CN109100971B - 一种带互锁功能的开关机时序控制电路 - Google Patents

一种带互锁功能的开关机时序控制电路 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种带互锁功能的开关机时序控制电路，包括逻辑电源模块N1、逻辑电源模块N2、第一光电耦合器隔离电路及第二光电耦合器隔离电路，所述第一光电耦合器隔离电路的输入端与开关机控制信号连接，其输出端与逻辑电源模块N1的输入端及控制端连接，所述第二光电耦合器隔离电路的输入端与逻辑电源模块N1的输出端连接，第二光电耦合器隔离电路的输出端与逻辑电源模块N2的输入端及控制端连接。本发明所述的带互锁功能的开关机时序控制电路，电路原理简单、价格低廉、可靠性高且抗干扰能力强，可根据实际应用自由扩展，同时确保各路电源的隔离。

Description

一种带互锁功能的开关机时序控制电路
技术领域
本发明涉及一种控制电路，具体涉及一种带互锁功能的开关机时序控制电路。
背景技术
随着科学技术的不断发展，各种功能的电子设备不断涌现，作为电子设备供电核心的开关电源也面临着各种各样的功能要求。目前军用雷达供电的开关电源常常面临着输出路数多、输出功率大、多路输出要求隔离且多路输出的开机和关机需要满足一定的顺序等要求。对于电源的输出功率，目前的开关电源可实现的输出功率可从几瓦到几千瓦甚至更高。而高可靠性的标准砖式电源模块在军用雷达供电中越来越普及，且可多款模块实现多路隔离输出或可通过并联方式实现大功率的输出。为了能够满足上述的开机和关机时序要求，很多开关电源都采用了可编程逻辑控制器件来实现。然而，军用高等级要求的可编程逻辑控制器存在着价格昂贵，软件可靠性低及易受干扰等诸多问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带互锁功能的开关机时序控制电路，该电路价格低廉、可靠性高且抗干扰能力强, 同时确保各路电源的隔离。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种带互锁功能的开关机时序控制电路，包括逻辑电源模块N1、逻辑电源模块N2、第一光电耦合器隔离电路及第二光电耦合器隔离电路，所述第一光电耦合器隔离电路的输入端与开关机控制信号连接，其输出端与逻辑电源模块N1的输入端及控制端连接，所述第二光电耦合器隔离电路的输入端与逻辑电源模块N1的输出端连接，第二光电耦合器隔离电路的输出端与逻辑电源模块N2的输入端及控制端连接，通过第一光电耦合器隔离电路、第二光电耦合器隔离电路控制逻辑电源模块N1、N2依次先后开机或控制制逻辑电源模块N2、N1依次先后关机。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述第一逻辑单元模块包括光电耦合器U1、U2及三极管V2，所述光电耦合器U1的第一输入端经电阻R1与电源连接，其第二输入端与三极管V2的集电极连接，所述三极管V2的发射极接地且依次经电阻R3、R2与开关机信号连接，三极管V2的基极连接在电阻R2、R3之间的节点处；
所述光电耦合器U2的第一输入端经电阻R4与逻辑电源模块N2的正极输出端连接，其第二输入端与逻辑电源模块N2的负极输出端连接，所述光电耦合器U1的第一输出端及光电耦合器U2的第一输出端均与逻辑电源模块N1的控制端连接，光电耦合器U1的第二输出端及光电耦合器U2的第二输出端均与逻辑电源模块N1的输入端连接。
所述第二光电耦合器隔离电路包括光电耦合器U3、U4及三极管V5，所述光电耦合器U3的第一输入端经电阻R5与电源连接，其第二输入端与三极管V5的集电极连接，光电耦合器U3的第一输出端与逻辑电源模块N2的控制端连接，光电耦合器U3的第二输出端与逻辑电源模块N2的输入端连接，所述三极管V5的发射极接地且依次经电阻R7、电阻R6与光电耦合器U4的第二输出端连接；
所述光电耦合器U4的第一输入端经电阻R8与逻辑电源模块N1的正极输出端连接，光电耦合器U4的第二输入端与逻辑电源模块N1的负极输出端连接，光电耦合器U4的第一输出端与开关机控制信号连接。
所述第一逻辑单元模块包括二极管V1及二极管V3，所述二极管V1的阴极与光电耦合器U1的第一输入端连接，其阳极与光电耦合器U1的第二输入端连接，所述二极管V3的阴极与光电耦合器U2的第一输入端连接，其阳极与光电耦合器U2的第二输入端连接。
所述第二逻辑单元模块包括二极管V4及二极管V6，所述二极管V4的阴极与光电耦合器U3的第一输入端连接，其阳极与光电耦合器U3的第二输入端连接，所述二极管V6的阴极与光电耦合器U4的第一输入端连接，其阳极与光电耦合器U4的第二输入端连接。
