CN117728715A - 抱闸控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及抱闸控制技术领域，并公开了一种抱闸控制电路，包括隔离驱动电路和与其连接的上管时序控制电路和抱闸控制电路及连接上管时序控制电路和抱闸控制电路的上管驱动电路，抱闸控制电路包括续流子电路；隔离驱动电路连接控制电源和驱动电源，抱闸控制电路连接抱闸线圈；隔离驱动电路基于控制电源和驱动电源生成驱动维持电压，上管时序控制电路基于驱动维持电压生成三级管驱动电压，上管驱动电路基于三级管驱动电压生成开关管驱动电压，励磁抱闸时，抱闸控制电路基于开关管驱动电压和驱动电源控制抱闸线圈，过励磁抱闸时，抱闸控制电路基于开关管驱动电压、驱动电源和续流子电路控制抱闸线圈。本发明实现了励磁抱闸和过励磁抱闸的兼容。

Description

抱闸控制电路

技术领域

本发明涉及抱闸控制技术领域，尤其涉及一种抱闸控制电路。

背景技术

随着电机等设备的高速发展，电机也在各个领域的使用越来越频繁，因此这也对于电机抱闸提出了更高的要求。

传统的抱闸控制方式是通过不同的抱闸控制模块分开实现励磁抱闸和过励磁抱闸。这种抱闸控制方式存在很大的缺陷，会存在励磁抱闸和过励磁抱闸需要不同控制模块实现而无法兼容的现象，因此，急需一种新的抱闸控制电路可实现励磁抱闸和过励磁抱闸的兼容。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种抱闸控制电路，旨在如何实现励磁抱闸和过励磁抱闸的兼容。

为实现上述目的，本发明提供一种抱闸控制电路，所述抱闸控制电路包括隔离驱动电路、上管时序控制电路、上管驱动电路和抱闸控制电路，其中，所述抱闸控制电路还包括续流子电路；

所述隔离驱动电路与控制电源、驱动电源、所述上管时序控制电路和所述抱闸控制电路连接，所述上管时序控制电路与所述上管驱动电路连接，所述上管驱动电路与所述抱闸控制电路连接，所述抱闸控制电路与抱闸线圈连接；

其中，所述隔离驱动电路用于基于所述控制电源和所述驱动电源生成驱动维持电压，所述上管时序控制电路用于基于所述驱动维持电压生成三级管驱动电压，所述上管驱动电路用于基于所述三级管驱动电压生成开关管驱动电压，在所述抱闸控制电路为励磁抱闸时，所述抱闸控制电路用于基于所述开关管驱动电压和所述驱动电源控制所述抱闸线圈开闸，在所述抱闸控制电路为过励磁抱闸时，所述抱闸控制电路用于基于所述开关管驱动电压、所述驱动电源和所述续流子电路控制所述抱闸线圈开闸。

可选地，所述隔离驱动电路包括隔离驱动光耦、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻和稳压管，其中，所述隔离驱动光耦为六脚隔离驱动光耦；

所述隔离驱动光耦的第一脚与所述第一电容的第一端和第一电源连接，所述隔离驱动光耦的第三脚与所述第一电容的第二端和所述第一电阻的第二端连接，所述第一电阻的第一端与所述控制电源连接，所述隔离驱动光耦的第四脚接地，所述隔离驱动光耦的第五脚与所述上管时序控制电路和所述抱闸控制电路连接，所述隔离驱动光耦的第六脚与所述第二电阻的第二端、所述第二电容的第一端和所述稳压管的负极连接，所述第二电容的第二端和所述稳压管的正极连接之后接地，所述第二电阻的第一端与所述驱动电源连接。

可选地，所述上管时序控制电路包括第一二极管、第二二极管、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第三电容和调压源；

所述第一二极管的正极与所述第二二极管的负极连接之后与所述隔离驱动光耦的第五脚连接，所述第一二极管的负极与所述第三电阻的第一端连接，所述第二二极管的正极与所述第四电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第二端连接之后与所述第三电容的第一端和所述第五电阻的第一端连接，所述第三电容的第二端与所述第六电阻的第二端和所述调压源的第三端连接之后接地，所述第五电阻的第二端与所述调压源的第二端和所述第六电阻的第一端连接，所述调压源的第一端与所述第八电阻的第二端连接，所述第八电阻的第一端与所述上管驱动电路和所述第七电阻的第二端连接，所述第七电阻的第一端与所述上管驱动电路连接。

可选地，所述上管驱动电路包括第九电阻、第十电阻、第一三极管、第二三极管和第三三极管，其中，所述第二三极管为NPN型三极管，所述第一三极管和所述第三三极管为PNP三极管；

所述第九电阻的第一端与所述第七电阻的第一端、所述第二三极管的集电极和抱闸控制电路连接，所述第九电阻的第二端与所述第一三极管的发射极、所述第二三极管的基极和所述第三三极管的基极连接，所述第一三极管的基极与所述第八电阻的第一端连接，所述第一三极管的集电极与所述第十电阻的第一端连接，所述第十电阻的第二端与所述第三三极管的集电极连接之后接地，所述第二三极管的发射极与所述第三三极管的发射极和所述抱闸控制电路连接。

