CN110706954B - 一种急停开关电路和急停开关的急停、复位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种急停电路，包括急停开关、继电器控制信号生成电路、继电器电路、延时电路和处理器，其中，所述处理器用于根据用户的请求发送急停开关第一急停信号和/或急停开关复位信号；所述急停开关用于接收用户的请求生成急停开关第二急停信号，还用于接收急停开关复位控制信号实现复位；所述继电器控制信号生成电路用于根据所述开关复位信号、第一急停信号或第二急停信号生成继电器控制信号；所述延时电路用于根据所述第二急停信号和所述急停开关复位信号经过延时后生成所述急停开关复位控制信号。本发明可以实现急停开关的开关、锁止和重启功能。

Description

一种急停开关电路和急停开关的急停、复位方法
技术领域
本发明涉及急停开关技术领域，具体而言，主要涉及一种急停开关电路和急停开关的急停、复位方法。
背景技术
目前根据国标规范要求，现有的充电桩都具有急停按钮功能，而且具体规范有要求，在急停开关按下后，充电在限定时间内降至安全电压范围内，而且具有防止误操作属性。
根据调查发现，目前急停开关多为触点式开关，无法实现防止误操作属性，也无法实现开关的复位。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种急停开关电路，能够防止急停开关的误操作并能实现开关的复位。
为了实现上述目的，采用如下的技术方案：
第一方面，本发明提供一种急停开关电路，包括急停开关、继电器控制信号生成电路、继电器电路、延时电路和处理器，其中，
所述处理器用于根据用户的请求发送急停开关第一急停信号和/或急停开关复位信号；
所述急停开关用于接收用户的请求生成急停开关第二急停信号，还用于接收急停开关复位控制信号实现复位；
所述继电器控制信号生成电路用于根据所述开关复位信号、第一急停信号或第二急停信号生成继电器控制信号；
所述继电器电路用于根据所述继电器控制信号控制火线和零线断开电路；
所述延时电路用于根据所述第二急停信号和所述急停开关复位信号经过延时后生成所述急停开关复位控制信号。
第二方面，本发明提供一种急停开关急停和复位的方法，包括如下步骤：
根据急停开关急停信号生成继电器控制信号；
根据所述继电器控制信号控制断开火线和零线；
根据急停开关复位信号生成延时急停开关复位控制信号；
根据所述急停开关复位控制信号实现急停开关复位。
本发明的有益效果：本发明提供的急停开关电路，根据急停开关信号生成继电器控制信号，控制火线和零线断开电路，处理器根据用户的需求产生急停开关复位信号，根据所述急停开关复位信号通过延时后实现急停开关的复位。本发明能够实现急停开关的急停、锁止和复位，实现了充电桩的紧急控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施方式，因此不应被看作是对本发明范围的限定。
图1为本发明一种急停开关电路的结构框图；
图2为本发明的一种急停开关电路的急停开关和继电器控制信号生成电路的电路图；
图3为本发明的一种急停开关电路的继电器电路的电路图；
图4为本发明的一种急停开关电路的延时电路的电路图；
图5为本发明的一种急停开关急停、复位方法的流程示意图。
具体实施方式
在下文中，将更全面地描述本发明的各种实施方式。本发明可具有各种实施方式，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本发明的各种实施方式限于在此公开的特定实施方式的意图，而是应将本发明理解为涵盖落入本发明的各种实施方式的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。
在下文中，可在本发明的各种实施方式中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施方式中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
在本发明的各种实施方式中，表述“A或/和B”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合，例如，可包括A、可包括B或可包括A和B二者。
