CN109236095A - 可实现电动闭门器上电和掉电启动的控制电路及实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种可实现电动闭门器上电和掉电启动的控制电路，包括三极管V8、PMOS管D2A、保险丝F1；三极管V8基极用于接入外部电平信号，三极管V8的集电极接PMOS管D2A的G极，三极管V8的发射极接地；PMOS管D2A的S极接保险丝F1一端，同时该S极经由一偏置电阻R13接PMOS管D2A的G极，并且该S极还接入OUT+端，OUT+端接入上电或掉电启动电路；PMOS管D2A的D极也接入OUT+端；保险丝F1另一端接入消防两总线，输入24V电压；OUT‑端也接入上电或掉电启动电路，并接地。本发明还另外提供该控制电路的两种实现方法(上电启动和掉电启动)。通过上述方案，本发明在简化控制电路设计、确保远距离供电的同时，具备了上电启动和掉电启动的功能，降低了电动闭门器的整体功耗，节约了电能。
Description
技术领域
本发明涉及消防安全技术领域，具体涉及的是一种可实现电动闭门器上电和掉电启动的控制电路及实现方法。
背景技术
目前市面上常见的电动闭门器，其控制电路大多都是上电启动和掉电启动分开设计(即控制电路是专用的，不具备同时实现上电启动和掉电启动的功能)，并且电路中需要70-100mA的电流驱动其联动机构保持开门状态。
不难发现，现有的这些电动闭门器由于需要长时间通电，因而电能损耗太大。并且，有的电动闭门器还会在末端设计一个升压电路，以便实现远距离传输，但这种设计方式，一旦常开防火门数量较多，那么由于每个防火门都需要安装一个升压电路，所以一方面，整体功耗会大幅增加，造成电能浪费；另一方面，其会导致电路设计复杂度增加，需要考虑的元器件特性太多，电路设计起来有一定的难度，所付出的时间和人力成本也较高。
综上，本领域技术人员很有必要设计一种控制电路，既能降低电动闭门器的整体功耗，又能同时具备上电启动和掉电启动两种功能，并且能够远距离传输，从而改变传统电动闭门器控制的设计方式。
发明内容
针对上述现有技术的不足之处，本发明提供了一种可实现电动闭门器上电和掉电启动的控制电路及实现方法，可有效降低电动闭门器的整体功耗及设计成本，并同时具备了上电启动和掉电启动两种功能，更重要的是还可以保证远距离供电。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
可实现电动闭门器上电和掉电启动的控制电路，包括三极管V8、PMOS管D2A、保险丝F1；所述三极管V8基极用于接入外部电平信号，三极管V8的集电极接PMOS管D2A的G极，三极管V8的发射极接地；所述PMOS管D2A的S极接保险丝F1一端，同时该S极经由一偏置电阻R13接PMOS管D2A的G极，并且该S极还接入OUT+端，OUT+端接入上电或掉电启动电路；所述的PMOS管D2A的D极也接入OUT+端；所述保险丝F1另一端接入消防两总线，输入24V电压；OUT-端也接入上电或掉电起动电路，并接地。
进一步地，所述三极管V8集电极与PMOS管D2A的G极之间还接有稳压二极管D1。
再进一步地，本发明还包括用于辅助供电的电容C3，该电容C3正极接保险丝F1另一端并接入消防两总线，负极接地。
作为优选，所述三极管V8为NPN型三极管。
基于上述控制电路，本发明还分别提供了其上电启动和掉电启动的实现方式，如下所述：
上电启动实现方法，其包括以下步骤：
(1)将上述控制电路接入一个上电启动电路，所述的上电起动电路包括开关S1、二极管V11和电磁铁MG2；所述开关S1一端接入控制电路中的OUT+端；所述二极管V11与电磁铁MG2反向并联，并共同连接开关S1另一端，同时，二极管V11正极和电磁铁MG2负极均接控制电路中的OUT-端；
(2)当消防两总线向控制电路输出24V电压时，三极管V8导通接地，电流经PMOS管D2A和开关S1后到达电磁铁MG2，使电磁铁MG2启动，控制常开防火门关闭，直至常开防火门关闭完全后带动开关S1断开。
进一步地，当消防两总线向控制电路输出24V电压时，电容C3处于充电状态，在充满电后，后续启动电磁铁MG2时，电容C3瞬间放电，辅助提供电磁铁MG2启动电流。
掉电启动实现方法，其包括以下步骤：