可选地，所述抱闸控制电路包括第十一电阻、第十二电阻、第一开关管、第四电容和第六电容，其中，所述第一开关管为P型开关管；

所述第十一电阻的第一端与所述第二三极管的发射极连接，所述第十一电阻的第二端与所述第十二电阻的第二端、所述第四电容的第二端和所述第一开关管的栅极连接，所述第十二电阻的第一端与所述第九电阻的第一端、所述第四电容的第一端、所述续流子电路、所述第一开关管的源极、所述第六电容的第一端和所述驱动电源连接，所述第一开关管的漏极与所述续流子电路和所述抱闸线圈的第二端连接。

可选地，所述抱闸控制电路还包括第十三电阻、第十四电阻、第五电容和第二开关管，其中，所述第二开关管为N型开关管；

所述第十三电阻的第一端与所述隔离驱动光耦的第五脚连接，所述第十三电阻的第二端与所述第十四电阻的第一端、所述第五电容的第一端和所述第二开关管的栅极连接，所述第十四电阻的第二端与所述第五电容的第二端、所述续流子电路和所述第二开关管的源极连接之后接地，所述第二开关管的漏极与所述续流子电路和所述抱闸线圈的第一端连接。

可选地，所述续流子电路包括第一续流二极管和第二续流二极管，所述第一续流二极管的正极与所述第十四电阻的第二端连接，所述第一续流二极管的负极与所述第一开关管的漏极连接，所述第二续流二极管的负极与所述第十二电阻的第一端连接，所述第一续流二极管的正极与所述第二开关管的漏极连接。

可选地，在所述抱闸控制电路由开闸状态跳变为抱闸状态时，所述控制电源输入为高电平，所述隔离驱动光耦输出为低电平，所述第一开关管和所述第二开关管关闭，所述第一续流二极管、所述第二续流二极管和所述第六电容消耗所述开闸状态时存储的电能。

可选地，在所述抱闸控制电路由抱闸状态跳变为励磁开闸状态时，所述控制电源输入为低电平，所述隔离驱动光耦输出高电平，所述上管时序控制电路基于所述高电平输出驱动维持电压，所述调压源基于所述驱动维持电压开启并输出三级管驱动电压，所述上管驱动电路中的三极管基于所述三级管驱动电压输出开关管驱动电压，并基于所述开关管驱动电压开启所述第一开关管，且基于所述高电平开启所述第二开关管，所述抱闸线圈进入励磁开闸状态。

可选地，在所述抱闸控制电路由励磁开闸状态跳变为过励磁开闸状态时，所述控制电源输入为PWM信号，在所述PWM信号为高电平时，所述第二二极管和所述第四电阻输出驱动维持电压，所述调压源基于所述驱动维持电压开启并输出三级管驱动电压，所述上管驱动电路中的三极管基于所述三级管驱动电压输出开关管驱动电压，并基于所述开关管驱动电压开启所述第一开关管，且所述第二续流二极管对所述抱闸线圈进行续流，所述抱闸线圈进入过励磁开闸状态。

本发明提供了一种抱闸控制电路，该电路包括隔离驱动电路、上管时序控制电路、上管驱动电路和抱闸控制电路，其中，所述抱闸控制电路还包括续流子电路；所述隔离驱动电路与控制电源、驱动电源、所述上管时序控制电路和所述抱闸控制电路连接，所述上管时序控制电路与所述上管驱动电路连接，所述上管驱动电路与所述抱闸控制电路连接，所述抱闸控制电路与抱闸线圈连接；其中，所述隔离驱动电路用于基于所述控制电源和所述驱动电源生成驱动维持电压，所述上管时序控制电路用于基于所述驱动维持电压生成三级管驱动电压，所述上管驱动电路用于基于所述三级管驱动电压生成开关管驱动电压，在所述抱闸控制电路为励磁抱闸时，所述抱闸控制电路用于基于所述开关管驱动电压和所述驱动电源控制所述抱闸线圈开闸，在所述抱闸控制电路为过励磁抱闸时，所述抱闸控制电路用于基于所述开关管驱动电压、所述驱动电源和所述续流子电路控制所述抱闸线圈开闸。

通过控制电源和驱动电源生成驱动维持电压，进而通过上管时序控制电路和上管驱动电路生成开关管驱动电压，并在抱闸控制电路为励磁抱闸时，抱闸控制电路基于开关管驱动电压和驱动电源控制抱闸线圈开闸，在抱闸控制电路为过励磁抱闸时，抱闸控制电路基于开关管驱动电压、驱动电源和续流子电路控制抱闸线圈开闸。从而避免了现有技术中励磁抱闸和过励磁抱闸需要不同控制模块实现而无法兼容的现象发生，通过驱动维持电压在经过上管时序控制电路和上管驱动电路生成开关管驱动电压，并在抱闸控制电路为励磁抱闸时，抱闸控制电路基于开关管驱动电压和驱动电源控制抱闸线圈开闸，在抱闸控制电路为过励磁抱闸时，抱闸控制电路基于开关管驱动电压、驱动电源和续流子电路控制抱闸线圈开闸，进而实现励磁抱闸和过励磁抱闸的兼容。

