CN111769752A - 抱闸控制电路及电梯控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种抱闸控制电路，包括整流电路、PWM方波输出电路以及场效应管。所述整流电路用于将市电转换成直流电压。所述PWM方波输出电路用于控制所述场效应管的通断以输出抱闸电压。所述抱闸控制电路还包括启动时间调节电路和抱闸电压调节电路。所述启动时间调节电路用于接收整流电路输出的直流电压，并输出使能信号至所述抱闸电压调节电路。所述抱闸电压调节电路根据所述使能信号调节所述PWM方波输出电路的输出参数。由于抱闸控制电路中的启动时间和抱闸电压都可以根据需要调节，无需更改电路设置或者修改软件程序，从而极大地提高了抱闸控制电路的兼容性。
Description
技术领域
本发明涉及机电控制技术领域，尤其涉及一种抱闸控制电路和电梯控制系统。
背景技术
抱闸控制电路广泛用于电机驱动、电梯控制等需要电机抱闸制动的场合。目前市场上所用的抱闸控制电路主要由整流电路，PWM方波输出电路和场效应管构成。抱闸控制电路通电之后，整流电路将220V交流电压转换成直流电压，并通过PWM方波输出电路来控制场效应管通断，从而输出抱闸电压。当PWM方波的参数确定后，所输出的抱闸电压和启动时间也确定下来，如需变更则需要更改电路参数设置，过程比较繁琐且电路的兼容性差。
发明内容
基于上述问题，本发明实施例提供了一种抱闸控制电路，其启动时间及输出的抱闸电压都可以根据需要调节。
本发明实施例提供的抱闸控制电路，包括整流电路、PWM方波输出电路以及场效应管。所述整流电路用于将市电转换成直流电压。所述PWM方波输出电路用于控制所述场效应管的通断以输出抱闸电压。所述抱闸控制电路还包括启动时间调节电路和抱闸电压调节电路。所述启动时间调节电路用于接收整流电路输出的直流电压，并输出使能信号至所述抱闸电压调节电路。所述抱闸电压调节电路根据所述使能信号调节所述PWM方波输出电路的输出参数。
在本发明实施提供的抱闸控制电路中，所述启动时间调节电路包括第一分流器、RC充电电路和第一比较器。所述整流电路输出的直流电压经过第一分流器为RC充电电路的电容充电，所述第一比较器的第一输入端连接RC充电电路。所述第一比较器的第二输入端连接第一比较电压，所述第一比较器的输出端连接抱闸电压调节电路。所述第一比较器用于当电容充电电压高于第一比较电压时输出使能信号至所述抱闸电压调节电路。
在本发明实施提供的抱闸控制电路中，所述抱闸电压调节电路包括电阻分压电路。所述电阻分压电路包括第一可变电阻，所述抱闸电压调节电路根据所述使能信号调整所述第一可变电阻的阻值，以输出不同的参考电压至PWM方波输出电路。
本发明实施提供的抱闸控制电路还包括释放时间调节电路。所述释放时间调节电路连接所述PWM方波输出电路和所述场效应管，用于在所述抱闸控制电路掉电时为所述场效应管和所述PWM方波输出电路供电。
在本发明实施提供的抱闸控制电路中，所述释放时间调节电路包括储能电容和限流电阻，当所述抱闸控制电路正常工作时，所述储能电容充电，当所述抱闸控制电路掉电时，所述储能电容通过所述限流电阻为所述场效应管供电。
本发明实施提供的抱闸控制电路还包括安全监测电路。所述安全监测电路连接所述整流电路和所述场效应管。所述安全监测电路检测抱闸控制电路输出的电流值，并在电流值超出预设阈值时关闭所述场效应管。
在本发明实施提供的抱闸控制电路中，所述安全监测电路包括第二分流器，信号放大器以及第二比较器。所述整流电路输出的直流电压通过所述第二分流器输出到所述第二比较器的第一输入端。所述第二比较器的第二输入端连接到第二比较电压。所述第二比较器的输出端连接到所述场效应管的控制端。
本发明实施提供的抱闸控制电路还包括监测信号输出电路。所述监测信号输出电路包括继电器。所述继电器连接到所述第二比较器的输出端用于当所述抱闸控制电路输出的电流值超出预设阈值时输出报警信号。
在本发明实施提供的抱闸控制电路中，所述PWM方波输出电路包括PWM芯片。所述PWM芯片用于接收所述抱闸电压调节电路输出的参考电压以及接收所述启动时间调节电路输出的使能信号，并输出PWM方波信号。
本发明实施提供的抱闸控制电路还包括变压电路。所述变压电路用于将所述启动时间调节电路输出的直流电压转换为所述PWM方波输出电路的电源电压。