(1)将上述控制电路接入一个掉电启动电路，所述的掉电起动电路包括二极管V1、电容C2、二极管V2、三极管V6、三极管V7、NMOS管Q1、二极管V5、电磁铁MG1；所述二极管V1正极接入控制电路中的OUT+端，负极同时连接二极管V2正极和三极管V7基极；所述二极管V2负极同时接电容C2正极以及三极管V6的基极和集电极；电容C2负极接三极管V6的发射极；所述二极管V5与电磁铁MG1反向并联，并且二极管V5负极和电磁铁MG1正极同时连接二极管V2负极；所述NMOS管Q1的D极同时接二极管V5正极和电磁铁MG1负极，NMOS管Q1的S极接控制电路中的OUT-端，NMOS管Q1的G极则接三极管V7集电极，并且该G极还经电阻R10接控制电路中的OUT-端；所述三极管V7的发射极接以及三极管V6的发射极和基极也均接控制电路中的OUT-端；
(2)当消防两总线向控制电路输出24V电压时，三极管V8导通接地，电流经PMOS管D2A到达二极管V1；
(3)电流到达二极管V1后，电容C2开始充电，同时三极管V7导通接地，此时NMOS管Q1和电磁铁MG1不通电，电磁铁MG1不启动；
(4)当三极管V8处输入低电平信号时，三极管V8截止，PMOS管D2A不导通，此时二极管V1没有电压，且三极管V7截止，使得NMOS管Q1导通，电容C2开始放电，电磁铁MG1启动，控制常开防火门关闭。
进一步地，在所述的掉电启动电路还包括用于辅助供电给电磁铁MG1工作的电容C1，该电容C1正极接二极管V1负极，负极接地。
再进一步地，所述的掉电启动电路还包括用于显示电容C2充电状态的发光二极管V3和发光二极管V4；其中，所述发光二极管V3正极接二极管V2负极，负极接三极管V7集电极；所述发光二极管V4正极接二极管V2负极，正极接三极管V6集电极。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所设计的控制电路，直接采用两总线来实现供电，可以克服远距离传输存在供电不足的问题，在省略升压电路的设计的同时，能接入更多的常开防火门，从而很大程度上降低了电动闭门器整体设计成本。
(2)本发明所设计的控制电路，结构简单、设计巧妙、控制流程清晰明了，其仅以常规的元器件(例如三极管、MOS管、电容、保险丝等)进行有效的搭接，即可使获得的控制电路同时具备上电启动和掉电启动的功能，具有了很好的通用性，可以满足各种应用场合中对常开防火门关闭的控制(上电启动控制和掉电启动控制)需求。
(3)由于本发明控制电路的设计特点，其所需要接入的上电启动电路和掉电启动电路设计也非常简单，同样是只需采用一些常规的元器件(例如二极管、三极管、MOS管、电容、电磁铁等)进行搭接，即可配合控制电路实现对防火门的关闭控制，由此不仅减小了电动闭门器的整体体积，降低了电动闭门器工作的整体功耗，而且在控制响应上也非常灵敏，提升了电动闭门器的市场价值。
(4)本发明在掉电启动电路中还设置了用于辅助供电的电容(C1、C3)，可进一步确保对电磁铁启动的供电支持，使远距离传输的使能得到了充分的保障，并且还能避免电动闭门器电路过多地消耗总线的电压。
(5)本发明由从事消防安全技术设计工作多年的工程师研究和设计，在元器件种类和类型选用、PCB线路布局以及电路控制环节等方面具有诸多考量，所以本发明设计出来的控制电路，不仅很好地摆脱了传统电动闭门器控制电路设计繁琐的困扰，而且功耗非常低，避免了电能的浪费，并且也为电动闭门器后续进一步降低设计成本提供了良好的铺垫。
附图说明
图1为本发明控制电路的电路图。
图2为本发明-实施例中采用的上电启动电路的电路图。
图3为本发明-实施例中采用的掉电启动电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
实施例
本发明提供了一种控制电路，可应用在电动闭门器上，使电动闭门器可根据实际应用场合需要，采用上电启动或掉电启动方式实现对防火门(常开防火门)的关闭。如图1所示，本发明所设计的控制电路包括三极管V8、PMOS管D2A、保险丝F1、电容C3、稳压二极管D1。所述三极管V8(采用NPN型)基极用于接入外部电平信号(可由单片机提供)，三极管V8的集电极接PMOS管D2A的G极，三极管V8的发射极接地。
所述PMOS管D2A的S极接保险丝F1一端，同时该S极经由一偏置电阻R13接PMOS管D2A的G极，并且该S极还接入OUT+端，OUT+端接入上电或掉电启动电路。所述的PMOS管D2A的D极也接入OUT+端；所述保险丝F1另一端接入消防两总线，输入24V电压；OUT-端也接入上电或掉电启动电路，并接地。