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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明抱闸控制电路的结构示意图；

图2为本发明抱闸控制电路中隔离驱动电路的一电路连接示意图；

图3为本发明抱闸控制电路中上管时序控制电路的一电路连接示意图；

图4为本发明抱闸控制电路中上管驱动电路的一电路连接示意图；

图5为本发明抱闸控制电路中抱闸控制电路的一电路连接示意图；

图6为本发明抱闸控制电路的一电路连接示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	控制电源	200	驱动电源
300	抱闸线圈	R1-R14	第一电阻-第十四电阻
				20	上管时序控制电路	C1-C6	第一电容-第六电容
40	抱闸控制电路	BK_CTRL	控制电源
				U1	隔离驱动光耦	VCC	第一电源
U2	调压源	24V_BK+	驱动电源
				10	隔离驱动电路	D2-D3	第一二极管-第二二极管
30	上管驱动电路	Q1-Q3	第一三极管-第三三极管
				M1	第一开关管	M2	第二开关管
D1	稳压管	D4-D5	第一续流二极管-第二续流二极管

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种抱闸控制电路。

在本发明一实施例中，如图1所示，图1为抱闸控制电路的结构示意图，该抱闸控制电路包括隔离驱动电路10、上管时序控制电路20、上管驱动电路30和抱闸控制电路40，其中，所述抱闸控制电路40还包括续流子电路；

所述隔离驱动电路10与控制电源100、驱动电源200、所述上管时序控制电路20和所述抱闸控制电路40连接，所述上管时序控制电路20与所述上管驱动电路30连接，所述上管驱动电路30与所述抱闸控制电路40连接，所述抱闸控制电路40与抱闸线圈300连接；

其中，所述隔离驱动电路10用于基于所述控制电源100和所述驱动电源200生成驱动维持电压，所述上管时序控制电路20用于基于所述驱动维持电压生成三级管驱动电压，所述上管驱动电路30用于基于所述三级管驱动电压生成开关管驱动电压，在所述抱闸控制电路为励磁抱闸时，所述抱闸控制电路40用于基于所述开关管驱动电压和所述驱动电源200控制所述抱闸线圈300开闸，在所述抱闸控制电路为过励磁抱闸时，所述抱闸控制电路40用于基于所述开关管驱动电压、所述驱动电源200和所述续流子电路控制所述抱闸线圈300开闸。

随着电机的使用，抱闸技术也在不断更新进化。以工业产品为例，在工业产品中，如机器人控制柜、伺服控制器等驱动产品涉及到电机抱闸的控制，不同的应用场景会使用到性能不同的电机抱闸，普通应用使用常规的励磁抱闸，在要求停机距离小、尺寸小的情况下使用过励磁抱闸。其中，励磁抱闸直接给电压实现开闸，过励磁抱闸先经过短时间的励磁后再通过PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)维持控制。两者的控制方式的不同，进而造成采用不同电机抱闸需更换支持的产品或者更换抱闸控制模块。现有励磁抱闸和过励磁抱闸控制方式不同进而无法同时实现同一产品兼容两种电机抱闸的控制，导致产品兼容性差。而且在抱闸关断时，一般采用二极管对抱闸线圈进行续流，抱闸延迟时间长，特别在机器人领域紧急停机情况距离大，对要求停机距离小的场景满足不了，同时还采用单一MOS(Metal Oxide Semiconductor,金属氧化物半导体)，MOS直通后上电电机抱闸直接开闸，特别是机器人是致命的。因此，传统抱闸方式至少存在以下缺陷：1、励磁抱闸和过励磁抱闸控制电路不能兼容；2、减小抱闸延迟时间，让抱闸更快关断，减小因抱闸导致的停机距离；3、减小抱闸因单一MOS直通后直接开闸的风险。基于以上问题提出了本申请的抱闸控制电路。

在本实施例中，一方面通过隔离驱动电路10与控制电源100、驱动电源200、上管时序控制电路20和抱闸控制电路40连接，上管时序控制电路20与述上管驱动电路30连接，上管驱动电路30与抱闸控制电路40连接，抱闸控制电路40与抱闸线圈300连接，进而实现抱闸控制，进而可以避免单一MOS直通后直接开闸的风险，整个电路多了其它器件的组合控制，进而可以大大提高使用安全。另一方面，整个电路的控制为隔离驱动电路10基于控制电源100和驱动电源200生成驱动维持电压，也就是基于控制电源100和驱动电源200使隔离驱动电路10输出一个使后续电路正常工作的维持电压，驱动维持电压是指驱动后续电路元器件正常工作的驱动电压，进而在上管时序控制电路20中基于驱动维持电压生成三级管驱动电压，三级管驱动电压是指驱动上管驱动电路30中三极管进行正常工作的电压，在本实施例中的正常工作是指控制电路实现开闸工作。再在上管驱动电路30中基于三级管驱动电压生成开关管驱动电压，开关管驱动电压是指控制抱闸控制电路40中的开关管开启的电压，进而在开关管开启之后整个抱闸线圈300得电开闸。