在本发明的各种实施方式中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施方式中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施方式的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。
应注意到：在本发明中，除非另有明确的规定和定义，“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接、也可以是可拆卸连接、或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也是可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，本领域的普通技术人员需要理解的是，文中指示方位或者位置关系的术语为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的各种实施方式中使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的并且并非意在限制本发明的各种实施方式。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施方式所述领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施方式中被清楚地限定。
本发明实施例提供一种急停开关电路，如图1所示，包括急停开关1、继电器控制信号生成电路2、继电器电路3、延时电路4和处理器5，其中，所述处理器5用于根据用户的请求发送急停开关第一急停信号和/或急停开关复位信号；所述急停开关1用于接收用户的请求生成急停开关第二急停信号，还用于接收急停开关复位控制信号实现复位；所述继电器控制信号生成电路2用于根据所述开关复位信号、第一急停信号或第二急停信号生成继电器控制信号；所述继电器电路3用于根据所述继电器控制信号控制火线和零线断开电路；所述延时电路4用于根据所述第二急停信号和所述急停开关复位信号经过延时后生成所述急停开关复位控制信号。
如图2所示，所述急停开关包括三个信号端，分别为接地端、急停开关急停信号输出端、急停开关复位信号输入端，所述急停开关的接地端与地连接，所述急停开关复位信号输入端还通过第一双极稳压二极管DZ1的第一正极连接，所述第一双极稳压二极管DZ1的第二正极与地连接。
所述继电器控制信号生成电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1、第一电容C1，其中，所述第一二极管D1的负极与所述处理器的急停开关复位信号输出端连接，所述第一二极管D1的正极与通过所述第一电阻R1与第一电源电压端VCC连接，所述第二二极管D2的负极与所述急停开关急停信号输出端连接，所述第二二极管D2的正极与所述第一二极管D1的正极连接，所述第一二极管的正极端为所述继电器控制信号输出端，所述第一电源电压端VCC还通过所述第一电容C1与地连接。
进一步地，所述继电器控制信号生成电路还包括第二双极稳压二极管DZ2，所述第二双极稳压二极管DZ2的第一正极与所述急停开关的急停信号输出端连接，所述第二双击稳压二极管DZ2的第二正极与地连接。
如图3所示，所述继电器包括两路继电器控制电路，其中两路继电器控制电路共用一个继电器线圈，其中，第一控制电路的第一输入端与火线输入端LWire IN连接，所述第一控制电路的输出端与火线输出端L Wire OUT连接，所述第二控制电路的第二输入端与零线输入端N Wire IN连接，所述第二控制电路的第二输出端与零线输出端N Wire OUT端连接。所述继电器线圈的一端与继电器控制信号输入端OP_SW端连接，所述继电器线圈的另一端与地连接。
进一步地，所述继电器电路还包括第九电阻R9和第四二极管D4，其中，所述继电器线圈的一端与所述第四二极管D4的负极连接，所述第四二极管D4的正极通过所述第九电阻R9与地连接。所述第四二极管为继电器控制信号防反接二极管，所述第四电阻为继电器控制信号的限流电阻。
进一步地，所述继电器电路还包括第三继电器控制电路，所述第三继电器控制电路与所述第一继电器控制电路和所述第二继电器控制电路共用继电器线圈，所述第三继电器控制电路的第三输入端通过所述第八电阻R8与第一电源电压端VCC端连接，所述第三继电器控制电路的第三输出端通过所述第十电阻R10与地连接，所述第一电源电压端还通过所述第六电容C6与地连接。