所述的电容C3正极接保险丝F1另一端并接入消防两总线，负极接地，电容C3用于辅助供电，避免消耗过多的总线电压。
该控制电路中还另外接入有限流电阻R18、R15、R11、R12，如图1所示。
上述提到，本发明可以采用上电启动或掉电启动方式实现对防火门的关闭。下面针对这两种启动控制方式介绍本发明的实现过程。
第一种，上电启动控制常开防火门关闭：
将本发明设计的控制电路接入一个上电启动电路，所述的上电启动电路的电路图如图2所示，其包括开关S1、二极管V11和电磁铁MG2。所述开关S1一端接入控制电路；所述二极管V11与电磁铁MG2反向并联，并共同连接开关S1另一端，同时，二极管V11正极和电磁铁MG2负极均接地。
在上电启动过程中，当消防两总线向控制电路输出24V电压时，三极管V8导通接地(此时电容C3充电)，电流经PMOS管D2A和开关S1后到达电磁铁MG2，使电磁铁MG2启动，控制常开防火门关闭，直至常开防火门关闭完全后带动开关S1断开(可以节约电能)，完成上电启动防火门的关闭控制。而充电的电容C3，在充满电后，后续启动电磁铁MG2时，电容C3会瞬间放电，辅助提供电磁铁MG2启动电流，从而避免消耗总线电压。
第二种，掉电启动控制常开防火门关闭：
将本发明设计的控制电路接入一个掉电启动电路，所述的掉电启动电路的电路图如图3所示，其包括二极管V1、二极管V2、三极管V6、三极管V7、NMOS管Q1、二极管V5、电磁铁MG1以及电容C1、C2。
所述二极管V1正极接入控制电路中的OUT+端，负极同时连接二极管V2正极和三极管V7基极；所述二极管V2负极同时接电容C2正极以及三极管V6的基极和集电极；电容C2负极接三极管V6的发射极。
所述二极管V5与电磁铁MG1反向并联，并且二极管V5负极和电磁铁MG1正极同时连接二极管V2负极；所述NMOS管Q1的D极同时接二极管V5正极和电磁铁MG1负极，NMOS管Q1的S极接控制电路中的OUT-端，NMOS管Q1的G极则接三极管V7集电极，并且该G极还经电阻R10接控制电路中的OUT-端。
所述三极管V7的发射极接以及三极管V6的发射极和基极也均接控制电路中的OUT-端。
在掉电启动过程中，当消防两总线向控制电路输出24V电压时，三极管V8导通接地，电流经PMOS管D2A到达二极管V1，此时，电容C2开始充电，同时三极管V7导通接地，此时NMOS管Q1和电磁铁MG1不通电，电磁铁MG1不启动。
当三极管V8处输入低电平信号时，三极管V8截止，PMOS管D2A不导通，此时二极管V1没有电压，且三极管V7截止，使得NMOS管Q1导通，电容C2开始放电，电磁铁MG1启动，控制常开防火门关闭，完成掉电启动防火门的关闭控制。
上述过程中，电容C1可与电容C2一起为电磁铁MG1的启动提供工作电流，从而进一步确保电磁铁MG1的正常启动。所述的电容C1正极接二极管V1负极，负极接地。
而电容C2的充放电状态可用发光二极管V3和发光二极管V4的亮度反映，当电流到达二极管V1后，电容C2开始充电，此时发光二极管V3的颜色由暗变亮，当电容C2充电完成时发光二极管V4点亮，从而实时监控电容的充电状态。
上述掉电启动电路中还另外接入有限流电阻R1～R9，如图3所示。
以上即为本发明实现电动闭门器上电启动和掉电启动功能的过程。
本发明通过重新设计电动闭门器的控制电路，以两总线供电方式进行工作(克服远距离传输所带来的电能不足的问题，同时省略了升压电路的设计)，并结合一些常规元器件(例如三极管、MOS管、电容、保险丝等)，既能简化现有电动闭门器控制电路的设计，又可将上电启动和掉电启动的控制电路进行统一，如此一来，不仅有效降低了电动闭门器的整体功耗以及设计成本，而且具备了通用(同时具备上电启动和掉电启动功能)的特性。
本发明所设计的控制电路看似简单，实则不易想到，只有对电动闭门器的工作方式和特点进行深入的研究，方能布置出如此精确控制及功耗低下的电路，从而彻底改变传统电动闭门器控制电路的设计思路和方式，为电动闭门器后续降低设计成本提供铺垫。因此，本发明相比现有的电动闭门器控制电路来说，具有突出的实质性特点和显著的进步。