示例性的，励磁抱闸和过励磁抱闸的控制区别在于，励磁抱闸控制可以直接基于开关管驱动电压和驱动电源200控制抱闸线圈300开闸，也就是开关管驱动电压和驱动电源200分别控制抱闸线圈300两端导通供电，进而实现励磁抱闸控制。过励磁抱闸控制因为是在励磁抱闸控制之后输入PWM波进行控制，即此时控制电源100为PWM波(励磁抱闸时为高低电平)，进而在控制电源100为PWM波的高电平时，与励磁抱闸控制相同，在控制电源100为PWM波的低电平时，则通过开关管驱动电压和续流子电路控制抱闸线圈300开闸，进而实现励磁抱闸和过励磁抱闸的兼容。

本实施例提供了一种抱闸控制电路，该电路包括隔离驱动电路、上管时序控制电路、上管驱动电路和抱闸控制电路，其中，所述抱闸控制电路还包括续流子电路；所述隔离驱动电路与控制电源、驱动电源、所述上管时序控制电路和所述抱闸控制电路连接，所述上管时序控制电路与所述上管驱动电路连接，所述上管驱动电路与所述抱闸控制电路连接，所述抱闸控制电路与抱闸线圈连接；其中，所述隔离驱动电路用于基于所述控制电源和所述驱动电源生成驱动维持电压，所述上管时序控制电路用于基于所述驱动维持电压生成三级管驱动电压，所述上管驱动电路用于基于所述三级管驱动电压生成开关管驱动电压，在所述抱闸控制电路为励磁抱闸时，所述抱闸控制电路用于基于所述开关管驱动电压和所述驱动电源控制所述抱闸线圈开闸，在所述抱闸控制电路为过励磁抱闸时，所述抱闸控制电路用于基于所述开关管驱动电压、所述驱动电源和所述续流子电路控制所述抱闸线圈开闸。通过控制电源和驱动电源生成驱动维持电压，进而通过上管时序控制电路和上管驱动电路生成开关管驱动电压，并在抱闸控制电路为励磁抱闸时，抱闸控制电路基于开关管驱动电压和驱动电源控制抱闸线圈开闸，在抱闸控制电路为过励磁抱闸时，抱闸控制电路基于开关管驱动电压、驱动电源和续流子电路控制抱闸线圈开闸。从而避免了现有技术中励磁抱闸和过励磁抱闸需要不同控制模块实现而无法兼容的现象发生，通过驱动维持电压在经过上管时序控制电路和上管驱动电路生成开关管驱动电压，并在抱闸控制电路为励磁抱闸时，抱闸控制电路基于开关管驱动电压和驱动电源控制抱闸线圈开闸，在抱闸控制电路为过励磁抱闸时，抱闸控制电路基于开关管驱动电压、驱动电源和续流子电路控制抱闸线圈开闸，进而实现励磁抱闸和过励磁抱闸的兼容。

进一步的，在本申请抱闸控制电路又一实施例中，参照图2，图2为本发明抱闸控制电路中隔离驱动电路的一电路连接示意图，所述隔离驱动电路10包括隔离驱动光耦U1、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2和稳压管D1，其中，所述隔离驱动光耦U1为六脚隔离驱动光耦；

所述隔离驱动光耦U1的第一脚与所述第一电容C1的第一端和第一电源VCC连接，所述隔离驱动光耦U1的第三脚与所述第一电容C1的第二端和所述第一电阻R1的第二端连接，所述第一电阻R1的第一端与所述控制电源100连接，所述隔离驱动光耦U1的第四脚接地，所述隔离驱动光耦U1的第五脚与所述上管时序控制电路20和所述抱闸控制电路40连接，所述隔离驱动光耦U1的第六脚与所述第二电阻R2的第二端、所述第二电容C2的第一端和所述稳压管D1的负极连接，所述第二电容C2的第二端和所述稳压管D1的正极连接之后接地，所述第二电阻R2的第一端与所述驱动电源200连接。

示例性的，隔离驱动光耦U1可以常用的六脚隔离驱动光耦，也可以为其它类型，在本实施例以六脚隔离驱动光耦为例，整个六脚隔离驱动光耦与常用的六脚隔离驱动光耦控制逻辑一致。控制电源100为高电平，即隔离驱动光耦U1的第三脚输入高电平时，隔离驱动光耦U1的第五脚输出为低电平，进而使整个电路处于抱闸状态；反之，控制电源100为低电平，即隔离驱动光耦U1的第三脚输入低电平时，此时驱动电源200开始工作。也就是此时可以通过第二电容C2和稳压管D1输出一个特定电压，进而基于该特定电压控制上管时序控制电路20和抱闸控制电路40进行相应的开闸控制，进而实现开闸的控制。

在又一实施例中，参照图3，图3为本发明抱闸控制电路中上管时序控制电路的一电路连接示意图，所述上管时序控制电路20包括第一二极管D2、第二二极管D3、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第三电容C3和调压源U2；