当用户按下急停开关J1时，急停开关J1的第三信号端3输出急停开关急停信号SW，SW为高电平，通过第二二极管管D2，输出继电器控制信号OP_SW，OP_SW为低电平，当OP_SW为低电平时，继电器的线圈不导通，因而继电器断开，充电桩处于不能充电的状态。或者当处理器发出急停开关急停信号MCU_SW，则MCU_SW为高电平，所述急停开关急停信号MCU_SW通过所述第一二极管，输出继电器控制信号OP_SW，OP_SW为低电平，当OP_SW为低电平时，继电器的线圈不导通，因而继电器断开，充电桩处于不能充电的状态。
如图4所示，所述延时电路包括触发器U1、第二电阻R2、第二电容C2、第一MOS管Q1和光耦合器U2，其中，所述触发器U1的重置信号输入端与所述处理器的急停开关复位信号输出端连接，所述触发器U1的触发信号输入端与所述急停开关的急停信号输出端连接，所述触发器U1的电源输入端与所述第一电源电压输入端连接，所述触发器U1的接地端与地连接，所述触发器U1的控制电压输入端与地连接，所述触发器U1的阈值电压输入端与所述第一电源电压端VCC连接，所述触发器U1的放电端与所述阈值电压输入端连接，所述触发器U1的输出端通过所述第二电阻R2与所述第一MOS管Q1的栅极连接，所述第一MOS管Q1的源极与所所述光耦合器U2的发光二极管的正极连接，所述发光二极管的负极与地连接，所述第一MOS管Q1的漏极通过所述第三电阻R3与第一电源电压端VCC连接，所述光耦合器U2的光敏晶体管的漏极与所述第一电源电压端连接，所述光敏晶体管的源极输出所述急停开关复位信号。其中，所述第二电阻R2和所述第二电容C2构成了所述第一MOS管Q1的开关延时电路，开关延时时间τ1＝R2C2。
其中，所述触发器的真值表如下所示：
Figure GDA0003389797630000071
在上表中，v+为参考电压值，即图3中的VCC，vth为触发器阈值电压输入端的电压值，根据急停开关急停信号和处理器发送的急停开关复位信号以及阈值电压和真值表可以获得触发器的输出。
进一步地，所述延时电路还包括第五电阻R5和第四电容C4，其中，所述阈值电压输出端通过所述第五电阻R5与第一电源电压端VCC连接，所述阈值电压输出端还通过所述第四电容C4与地连接。其中，所述第五电阻R5与所述第四电容C4构成了阈值电压THRESHOLD的延时电路，延时时间τ2＝R5C4。因而整个延时电路的延时时间τ＝τ1+τ2。为了确保急停开关在发生复位时，延时时间超过了急停开关急停所应该保持的时间，延时时间τ应大于急停开关急停所应该保持的时间。
进一步地，所述延时电路包括第七电阻R7和第三二极管D3，其中，所述触发器的触发信号输入端通过所述第七电阻R7与第一电源电压端VCC连接，所述触发器的触发信号输入端与所述第三二极管D3的正极连接，所述第三二极管D3的负极与所述第一电源电压端连接，电阻R5为急停开关急停信号上拉电阻，所述第三二极管D3为所述急停开关急停信号的防反二极管。
进一步地，所述延时电路还包括第六电阻R6，所述触发器的重置信号输入端通所述第六电阻R6与所述第一电源电压端VCC连接。所述第六电阻R6为重置信号的上拉电阻。
进一步地，所述延时电路包括第三双向稳压二极管DZ3，其中，所述第三双向稳压二极管DZ3的第一正极与所述第一MOS管Q1的栅极连接，所述第三双向稳压二极管DZ3的第二正极与所述第一MOS管Q1的漏极连接。
进一步地，所述延时电路还包括第四电阻R4和第三电容C3，其中，所述光敏晶体管的漏极通过所述第四电阻R4与所述第一电源电压端VCC连接，所述第一电源电压端VCC还通过所述第三电容C3与地连接。
本发明实施例一的急停开关电路，根据急停开关信号生成继电器控制信号，控制火线和零线断开电路，处理器根据用户的需求产生急停开关复位信号，根据所述急停开关复位信号通过延时后实现急停开关的复位。本发明能够实现急停开关的急停、锁止和复位，实现了充电桩的紧急控制。
基于本发明实施例一，本发明实施例二提供一种急停开关的急停、复位方法，如图5所示，该方法包括如下步骤：根据急停开关急停信号生成继电器控制信号；
S1、根据所述继电器控制信号控制断开火线和零线；
S2、根据急停开关复位信号生成延时急停开关复位控制信号；
S3、根据所述急停开关复位控制信号实现急停开关复位。