所述第一逻辑单元模块包括电容C1，所述电容C1的一端与三极管V2的基极连接，电容C1的另一端与三极管V2的发射极连接。
所述第二逻辑单元模块包括电容C2，所述电容C2的一端与三极管V5的基极连接，电容C2的另一端与三极管V5的发射极连接。
由上述技术方案可知，本发明所述的带互锁功能的开关机时序控制电路，电路原理简单、价格低廉、可靠性高且抗干扰能力强，可根据实际应用自由扩展，同时确保各路电源的隔离。
附图说明
图1是本发明的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示，本实施例的带互锁功能的开关机时序控制电路，包括逻辑电源模块N1、逻辑电源模块N2、第一光电耦合器隔离电路及第二光电耦合器隔离电路，第一光电耦合器隔离电路的输入端与开关机控制信号ONOFFA连接，其输出端与逻辑电源模块N1的输入端及控制端连接，第二光电耦合器隔离电路的输入端与逻辑电源模块N1的输出端连接，第二光电耦合器隔离电路的输出端与逻辑电源模块N2的输入端及控制端连接，通过第一光电耦合器隔离电路、第二光电耦合器隔离电路控制逻辑电源模块N1、N2依次先后开机或控制制逻辑电源模块N2、N1依次先后关机。
第一逻辑单元模块包括光电耦合器U1、U2及三极管V2，光电耦合器U1的第一输入端经电阻R1与电源连接，其第二输入端与三极管V2的集电极连接，三极管V2的发射极接地且依次经电阻R3、R2与开关机信号ONOFFA连接，三极管V2的基极连接在电阻R2、R3之间的节点处；光电耦合器U2的第一输入端经电阻R4与逻辑电源模块N2的正极输出端VoB+连接，光电耦合器U2第二输入端与逻辑电源模块N2的负极输出端VoB-连接，光电耦合器U1的第一输出端及光电耦合器U2的第一输出端均与逻辑电源模块N1的控制端RC连接，光电耦合器U1的第二输出端及光电耦合器U2的第二输出端均与逻辑电源模块N1的输入端IN连接。
第二光电耦合器隔离电路包括光电耦合器U3、U4及三极管V5，光电耦合器U3的第一输入端经电阻R5与电源连接，其第二输入端与三极管V5的集电极连接，光电耦合器U3的第一输出端与逻辑电源模块N2的控制端RC连接，光电耦合器U3的第二输出端与逻辑电源模块N2的输入端IN连接，三极管V5的发射极接地且依次经电阻R7、电阻R6与光电耦合器U4的第二输出端连接；光电耦合器U4的第一输入端经电阻R8与逻辑电源模块N1的正极输出端VoA+连接，光电耦合器U4的第二输入端与逻辑电源模块N1的负极输出端VoA-连接，光电耦合器U4的第一输出端与开关机控制信号ONOFFB连接。
第一逻辑单元模块包括二极管V1、二极管V3及电容C1，二极管V1的阴极与光电耦合器U1的第一输入端连接，其阳极与光电耦合器U1的第二输入端连接，二极管V3的阴极与光电耦合器U2的第一输入端连接，其阳极与光电耦合器U2的第二输入端连接。电容C1的一端与三极管V2的基极连接，电容C1的另一端与三极管V2的发射极连接。
第二逻辑单元模块包括二极管V4、电容C2及二极管V6，二极管V4的阴极与光电耦合器U3的第一输入端连接，其阳极与光电耦合器U3的第二输入端连接，二极管V6的阴极与光电耦合器U4的第一输入端连接，其阳极与光电耦合器U4的第二输入端连接。电容C2的一端与三极管V5的基极连接，电容C2的另一端与三极管V5的发射极连接。该电容C1和C2用于抗干扰和滤波作用。
本实施例的逻辑电源模块N1、逻辑电源模块N2为高可靠性的负逻辑电源模块，当控制引脚RC对输入负引脚IN-为开路或高电平时(一般大于2.4V即可)电源模块为关机状态，当控制引脚RC对输入负引脚IN-为短路或低电平时(一般小于0.8V即可)，电源模块为开机状态。具有互锁功能的开关机时序控制电路与电源模块的输入及输出的隔离及其电源模块的输入与输出的隔离均通过光电耦合器U1、U2、U3和U4的隔离实现。图中的12V为开关机控制电路的辅助供电，上电即自动启动；ONOFFA和ONOFFB分别为电源模块N1和N2的开关机控制信号，设定为高电平开机，低电平关机；VoA和VoB分别为电源模块N1和N2的隔离输出。