所述第一二极管D2的正极与所述第二二极管D3的负极连接之后与所述隔离驱动光耦U1的第五脚连接，所述第一二极管D2的负极与所述第三电阻R3的第一端连接，所述第二二极管D3的正极与所述第四电阻R4的第一端连接，所述第三电阻R3的第二端与所述第四电阻R4的第二端连接之后与所述第三电容C3的第一端和所述第五电阻R5的第一端连接，所述第三电容C3的第二端与所述第六电阻R6的第二端和所述调压源U2的第三端连接之后接地，所述第五电阻R5的第二端与所述调压源U2的第二端和所述第六电阻R6的第一端连接，所述调压源U2的第一端与所述第八电阻R8的第二端连接，所述第八电阻R8第一端与所述上管驱动电路30和所述第七电阻R7的第二端连接，所述第七电阻R7的第一端与所述上管驱动电路30连接。

在本实施例中，上管时序控制电路20的设计目的在于：通过第一二极管D2和第三电阻R3或第二二极管D3和第四电阻R4给第三电容C3充电，即基于驱动维持电压产生充电电压，又因为调压源U2的第二端设置在第六电阻R6和第五电阻R5的中间，进而可以实现第三电容C3充电到一定值时，第六电阻R6和第五电阻R5的分压可以开启调压源U2，此时调压源U2导通，进而可以控制上管驱动电路30对后续的器件进行驱动。值得说明的是，调压源U2可以为常用的TL431可控精密调压源，也可以为其它型号调压源，在此不予限定。

在又一实施例中，参照图4，图4为本发明抱闸控制电路中上管驱动电路的一电路连接示意图，所述上管驱动电路30包括第九电阻R9、第十电阻R10、第一三极管Q1、第二三极管Q2和第三三极管Q3，其中，所述第二三极管Q2为NPN型三极管，所述第一三极管Q1和所述第三三极管Q3为PNP三极管；

所述第九电阻R9的第一端与所述第七电阻R7的第一端、所述第二三极管Q2的集电极和抱闸控制电路40连接，所述第九电阻R9的第二端与所述第一三极管Q1的发射极、所述第二三极管Q2的基极和所述第三三极管Q3的基极连接，所述第一三极管Q1的基极与所述第八电阻R8的第一端连接，所述第一三极管Q1的集电极与所述第十电阻R10的第一端连接，所述第十电阻R10的第二端与所述第三三极管Q3的集电极连接之后接地，所述第二三极管Q2的发射极与所述第三三极管Q3的发射极和所述抱闸控制电路40连接。

在本实施例中，上管驱动电路30的作用在于，调压源U2导通被控制导通时，通过设计调压源U2的导通压降，进而使第一三极管Q1导通，即前面生成三级管驱动电压(通过电阻与其它参数设计)，进而再通过第二三极管Q2和第三三极管Q3组成的推挽电路控制输出的开关管驱动电压，进而就可以基于开关管驱动电压驱动后续开关管，进而实现抱闸线圈300的供电开闸。

在本发明一实施例中，如图5所示，图5为本发明抱闸控制电路中抱闸控制电路的一电路连接示意图，所述抱闸控制电路40包括第十一电阻R11、第十二电阻R12、第一开关管M1、第四电容C4和第六电容C6，其中，所述第一开关管M1为P型开关管；

所述第十一电阻R11的第一端与所述第二三极管Q2的发射极连接，所述第十一电阻R11的第二端与所述第十二电阻R12的第二端、所述第四电容C4的第二端和所述第一开关管M1的栅极连接，所述第十二电阻R12的第一端与所述第九电阻R9的第一端、所述第四电容C4的第一端、所述续流子电路、所述第一开关管M1的源极、所述第六电容C6的第一端和所述驱动电源200连接，所述第一开关管M1的漏极与所述续流子电路和所述抱闸线圈300的第二端连接。

示例性的，以上抱闸控制电路40用于对第一开关管M1进行驱动进而实现抱闸线圈300的一端与电源连接(由上述产生的开关管驱动电压进行控制)，以实现抱闸线圈300的供电工作。第六电容C6为铅电解电容，因其需要对迅速关闸时剩余的电量进行释放，进而要求第六电容C6需要容量较大，进而保护整个电路。

具体的，所述抱闸控制电路40还包括第十三电阻R13、第十四电阻R14、第五电容C5和第二开关管M2，其中，所述第二开关管M2为N型开关管；

所述第十三电阻R13的第一端与所述隔离驱动光耦U1的第五脚连接，所述第十三电阻R13的第二端与所述第十四电阻R14的第一端、所述第五电容C5的第一端和所述第二开关管M2的栅极连接，所述第十四电阻R14的第二端与所述第五电容C5的第二端、所述续流子电路和所述第二开关管M2的源极连接之后接地，所述第二开关管M2的漏极与所述续流子电路和所述抱闸线圈300的第一端连接。