进一步地，所述根据急停开关急停信号生成继电器控制信号具体包括：根据所述急停开关生成的第一急停信号生成所述继电器控制信号，或根据处理器发送的第二急停信号生成所述继电器控制信号。
进一步地，根据所述继电器控制信号控制所述继电器断开火线和零线具体包括：当所述继电器控制信号为低电平时，断开所述火线和零线。
进一步地，所述根据急停开关复位信号生成延时急停开关复位控制信号具体包括：将所述急停开关复位信号输入给触发器的重置信号输入端，将所述第一急停开关信号输入给所述触发器的触发信号输入端，所述触发器经过第一延时后，根据所述急停开关复位信号、第一急停开关信号和触发器真值表输出触发器结果；对所述触发器结果进行第二延时，根据所述触发器结果生成急停开关复位控制信号。
进一步地，所述根据所述急停开关复位信号、第一急停开关信号和触发器真值表输出触发器结果具体包括：当所述触发器的阈值电压大于三分之二倍的阈值电压，触发器的触发电压大于三分之一倍的阈值电压，并且重置信号为高电平时，所述触发器结果为低电平；当所述触发器的阈值电压小于三分之二倍的阈值电压，触发器的触发电压大于三分之一的阈值电压，并且重置信号为高电平时，所述触发器结果为低电平。
进一步地，所述根据所述触发器结果生成急停开关复位控制信号具体包括：当所述触发器结果为高电平时，所述急停开关复位控制信号为高电平，控制所述急停开关复位；当所述触发器结果为低电平时，所述急停开关复位控制信号为低电平。
以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种急停开关电路，其特征在于，包括急停开关、继电器控制信号生成电路、继电器电路、延时电路和处理器，其中，
所述处理器用于根据用户的请求发送急停开关第一急停信号和/或急停开关复位信号；
所述急停开关用于接收用户的请求生成急停开关第二急停信号，还用于接收急停开关复位控制信号实现复位；
所述继电器控制信号生成电路用于根据所述急停开关复位信号、第一急停信号或第二急停信号生成继电器控制信号；
所述继电器电路用于根据所述继电器控制信号控制火线和零线断开电路；
所述延时电路用于根据所述第二急停信号和所述急停开关复位信号经过延时后生成所述急停开关复位控制信号；所述延时电路包括触发器、第二电阻、第三电阻、第二电容、第一MOS管和光耦合器，其中，
所述触发器的重置信号输入端与所述处理器的急停开关复位信号输出端连接，所述触发器的触发信号输入端与所述第二急停信号输出端连接，所述触发器的电源输入端与第一电源电压端连接，所述触发器的接地端与地连接，所述触发器的控制电压输入端与地连接，所述触发器的阈值电压输入端与所述第一电源电压端连接，所述触发器的放电端与所述阈值电压输入端连接，所述触发器的输出端通过所述第二电阻与所述第一MOS管的栅极连接，所述第一MOS管的源极与所述光耦合器的发光二极管的正极连接，所述发光二极管的负极与地连接，所述第一MOS管的漏极通过所述第三电阻与所述第一电源电压端连接，所述光耦合器的光敏晶体管的漏极与所述第一电源电压端连接，所述光敏晶体管的源极输出所述急停开关复位控制信号。
2.根据权利要求1所述的急停开关电路，其特征在于，所述继电器控制信号生成电路包括第一二极管、第二二极管、第一电阻、第一电容，其中，
所述第一二极管的负极与所述第一急停信号输出端连接，所述第一二极管的正极通过所述第一电阻与第一电源电压端连接；
所述第二二极管的负极与所述第二急停信号输出端连接，所述第二二极管的正极与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的正极为所述继电器控制信号输出端；
所述第一电源电压端还通过所述第一电容与地连接。
3.根据权利要求2所述的急停开关电路，其特征在于，所述继电器控制信号生成电路还包括第二双向稳压二极管，其中，
所述第二双向稳压二极管的第一正极与所述第二二极管的负极连接，所述第二双向稳压二极管的第二正极与地连接。
4.根据权利要求1所述的急停开关电路，其特征在于，所述继电器电路包括第一继电器控制电路和第二继电器控制电路，所述第一继电器控制电路和所述第二继电器控制电路共用继电器线圈，其中，
所述继电器线圈的一端与所述继电器控制信号输出端连接，所述继电器线圈的另一端与地连接；
所述第一继电器控制电路的输入端与火线连接，所述第一继电器控制电路的输出端与火线输出端连接；