根据电路原理图可知，在零初始状态下，当电源上电正常后，辅助电源的12V将建立，而电源模块的输出在未给定开机信号下将始终保持零状态不变。当开关机控制电路给定有效的开机信号ONOFFA和ONOFFB时，若电源模块N1还未输出，则由于VoA未建立从而使得光电耦合器U4处于截止状态，因此即便ONOFFB为有效的开机信号也无法使光电耦合器U3导通，从而电源模块N2无法开机。因此开机时序将按照电源模块N1在有效开机信号ONOFFA的作用下，使三极管V2导通，尽而使光电耦合器U1导通，从而使电源模块N1开机，使输出VoA建立；当VoA建立后，光电耦合器U4将导通，从而有效开机信号ONOFFB将使得三极管V5导通，尽而使光电耦合器U3导通，从而使电源模块N2开机，使输出VoB建立。对于关机时序，按照原理图，只有当电源模块N2的有效关机信号ONOFFB生效后，使VoB无输出，此时有效关机信号ONOFFA才可将电源模块N1关断，使VoA无输出；若电源模块N2不关机，则VoB将维持输出，从而使得光电耦合器U2处于导通状态，因此即便给定有效的关机信号ONOFFA使光电耦合器U1截止也不可能使得电源模块N1关断输出，即只要电源模块N2输出不关断，则电源模块N1也不关机。总结开机和关机时序为：开机过程只能是电源模块N1先开机，使VoA先建立，然后电源模块N2才能开机，使VoB建立；关机过程只能是电源模块N2先关机，使VoB无输出，然后电源模块N1才能关机，使VoA无输出。从而达到预期的控制要求。
本发明在实际的产品项目中也进行了实际应用验证，其开机和关机时序及隔离等各项功能均满足要求。尽管对于上述的原理分析及说明采用两路输出为例，然而本电路绝不仅限于两路输出，其应用完全可扩展至多路输出的情况。通过对带互锁功能的开关机时序控制电路的原理分析和对电路的实际应用验证情况，说明了本开关机时序控制电路原理简单、成本低廉、性能可靠且可根据实际应用自由扩展，是一种可靠有效的开关机时序控制电路。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种带互锁功能的开关机时序控制电路，其特征在于：包括逻辑电源模块N1、逻辑电源模块N2、第一光电耦合器隔离电路及第二光电耦合器隔离电路，所述第一光电耦合器隔离电路的输入端与开关机控制信号连接，其输出端与逻辑电源模块N1的输入端及控制端连接，所述第二光电耦合器隔离电路的输入端与逻辑电源模块N1的输出端连接，第二光电耦合器隔离电路的输出端与逻辑电源模块N2的输入端及控制端连接，通过第一光电耦合器隔离电路、第二光电耦合器隔离电路控制逻辑电源模块N1、N2依次先后开机或控制制逻辑电源模块N2、N1依次先后关机；
所述第一光电耦合器隔离电路包括光电耦合器U1、U2及三极管V2，所述光电耦合器U1的第一输入端经电阻R1与电源连接，其第二输入端与三极管V2的集电极连接，所述三极管V2的发射极接地且依次经电阻R3、R2与开关机信号连接，三极管V2的基极连接在电阻R2、R3之间的节点处；
所述光电耦合器U2的第一输入端经电阻R4与逻辑电源模块N2的正极输出端连接，其第二输入端与逻辑电源模块N2的负极输出端连接，所述光电耦合器U1的第一输出端及光电耦合器U2的第一输出端均与逻辑电源模块N1的控制端连接，光电耦合器U1的第二输出端及光电耦合器U2的第二输出端均与逻辑电源模块N1的输入端连接；
所述第二光电耦合器隔离电路包括光电耦合器U3、U4及三极管V5，所述光电耦合器U3的第一输入端经电阻R5与电源连接，其第二输入端与三极管V5的集电极连接，光电耦合器U3的第一输出端与逻辑电源模块N2的控制端连接，光电耦合器U3的第二输出端与逻辑电源模块N2的输入端连接，所述三极管V5的发射极接地且依次经电阻R7、电阻R6与光电耦合器U4的第二输出端连接；
所述光电耦合器U4的第一输入端经电阻R8与逻辑电源模块N1的正极输出端连接，光电耦合器U4的第二输入端与逻辑电源模块N1的负极输出端连接，光电耦合器U4的第一输出端与开关机控制信号连接。
2.根据权利要求1所述的带互锁功能的开关机时序控制电路，其特征在于：所述第一光电耦合器隔离电路包括二极管V1及二极管V3，所述二极管V1的阴极与光电耦合器U1的第一输入端连接，其阳极与光电耦合器U1的第二输入端连接，所述二极管V3的阴极与光电耦合器U2的第一输入端连接，其阳极与光电耦合器U2的第二输入端连接。
3.根据权利要求1所述的带互锁功能的开关机时序控制电路，其特征在于：所述第二光电耦合器隔离电路包括二极管V4及二极管V6，所述二极管V4的阴极与光电耦合器U3的第一输入端连接，其阳极与光电耦合器U3的第二输入端连接，所述二极管V6的阴极与光电耦合器U4的第一输入端连接，其阳极与光电耦合器U4的第二输入端连接。
4.根据权利要求1所述的带互锁功能的开关机时序控制电路，其特征在于：所述第一光电耦合器隔离电路包括电容C1，所述电容C1的一端与三极管V2的基极连接，电容C1的另一端与三极管V2的发射极连接。
5.根据权利要求1所述的带互锁功能的开关机时序控制电路，其特征在于：所述第二光电耦合器隔离电路包括电容C2，所述电容C2的一端与三极管V5的基极连接，电容C2的另一端与三极管V5的发射极连接。
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