示例性的，以上抱闸控制电路40用于对第二开关管M2进行驱动进而实现抱闸线圈300的一端与电源连接(由上述控制电源100进行控制)，以实现抱闸线圈300的供电工作。值得说明的是，以上开关管可以根据实际需求进行选型，在此不予限定。

具体的，所述续流子电路包括第一续流二极管D4和第二续流二极管D5，所述第一续流二极管D4的正极与所述第十四电阻R14的第二端连接，所述第一续流二极管D4的负极与所述第一开关管M1的漏极连接，所述第二续流二极管D5的负极与所述第十二电阻R12的第一端连接，所述第一续流二极管D5的正极与所述第二开关管M2的漏极连接。

在本实施例中，第一续流二极管D4和第二续流二极管D5的作用在于由开闸状态转为抱闸状态时，通过第一续流二极管D4和第二续流二极管D5以及第六电容C6迅速释放关闸时剩余的电量，进而大大提高关闸时间，抱闸极短的延时关闸，同时第二续流二极管D5还用于在过励磁抱闸控制时，由于第二开关管M2未导通时，可以通过第二续流二极管D5实现续流，进而实现过励磁抱闸控制。基于以上可知，整个抱闸控制电路具有成本低、高可靠性、抱闸延迟时间小、兼容性强等优点。同时上管时序控制电路20中的调压源U2采用了低成本的可控精密调压源，上管驱动电路30采用了PMOS电平位移驱动；抱闸控制电路40抱闸采用双管进行控制，抱闸线圈通过D4、D5、C6续流到抱闸电源。进而在低成本、高可靠性及抱闸延迟时间小的前提下，实现励磁抱闸和过励磁抱闸的兼容。

在又一实施例中，参照如图6，图6为本发明抱闸控制电路的一电路连接示意图，在所述抱闸控制电路由开闸状态跳变为抱闸状态时，所述控制电源100输入为高电平，所述隔离驱动光耦U1输出为低电平，所述第一开关管M1和所述第二开关管M2关闭，所述第一续流二极管D4、所述第二续流二极管D5和所述第六电容C6消耗所述开闸状态时存储的电能。

具体的，在所述抱闸控制电路由抱闸状态跳变为励磁开闸状态时，所述控制电源100输入为低电平，所述隔离驱动光耦U1输出高电平，所述上管时序控制电路20基于所述高电平输出驱动维持电压，所述调压源U2基于所述驱动维持电压开启并输出三级管驱动电压，所述上管驱动电路30中的三极管基于所述三级管驱动电压输出开关管驱动电压，并基于所述开关管驱动电压开启所述第一开关管M1，且基于所述高电平开启所述第二开关管M2，所述抱闸线圈300进入励磁开闸状态。

具体的，在所述抱闸控制电路由励磁开闸状态跳变为过励磁开闸状态时，所述控制电源100输入为PWM信号，在所述PWM信号为高电平时，所述第二二极管D3和所述第四电阻R4输出驱动维持电压，所述调压源U2基于所述驱动维持电压开启并输出三级管驱动电压，所述上管驱动电路30中的三极管基于所述三级管驱动电压输出开关管驱动电压，并基于所述开关管驱动电压开启所述第一开关管M1，且所述第二续流二极管D5对所述抱闸线圈进行续流，所述抱闸线圈300进入过励磁开闸状态。

在本实施例中，可参照图6，整个电路以抱闸状态、抱闸状态到励磁开闸状态，励磁开闸状态到过励磁开闸状态和开闸状态到抱闸状态四种情况进行说明。

抱闸状态时，控制电源BK_CTRL保持为高电平，隔离驱动光耦U1输出为低，第二开关管M2关闭，调压源U2的第二端引脚输入电压为0，调压源U2的第一端和第三端处于不导通状态，第一三极管Q1不工作，第二三极管Q2和第三三极管Q3组成的推挽电路输出接近抱闸驱动电源24V_BK+，第一开关管M1关闭，抱闸线圈不得电，电机抱闸处于抱闸状态；

抱闸状态到励磁开闸状态时，控制电源BK_CTRL输入为低电平，隔离驱动光耦U1的输出为稳压管D1的稳压电压，第二电容C2为储能电容，稳压电压按照第二开关管M2驱动电压进行调整，此时第二开关管M2打开。隔离驱动光耦U1输出为驱动电压，通过第二二极管D3和第三电阻R3给第三电容C3充电，调压源U2的第二端的电压通过第五电阻R5和第六电阻R6进行分压确定，当分压电压超过2.5V，调压源U2的第一端和第三端开通，此时第一三极管Q1的基极电压为(24V_BK+-Vka)*R8/(R7+R8)+Vka(Vka为调压源U2的第一端和第三端电压)，基极电压设置由第一开关管M1驱动电压决定(可改变电阻阻值、调压源U2的导通电压值等)，因调压源U2的存在需要满足第七电阻R7和第八电阻R8需满足Ika(流过调压源U2的第一端和第三端的电流)大于1mA以上。此时第二三极管Q2和第三三极管Q3推挽输出驱动电压由第一三极管Q1的发射极电压决定，此时控制第二三极管Q2和第三三极管Q3的输出电压为VQ1e-VQ2BE，VQ1e为第一三极管Q1的发射极电压，VQ2BE为第二三极管Q2的导通电压，进而使第一开关管M1打开，抱闸线圈得电开闸；