上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.可实现电动闭门器上电和掉电启动的控制电路，其特征在于，包括三极管V8、PMOS管D2A、保险丝F1；所述三极管V8基极用于接入外部电平信号，三极管V8的集电极接PMOS管D2A的G极，三极管V8的发射极接地；所述PMOS管D2A的S极接保险丝F1一端，同时该S极经由一偏置电阻R13接PMOS管D2A的G极，并且该S极还接入OUT+端，OUT+端接入上电或掉电启动电路；所述的PMOS管D2A的D极也接入OUT+端；所述保险丝F1另一端接入消防两总线，输入24V电压；OUT-端也接入上电或掉电起动电路，并接地。
2.根据权利要求1所述的可实现电动闭门器上电和掉电启动的控制电路，其特征在于，所述三极管V8集电极与PMOS管D2A的G极之间还接有稳压二极管D1。
3.根据权利要求2所述的可实现电动闭门器上电和掉电启动的控制电路，其特征在于，还包括用于辅助供电的电容C3，该电容C3正极接保险丝F1另一端并接入消防两总线，负极接地。
4.根据权利要求3所述的可实现电动闭门器上电和掉电启动的控制电路，其特征在于，所述三极管V8为NPN型三极管。
5.可实现电动闭门器上电和掉电启动的控制电路的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将权利要求1～4任意一项所述的控制电路接入一个上电启动电路，所述的上电起动电路包括开关S1、二极管V11和电磁铁MG2；所述开关S1一端接入控制电路中的OUT+端；所述二极管V11与电磁铁MG2反向并联，并共同连接开关S1另一端，同时，二极管V11正极和电磁铁MG2负极均接控制电路中的OUT-端；
(2)当消防两总线向控制电路输出24V电压时，三极管V8导通接地，电流经PMOS管D2A和开关S1后到达电磁铁MG2，使电磁铁MG2启动，控制常开防火门关闭，直至常开防火门关闭完全后带动开关S1断开。
6.根据权利要求5所述的可实现电动闭门器上电和掉电启动的控制电路的实现方法，其特征在于，当消防两总线向控制电路输出24V电压时，电容C3处于充电状态，在充满电后，后续启动电磁铁MG2时，电容C3瞬间放电，辅助提供电磁铁MG2启动电流。
7.可实现电动闭门器上电和掉电启动的控制电路的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将权利要求1～4任意一项所述的控制电路接入一个掉电启动电路，所述的掉电起动电路包括二极管V1、电容C2、二极管V2、三极管V6、三极管V7、NMOS管Q1、二极管V5、电磁铁MG1；所述二极管V1正极接入控制电路中的OUT+端，负极同时连接二极管V2正极和三极管V7基极；所述二极管V2负极同时接电容C2正极以及三极管V6的基极和集电极；电容C2负极接三极管V6的发射极；所述二极管V5与电磁铁MG1反向并联，并且二极管V5负极和电磁铁MG1正极同时连接二极管V2负极；所述NMOS管Q1的D极同时接二极管V5正极和电磁铁MG1负极，NMOS管Q1的S极接控制电路中的OUT-端，NMOS管Q1的G极则接三极管V7集电极，并且该G极还经电阻R10接控制电路中的OUT-端；所述三极管V7的发射极接以及三极管V6的发射极和基极也均接控制电路中的OUT-端；
(2)当消防两总线向控制电路输出24V电压时，三极管V8导通接地，电流经PMOS管D2A到达二极管V1；
(3)电流到达二极管V1后，电容C2开始充电，同时三极管V7导通接地，此时NMOS管Q1和电磁铁MG1不通电，电磁铁MG1不启动；
(4)当三极管V8处输入低电平信号时，三极管V8截止，PMOS管D2A不导通，此时二极管V1没有电压，且三极管V7截止，使得NMOS管Q1导通，电容C2开始放电，电磁铁MG1启动，控制常开防火门关闭。
8.根据权利要求7所述的可实现电动闭门器上电和掉电启动的控制电路的实现方法，其特征在于，所述的掉电启动电路还包括用于辅助供电给电磁铁MG1工作的电容C1，该电容C1正极接二极管V1负极，负极接地。
9.根据权利要求8所述的可实现电动闭门器上电和掉电启动的控制电路的实现方法，其特征在于，所述的掉电启动电路还包括用于显示电容C2充电状态的发光二极管V3和发光二极管V4；其中，所述发光二极管V3正极接二极管V2负极，负极接三极管V7集电极；所述发光二极管V4正极接二极管V2负极，正极接三极管V6集电极。
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