在本发明实施例的抱闸控制电路中，启动时间调节电路产生使能信号并输出至抱闸电压调节电路。抱闸电压调节电路根据所述使能信号调节PWM方波输出电路的输出参数。由于抱闸控制电路的启动时间和抱闸电压可以按需要调节，无需更改电路设置或者修改软件程序，从而极大地提高了抱闸控制电路的兼容性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的抱闸控制电路的系统框图。
图2为本发明实施例提供的抱闸控制电路的电路原理图。
图3为图2中的启动时间调节电路的示意图。
图4为图3中的RC充电电路和第一比较器的电路原理图。
图5为图2中的抱闸电压调节电路的示意图。
图6为图5中的抱闸电压调节电路的电路结构图。
图7为图2中的释放时间调节电路的示意图。
图8为图2中的安全监测电路的示意图。
图9为图2中的监测信号输出电路的示意图。
图10为图2中的PWM方波输出电路的示意图。
图11为图2中的变压电路的示意图。
图12为图2中的抱闸控制电路输出的抱闸电压波形图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
请一并参见图1及图2，本发明实施例提供的抱闸控制电路10包括整流电路110、PWM方波输出电路120以及场效应管130。所述整流电路110用于将交流220V的市电转换成直流电压。在本实施例中，所述整流电路110为整流桥集成模块。可以理解地，所述整流电路110也可以用整流二极管搭建。所述PWM方波输出电路120用于控制所述场效应管130的通断以控制抱闸电压的输出。所述抱闸控制电路10还包括启动时间调节电路140和抱闸电压调节电路150。所述启动时间调节电路140用于接收整流电路110输出的直流电压，并输出使能信号至所述抱闸电压调节电路150。所述抱闸电压调节电路150根据所述使能信号调节所述PWM方波输出电路120的输出参数如频率、占空比等。由于抱闸控制电路10的启动时间和抱闸电压可以根据需要调节，无需更改电路设置或者修改软件程序，从而极大地提高了抱闸控制电路10的兼容性。
请一并参见图3，所述启动时间调节电路140包括第一分流器141、RC充电电路142和第一比较器143。所述整流电路110输出的直流电压经过第一分流器141为RC充电电路142的电容充电。所述第一比较器143的第一输入端连接RC充电电路142，所述第一比较电压143的第二输入端连接第一比较电压V1。所述第一比较器143的输出端连接抱闸电压调节电路150。所述第一比较器143用于当电容充电电压高于第一比较电压V1时输出使能信号至所述抱闸电压调节电路150。请一并参见图4，所述RC充电电路142包括可变电阻R5以及电容C51。在工作过程中，市电输入的220V交流电压经过整流电路110转换成直流电压。直流电压经过第一分流器141分出一个低电压为RC充电电路142的电容C51充电。电容C51充电的时间与RC充电电路142的电阻R5有关。电阻R5的阻值越大，充电时间越长。因此，可以通过设定不同的电阻值来设定启动时间。当电容C51充电电压高于比较电压时，第一比较器143的输出电平翻转，该翻转的电平作为使能信号给抱闸电压调节电路150。由于RC充电电路142中的电阻R5为可变电阻，从而使启动时间调节电路140可以根据需要设定不同的启动时间。
所述抱闸控制电路10还可以包括抱闸电压调节电路150。请一并参见图5和图6，所述抱闸电压调节电路150包括电阻分压电路151。所述电阻分压电路151包括第一可变电阻R12和定值电阻R7。在本发明实施例中，所述第一可变电阻R12和所述定值电阻R7组成串联电路连接到场效应管130输出的抱闸电压端。抱闸电压经过电阻分压电路151分压之后输出参考电压至PWM方波输出电路120。所述抱闸电压调节电路150根据启动时间调节电路140输出的使能信号控制开关管Q4的开启或者关闭。当使能信号为高电平时，所述开关管Q4导通，抱闸电压经过电阻分压电路151分压之后输出参考电压至PWM方波输出电路120，并且所述参考电压的大小可以通过调整第一可变电阻R12的阻值大小来进行调节。当使能信号为低电平时，所述开关管Q4截止。所述电阻分压电路151与固定阻值的电阻R11串联。由于电阻R11的阻值较大，远大于第一可变电阻R12和定值电阻R7的阻值，此时电阻分压电路151所输出的参考电压约等于抱闸电压。在本实施例中，所述PWM方波输出电路120会根据不同的参考电压，输出不同频率和占空比的PWM方波信号，从而循环控制场效应管130输出的抱闸电压。
