计时或者重置计时、并在计时达到预设时间时控制所述第二可控开关(6)导通。

6.根据权利要求5所述的电磁锁驱动电路，其特征在于，所述计时模块(5)包括i个串联连接的D触发器，每个所述D触发器的复位端均与所述压力判断电路(2)的输出端连接，每个所述D触发器的输入端均与其反相输出端连接、置位端均接地，第一个所述D触发器的时钟端接入计数脉冲、其它所述D触发器的时钟端均与前一个所述D触发器的同向输出端连接，第i个所述D触发器的同向输出端输出控制所述第二可控开关(6)的控制信号，其中，i为正整数。

7.根据权利要求2所述的电磁锁驱动电路，其特征在于，还包括延时电路，所述延时电路设置在所述压力判断电路(2)的输出端与所述第一可控开关(4)的控制端之间，用于将所述压力判断电路(2)输出的控制所述第一可控开关(4)导通的控制信号延时传送给所述第一可控开关(4)。

8.根据权利要求7所述的电磁锁驱动电路，其特征在于，所述第一可控开关(4)为三极管Q1，所述延时电路包括三极管Q4、电阻R9、电阻R10、电容C6和稳压二极管D4，所述三极管Q1的基极与所述压力判断电路(2)的输出端连接、集电极接外接电源、发射极与电阻R9的一端连接，所述电阻R9的另一端分别与所述电阻R10的一端、所述电容C6的一端、所述稳压二极管D4的阴极连接，所述电阻R10的另一端、所述电容C6的另一端接地，所述稳压二极管D4的阳极与所述三极管Q1的基极连接。

9.根据权利要求1所述的电磁锁驱动电路，其特征在于，所述供电电源(3)包括降压芯片U2,、电阻R5-R8、电容C4和C5、稳压二极管D2、二极管D3以及MOS管Q3，所述二极管D3的正极接外接电源，所述降压芯片U2的VIN端通过所述电阻R5与所述二极管D3的负极连接、CS端通过所述电容C4接地、GATE端与所述MOS管Q3的栅极连接、RT端通过所述电阻R7与GATE端连接、VDD端和PWM端均通过所述电容C5接地，所述电阻R6的一端与所述二极管D3的负极连接，所述MOS管Q3的漏极与所述稳压二极管D2的正极连接，所述稳压二极管D2的负极与所述二极管D3的负极连接，所述MOS管Q3的源极分别与所述降压芯片U2的CS端、所述电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端接地，所述稳压二极管D2的负极作为该供电电源(3)的正极、正极作为该供电电源(3)的负极。