励磁开闸状态到过励磁开闸状态，过励磁抱闸开闸在励磁阶段同励磁开闸状态一致，励磁时间由抱闸规格确定。励磁阶段后为开闸维持阶段，此时控制电源BK_CTRL输入PWM，占空比为维持电压(D1的稳压电压)与抱闸电源电压24V_BK+的比值。即此时BK_CTRL为PWM的方波，频率在20KHz(可以适应变化)左右，第二开关管M2直接由隔离驱动光耦U1输出的电平高低控制开关，输出高时隔离驱动光耦U1打开，输出低时隔离驱动光耦U1关闭。当过励磁阶段BK_CTRL转换为PWM波输出，当第一个PWM波输出低时(即BK_CTRL输入为高，隔离驱动光耦U1输出为低，BK_CTRL输入为低与抱闸状态到励磁开闸状态时的控制一致，在此不予再次说明)，通过第二开关管M2、第四电阻R4给第三电容C3放电，为保证第二开关管M2和第四电阻R4的放电与第二二极管D3和第三电阻R3放电一致，需设计第四电阻R4阻值大于3*第三电阻R3，且在PWM阶段放电时间要大于2个PWM周期以上，保证调压源U2的第二端的分压大于2.5V，调压源U2的第一端和第三端一直处于导通状态，此时第一开关管M1就会一直导通，第二开关管M2关断，抱闸线圈通过第二续流二极管D5和第一开关管M1进行续流，抱闸线圈300两端电压为抱闸电源电压24V_BK+乘设定的占空比(前面设定占空比为维持电压与抱闸电源电压24V_BK+的比值)，过励磁抱闸保持开闸；

开闸状态到抱闸状态时，电机需要抱闸时，控制电源BK_CTRL输入为高，隔离驱动光耦U1输出为低，第二开关管M2关闭，上管时序控制电路20中的第三电容C3通过第二二极管D3和第四电阻R4放电到调压源U2不导通前，此时第一开关管M1还在打开，此时抱闸线圈通过第二续流二极管D5和第一开关管M1续流，当第三电容C3电压下降到使调压源U2不导通后，第一开关管M1驱动输出接近抱闸电源电压，第一开关管M1关闭，此时抱闸线圈通过第二续流二极管D5、第六电容C6、第一续流二极管D4进行续流，此时抱闸两端电压为24V_BK+加上2*VFD4(第二续流二极管D5和第一续流二极管D4的导通压降)，给抱闸线圈两端提供负压，快速消耗掉抱闸储存的能量，快速抱闸，大大减小抱闸延迟时间,第六电容C6的容量需通过电机抱闸线圈参数确定，进而需要选择容量较大的电容进行消耗能量。值得说明的以上参数及器件的选择可以根据实际情况进行适应选择，且驱动电源也可以为其它电压值，在此不予限定。通过以上说明，进而可以通过整个电路实现励磁抱闸和过励磁抱闸的兼容。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种抱闸控制电路，其特征在于，所述抱闸控制电路包括隔离驱动电路、上管时序控制电路、上管驱动电路和抱闸控制电路，其中，所述抱闸控制电路还包括续流子电路；

所述隔离驱动电路与控制电源、驱动电源、所述上管时序控制电路和所述抱闸控制电路连接，所述上管时序控制电路与所述上管驱动电路连接，所述上管驱动电路与所述抱闸控制电路连接，所述抱闸控制电路与抱闸线圈连接；

其中，所述隔离驱动电路用于基于所述控制电源和所述驱动电源生成驱动维持电压，所述上管时序控制电路用于基于所述驱动维持电压生成三级管驱动电压，所述上管驱动电路用于基于所述三级管驱动电压生成开关管驱动电压，在所述抱闸控制电路为励磁抱闸时，所述抱闸控制电路用于基于所述开关管驱动电压和所述驱动电源控制所述抱闸线圈开闸，在所述抱闸控制电路为过励磁抱闸时，所述抱闸控制电路用于基于所述开关管驱动电压、所述驱动电源和所述续流子电路控制所述抱闸线圈开闸。

2.如权利要求1所述抱闸控制电路，其特征在于，所述隔离驱动电路包括隔离驱动光耦、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻和稳压管，其中，所述隔离驱动光耦为六脚隔离驱动光耦；

所述隔离驱动光耦的第一脚与所述第一电容的第一端和第一电源连接，所述隔离驱动光耦的第三脚与所述第一电容的第二端和所述第一电阻的第二端连接，所述第一电阻的第一端与所述控制电源连接，所述隔离驱动光耦的第四脚接地，所述隔离驱动光耦的第五脚与所述上管时序控制电路和所述抱闸控制电路连接，所述隔离驱动光耦的第六脚与所述第二电阻的第二端、所述第二电容的第一端和所述稳压管的负极连接，所述第二电容的第二端和所述稳压管的正极连接之后接地，所述第二电阻的第一端与所述驱动电源连接。