请一并参见图7，根据需要，所述抱闸控制电路10还可以包括释放时间调节电路160。所述释放时间调节电路160连接所述PWM方波输出电路120和所述场效应管130，用于在所述抱闸控制电路10掉电时为所述场效应管130和所述PWM方波输出电路120供电。在本实施例中，所述释放时间调节电路160包括储能电容161和限流电阻162。当所述抱闸控制电路10正常工作时，整流电路110为所述储能电容161充电。当所述抱闸控制电路10掉电时，所述储能电容161为整个系统供电以及通过所述限流电阻162为所述场效应管130供电。储能电容161的供电时间与限流电阻162的电阻值成正比，电阻值越大放电时间越长。通过设定不同电阻值的限流电阻162，可以设定不同的释放时间。在本实施例中所述储能电容161为图2中的电容C1。所述限流电阻162可以设置在电容C1的正极与场效应管Q1的源极之间。所述限流电阻162亦可以设置在场效应管Q1的漏极与抱闸电压输出端之间。
根据需要，所述抱闸控制电路10还可以包括安全监测电路170。所述安全监测电路170连接所述整流电路110和所述场效应管130。所述安全监测电路170用于检测抱闸控制电路10输出的电流值，并在电流值超出预设阈值时关闭所述场效应管130。请一并参见图8，所述安全监测电路170包括第二分流器171，信号放大器172以及第二比较器173。所述整流电路110输出的直流电压通过所述第二分流器171输出到所述第二比较器173的第一输入端。所述第二比较器173的第二输入端连接到第二比较电压V2。所述第二比较器173的输出端连接到所述场效应管130的控制端。在工作过程中，抱闸控制电路10输出的电流值通过第二分流器171分出一个较低的电压信号。该电压信号经过信号放大器172放大之后，输出至第二比较器173的第一输入端。如果放大后的电压信号高于第二比较电压V2，说明抱闸控制电路10的工作电流值超出了预设阈值，处于过流危险状态。此时，所述安全监测电路170立刻关闭场效应管130，停止抱闸电压的输出。
根据需要，所述抱闸控制电路10还可以包括监测信号输出电路180。请一并参见图9，所述监测信号输出电路180包括继电器181。所述继电器181连接到所述第二比较器173的输出端。当抱闸控制电路10输出的电流值超出预设阈值时，所述第二比较器173输出控制信号控制所述继电器181闭合，从而向外界发送报警信号。
请一并参见图10，在本实施例中，所述PWM方波输出电路120包括PWM芯片121。所述PWM芯片121包括第一输入端122、第二输入端123、第三输入端124和输出端125。所述第一输入端122连接电源电压。所述第二输入端123连接所述抱闸电压调节电路150，用以接收参考电压。所述第三输入端124连接所述启动时间调节电路140用以接收使能信号。所述输出端125根据所述参考电压和所述使能信号输出不同频率和不同占空比的PWM方波信号。根据需要，所述PWM方波输出电路120也可以采用单片机替代，成本会有所增加，但应用更加智能。
根据需要，所述抱闸控制电路10还包括变压电路190。所述变压电路190用于将所述启动时间调节电路140输出的直流电压转换为所述PWM方波输出电路120的电源电压。请一并参见图11，所述变压电路190包括变压器191以及滤波电路192。由于变压器191只能对交流电进行变压，因此，需要PWM方波进行激励，从而通过变压器191将高压变成低压。低压经过滤波电路192转换成直流低压，为系统各个芯片所用。
所述抱闸控制电路10的整体工作过程如下：在抱闸控制电路10通电后，220V的交流电压经过桥式整流电路U1和C1电解电容滤波后，转换成直流电压。所述直流电压经过启动时间调节电路140设置的时间后分成两路。一路直流电压由变压电路190转换为PWM方波输出电路120的电源电压，从而为PWM方波输出电路120提供电源。另外一路直流电压输出至抱闸电压调节电路150，通过抱闸电压调节电路150来调节PWM方波输出电路120的输出参数。PWM方波输出电路120输出相应的控制信号，控制场效应管130的通断。从而使到场效应管130的输出端输出不同伏值的抱闸电压。在抱闸控制电路10上电后，安全监测电路170时刻监测系统的状态。当电路及负载有异常，例如短路或者过流时，安全监测电路170会立即向场效应管130发送指令，关断场效应管130，停止抱闸电压的输出，从而将负载断电。另一方面，安全监测电路170还会通过监测信号输出电路180向主机系统发送报警信号，使电梯停止运行。