所述第二继电器控制电路的输入端与零线连接，所述第二继电器控制电路的输出端与零线输出端连接。
5.根据权利要求4所述的急停开关电路，其特征在于，所述继电器电路包括第四二极管和第九电阻，其中，
所述继电器线圈的一端与所述第四二极管的负极连接，所述第四二极管的正极通过所述第九电阻与地连接。
6.根据权利要求4所述的急停开关电路，其特征在于，所述继电器电路还包括第三继电器控制电路，所述第三继电器控制电路与所述第一继电器控制电路和所述第二继电器控制电路共用继电器线圈，其中，
所述第三继电器控制电路的输入端通过第八电阻与第一电源电压端连接，所述第三继电器控制电路的输出端与处理器的急停开关急停信号反馈信号输入端连接，所述第三继电器控制电路的输出端还通过第十电阻与地连接。
7.根据权利要求1所述的急停开关电路，其特征在于，所述延时电路还包括第五电阻和第四电容，其中，
所述阈值电压输入端通过所述第五电阻与第一电源电压端连接，所述阈值电压输入端还通过所述第四电容与地连接。
8.根据权利要求1所述的急停开关电路，其特征在于，所述延时电路包括第七电阻和第三二极管，其中，
所述触发器的触发信号输入端通过所述第七电阻与第一电源电压端连接，所述触发器的触发信号输入端与所述第三二极管的正极连接，所述第三二极管的负极与所述第一电源电压端连接。
9.根据权利要求1所述的急停开关电路，其特征在于，所述延时电路包括第三双向稳压二极管，其中，
所述第三双向稳压二极管的第一正极与所述第一MOS管的栅极连接，所述第三双向稳压二极管的第二正极与所述第一MOS管的漏极连接。
10.根据权利要求1所述的急停开关电路，其特征在于，所述延时电路还包括第四电阻和第三电容，其中，
所述光敏晶体管的漏极通过所述第四电阻与所述第一电源电压端连接，所述第一电源电压端还通过所述第三电容与地连接。
11.一种实现急停开关急停和复位的方法，其特征在于，包括如下步骤：
根据急停开关急停信号生成继电器控制信号；
根据所述继电器控制信号控制断开火线和零线；
根据急停开关复位信号生成延时急停开关复位控制信号；具体包括：
将所述急停开关复位信号输入给触发器的重置信号输入端，将第一急停信号输入给所述触发器的触发信号输入端，经过第一延时后，根据所述急停开关复位信号、第一急停信号和触发器真值表输出触发器结果；
对所述触发器结果进行第二延时，根据所述触发器结果生成急停开关复位控制信号；当触发器的阈值电压大于三分之二倍的参考电压，所述触发器的触发电压大于三分之一的所述参考电压，并且重置信号为高电平时，所述触发器结果为低电平；
当所述触发器的阈值电压小于三分之二倍的所述参考电压，所述触发器的触发电压大于三分之一的所述参考电压，并且重置信号为高电平时，所述触发器结果为低电平；
根据所述急停开关复位控制信号实现急停开关复位。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述根据急停开关急停信号生成继电器控制信号具体包括：
根据所述急停开关生成的第二急停信号生成所述继电器控制信号，或
根据处理器发送的第一急停信号生成所述继电器控制信号。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述根据所述急停开关生成的第二急停信号生成所述继电器控制信号具体为：
当所述第二急停信号为高电平时，所述继电器控制信号为低电平，当所述第二急停信号为低电平时，所述继电器控制信号为高电平；
所述根据处理器发送的第一急停信号生成所述继电器控制信号具体为：
当所述第一急停信号为高电平时，所述继电器控制信号为低电平，当所述第一急停信号为低电平时，所述继电器控制信号为高电平。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，根据所述继电器控制信号控制所述继电器断开火线和零线具体包括：
当所述继电器控制信号为低电平时，断开所述火线和零线。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述根据所述触发器结果生成急停开关复位控制信号具体包括：
当所述触发器结果为高电平时，所述急停开关复位控制信号为高电平，控制所述急停开关复位；
当所述触发器结果为低电平时，所述急停开关复位控制信号为低电平。
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