3.如权利要求2所述抱闸控制电路，其特征在于，所述上管时序控制电路包括第一二极管、第二二极管、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第三电容和调压源；

所述第一二极管的正极与所述第二二极管的负极连接之后与所述隔离驱动光耦的第五脚连接，所述第一二极管的负极与所述第三电阻的第一端连接，所述第二二极管的正极与所述第四电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第二端连接之后与所述第三电容的第一端和所述第五电阻的第一端连接，所述第三电容的第二端与所述第六电阻的第二端和所述调压源的第三端连接之后接地，所述第五电阻的第二端与所述调压源的第二端和所述第六电阻的第一端连接，所述调压源的第一端与所述第八电阻的第二端连接，所述第八电阻的第一端与所述上管驱动电路和所述第七电阻的第二端连接，所述第七电阻的第一端与所述上管驱动电路连接。

4.如权利要求3所述抱闸控制电路，其特征在于，所述上管驱动电路包括第九电阻、第十电阻、第一三极管、第二三极管和第三三极管，其中，所述第二三极管为NPN型三极管，所述第一三极管和所述第三三极管为PNP三极管；

所述第九电阻的第一端与所述第七电阻的第一端、所述第二三极管的集电极和抱闸控制电路连接，所述第九电阻的第二端与所述第一三极管的发射极、所述第二三极管的基极和所述第三三极管的基极连接，所述第一三极管的基极与所述第八电阻的第一端连接，所述第一三极管的集电极与所述第十电阻的第一端连接，所述第十电阻的第二端与所述第三三极管的集电极连接之后接地，所述第二三极管的发射极与所述第三三极管的发射极和所述抱闸控制电路连接。

5.如权利要求4所述抱闸控制电路，其特征在于，所述抱闸控制电路包括第十一电阻、第十二电阻、第一开关管、第四电容和第六电容，其中，所述第一开关管为P型开关管；

所述第十一电阻的第一端与所述第二三极管的发射极连接，所述第十一电阻的第二端与所述第十二电阻的第二端、所述第四电容的第二端和所述第一开关管的栅极连接，所述第十二电阻的第一端与所述第九电阻的第一端、所述第四电容的第一端、所述续流子电路、所述第一开关管的源极、所述第六电容的第一端和所述驱动电源连接，所述第一开关管的漏极与所述续流子电路和所述抱闸线圈的第二端连接。

6.如权利要求5所述抱闸控制电路，其特征在于，所述抱闸控制电路还包括第十三电阻、第十四电阻、第五电容和第二开关管，其中，所述第二开关管为N型开关管；

所述第十三电阻的第一端与所述隔离驱动光耦的第五脚连接，所述第十三电阻的第二端与所述第十四电阻的第一端、所述第五电容的第一端和所述第二开关管的栅极连接，所述第十四电阻的第二端与所述第五电容的第二端、所述续流子电路和所述第二开关管的源极连接之后接地，所述第二开关管的漏极与所述续流子电路和所述抱闸线圈的第一端连接。

7.如权利要求6所述抱闸控制电路，其特征在于，所述续流子电路包括第一续流二极管和第二续流二极管，所述第一续流二极管的正极与所述第十四电阻的第二端连接，所述第一续流二极管的负极与所述第一开关管的漏极连接，所述第二续流二极管的负极与所述第十二电阻的第一端连接，所述第一续流二极管的正极与所述第二开关管的漏极连接。

8.如权利要求7所述抱闸控制电路，其特征在于，在所述抱闸控制电路由开闸状态跳变为抱闸状态时，所述控制电源输入为高电平，所述隔离驱动光耦输出为低电平，所述第一开关管和所述第二开关管关闭，所述第一续流二极管、所述第二续流二极管和所述第六电容消耗所述开闸状态时存储的电能。

9.如权利要求7所述抱闸控制电路，其特征在于，在所述抱闸控制电路由抱闸状态跳变为励磁开闸状态时，所述控制电源输入为低电平，所述隔离驱动光耦输出高电平，所述上管时序控制电路基于所述高电平输出驱动维持电压，所述调压源基于所述驱动维持电压开启并输出三级管驱动电压，所述上管驱动电路中的三极管基于所述三级管驱动电压输出开关管驱动电压，并基于所述开关管驱动电压开启所述第一开关管，且基于所述高电平开启所述第二开关管，所述抱闸线圈进入励磁开闸状态。

10.如权利要求9所述抱闸控制电路，其特征在于，在所述抱闸控制电路由励磁开闸状态跳变为过励磁开闸状态时，所述控制电源输入为PWM信号，在所述PWM信号为高电平时，所述第二二极管和所述第四电阻输出驱动维持电压，所述调压源基于所述驱动维持电压开启并输出三级管驱动电压，所述上管驱动电路中的三极管基于所述三级管驱动电压输出开关管驱动电压，并基于所述开关管驱动电压开启所述第一开关管，且所述第二续流二极管对所述抱闸线圈进行续流，所述抱闸线圈进入过励磁开闸状态。