在抱闸控制电路10断电后，抱闸电压持续输出的时间为释放时间。释放时间调节电路160在抱闸控制电路10正常工作的时候为失能状态，在抱闸控制电路10断电时为使能状态。当抱闸控制电路10断电时，释放时间调节电路160为使能状态。此时，利用C1电解电容的储能，为变压电路190、抱闸电压调节电路150、PWM方波输出电路120、电流检测电路、检测信号输出电路180进行供电。当释放时间结束后，释放时间调节电路会向场效应管130发送指令，关断场效应管130，从而达到释放时间可调的目的。
图12为抱闸控制电路10输出的抱闸电压波形图。其中，t0是系统上电时刻；t1是系统启动时间；t2是系统掉电时间；t3是释放时间；V0是维持电压；V1是启动电压。在系统上电时，抱闸电压输出V1，经过t1的启动时间后，抱闸电压输出V0，并一直维持在V0。当在t2时，系统掉电，储能电容放电，经过t3的释放时间后，输出电压为0V。
本发明还提供一种电梯控制系统，该电梯控制系统包括如上所述的抱闸控制电路10。由于控制电路中的启动时间和抱闸电压都可以根据需要调节，抱闸控制电路的兼容性将会更强。
需要说明的是，上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种抱闸控制电路，包括整流电路、PWM方波输出电路以及场效应管，所述整流电路用于将市电转换成直流电压，所述PWM方波输出电路用于控制所述场效应管的通断以输出抱闸电压，其特征在于，所述抱闸控制电路还包括启动时间调节电路和抱闸电压调节电路，所述启动时间调节电路用于接收整流电路输出的直流电压，并输出使能信号至所述抱闸电压调节电路，所述抱闸电压调节电路根据所述使能信号调节所述PWM方波输出电路的输出参数。
2.如权利权利要求1所述的抱闸控制电路，其特征在于，所述启动时间调节电路包括第一分流器、RC充电电路和第一比较器，所述整流电路输出的直流电压经过第一分流器为RC充电电路的电容充电，所述第一比较器的第一输入端连接RC充电电路，所述第一比较器的第二输入端连接第一比较电压，所述第一比较器的输出端连接所述抱闸电压调节电路。
3.如权利权利要求1所述的抱闸控制电路，其特征在于，所述抱闸电压调节电路包括电阻分压电路，所述电阻分压电路包括第一可变电阻，所述抱闸电压调节电路根据所述使能信号调整所述第一可变电阻的阻值，以输出不同的参考电压至PWM方波输出电路。
4.如权利权利要求1所述的抱闸控制电路，其特征在于，还包括释放时间调节电路，所述释放时间调节电路连接所述PWM方波输出电路和所述场效应管，用于在所述抱闸控制电路掉电时为所述场效应管和所述PWM方波输出电路供电。
5.如权利权利要求4所述的抱闸控制电路，其特征在于，所述释放时间调节电路包括储能电容和限流电阻，当所述抱闸控制电路正常工作时，所述储能电容充电，当所述抱闸控制电路掉电时，所述储能电容通过所述限流电阻为所述场效应管供电。
6.如权利权利要求1所述的抱闸控制电路，其特征在于，还包括安全监测电路，所述安全监测电路连接所述整流电路和所述场效应管，所述安全监测电路检测抱闸控制电路输出的电流值，并在电流值超出预设阈值时关闭所述场效应管。
7.如权利权利要求6所述的抱闸控制电路，其特征在于，所述安全监测电路包括第二分流器，信号放大器以及第二比较器，所述整流电路输出的直流电压通过所述第二分流器输出到所述第二比较器的第一输入端，所述第二比较器的第二输入端连接到第二比较电压，所述第二比较器的输出端连接到所述场效应管的控制端。
8.如权利权利要求7所述的抱闸控制电路，其特征在于，还包括监测信号输出电路，所述监测信号输出电路包括继电器，所述第二比较器的输出端连接到所述继电器的控制端。
9.如权利权利要求1所述的抱闸控制电路，其特征在于，所述PWM方波输出电路包括PWM芯片，所述PWM芯片用于接收所述抱闸电压调节电路输出的参考电压以及接收所述启动时间调节电路输出的使能信号，并输出PWM方波信号。
10.如权利权利要求1所述的抱闸控制电路，其特征在于，还包括变压电路，所述变压电路用于将所述启动时间调节电路输出的直流电压转换为所述PWM方波输出电路的电源电压。
11.一种电梯控制系统，其特征在于，包括如权利要求1-10中任一项所述的抱闸控制电路。
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