CN201477397U - 一种全程防止失控的通用控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种全程防止失控的通用控制电路，其传感电路的输出接主控电路、输入故障保护控制电路及中后级故障保护控制电路的输入，输入故障保护控制电路的输出一路经反馈控制电路接主控电路的输入，另一路接输入故障显示电路，主控电路、中后级故障保护控制电路的输出接逻辑控制驱动电路的输入，逻辑控制驱动电路的一个输出与中后级故障保护控制电路相连，另一个输出既接继电器开关控制电路的输入，又接中后级故障显示电路，继电器开关控制电路的输出与负载的供电电路相连。本实用新型能监测到主控电路上的异常故障，触发逻辑控制驱动电路，使继电器断电释放，切断负载电源，解决了异常故障而引起的失控问题，提高应用的安全性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种控制电路，尤其涉及一种全程防止主控电路失控、确保使用安全性的全程防止失控的通用控制电路。
背景技术
为了核实本实用新型的新颖性，设计人查阅了大量相关技术资料，检索了相关专利文献。都只发现完成超限位控制功能的主控电路，其经典代表为555时基电路，还未发现对异常故障进行监测、对主控电路进行监控或保护控制、防止主控电路异常失控的相关电路。
555时基电路虽然通用性强，用途广泛，但一般都只有单一的超限位主控功能，而且内部结构较复杂，大致由分压器、比较器、R-S触发器、反相驱动器、放电开关等五个部分组成，引出脚有8只。若是CMOS型555电路，还要多两个反相器，一个用于复位，另一个设在R-S触发器的Q端和驱动器之间。其原理是：分压器设置上限和下限，比较器将输入电位与上限和下限作比较，若输入电位超出上限或下限电位，两比较器分别触发R-S触发器的R端或S端，Q端输出相应电平经驱动器输出控制负载，这个控制过程和原理，仅仅只能完成超限位主控功能，完全没有故障保护控制功能，存在使用安全隐患，另外在性能上存在不佳之处，复位端的复位电位设置不当，且离散性太大，又不能与输入电位作比较。控制端只能外调上限，下限内置固定，控制端对地电容必不可少。
发明内容
本实用新型主要解决原有实现超限位控制功能的主控电路完全没有故障保护控制功能，不能监测到异常故障而及时切断负载供电，存在使用安全隐患的技术问题；提供一种具有故障保护控制功能，能监测到异常故障而及时切断负载供电，大大提高使用安全性能的一种全程防止失控的通用控制电路。
本实用新型同时解决原有实现超限位控制功能的主控电路的复位端的复位电位设置不当，且离散性太大，性能不佳的技术问题；提供一种保护功能兼作复位功能，无需另外专设复位功能引脚，节省引脚资源，减小离散性，提高性能的一种全程防止失控的通用控制电路。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括传感电路、主控电路及继电器开关控制电路，传感电路的输出接主控电路的输入，继电器开关控制电路的输出与负载的供电电路相连，还包括输入故障保护控制电路、中后级故障保护控制电路和逻辑控制驱动电路以及反馈控制电路或输入保控故障监测电路；所述的传感电路的输出与输入故障保护控制电路、中后级故障保护控制电路的输入相连，输入故障保护控制电路的输出一路经反馈控制电路接主控电路的输入，另一路接输入故障显示电路，主控电路、中后级故障保护控制电路的输出接逻辑控制驱动电路的输入，逻辑控制驱动电路的一个输出与中后级故障保护控制电路相连，其另一个输出既接继电器开关控制电路的输入，又接中后级故障显示电路；或者所述的传感电路的输出与输入故障保护控制电路的输入相连，主控电路及输入故障保护控制电路的输出接逻辑控制驱动电路的输入，逻辑控制驱动电路、主控电路又与中后级故障保护控制电路相连，中后级故障保护控制电路、输入故障保护控制电路均接输入保控故障监测电路，输入保控故障监测电路再接逻辑控制驱动电路的输入，逻辑控制驱动电路的输出一路接继电器开关控制电路，一路接输入保控故障监测电路，另一路接故障显示电路；所述的主控电路、输入故障保护控制电路均是以模拟集成运算放大器或电压比较器为主件构成的电路。传感电路可以是温度传感器、压力传感器或水位传感器等。主控电路正常工作时，当传感电路信号在设定范围内时，主控电路输出信号给逻辑控制驱动电路，使其驱动继电器开关控制电路，继电器线圈得电吸合，负载通电工作；当传感电路信号超出设定范围时，主控电路输出信号给逻辑控制驱动电路，使其不能驱动继电器开关控制电路，继电器线圈断电释放，关断负载电源，使负载停止工作。在上、下限位主控循环过程中，输入故障保护控制电路始终处于守备(监测)状态。当传感电路信号输入电路发生异常故障(如传感器开路、与传感器相连的输入电阻短路或主控电路的信号输入端悬空)时，输入故障保护控制电路被触发，由守备(监测)状态翻转为保护控制状态，输入故障保护控制电路输出信号触发输入故障显示电路，提醒用户发生故障，同时输出信号经反馈控制电路输送到主控电路、中后级故障保护控制电路的输入端，触发逻辑控制驱动电路，或者通过输入故障保护控制电路及与中后级故障保护控制电路相连的输入保控故障监测电路直接触发逻辑控制驱动电路，使逻辑控制驱动电路输出控制信号使继电器断电释放，切断负载电源，阻止负载继续工作，保证安全。有效避免了异常故障发生时主控电路仍发出信号使负载长期通电的现象发生，确保主控电路不失控，大大提高使用安全性能。
作为优选，所述的传感电路为热敏电阻Ntc1，所述的主控电路包括模拟集成运算放大器或电压比较器A2，所述的输入故障保护控制电路包括模拟集成运算放大器或电压比较器A1，所述的反馈控制电路包括二极管D12，所述的中后级故障保护控制电路包括或门H1，所述的逻辑控制驱动电路包括三极管BG11和BG12，所述的继电器开关控制电路包括二极管D11和继电器K1，所述的输入故障显示电路为发光二极管LED11，所述的中后级故障显示电路为发光二极管LED12；所述的热敏电阻Ntc1的一端接地，其另一端经电阻R10、R11接电压V+，电阻R10和R11的连接点经电阻R12与A1的反相输入端、A2的同相输入端相连，A1的同相输入端与其输出端并接，一路与二极管D12的负极相连，另一路与发光二极管LED11的负极相连，LED11的正极经电阻R13接电压V+，二极管D12的正极经电阻R16接A2的输出端，D12与R16的连接点既与A2的同相输入端相连，又与或门H1的一个输入端相连，或门H1的另一个输入端经电阻R105接继电器K1的驱动端，或门H1的输出端一路经电阻R102接三极管BG12的基极，另一路经电阻R106反馈至或门的输入端GO，GO经电阻R104接地，A2的输出端经电阻R101接三极管BG11的基极，BG11的发射极接地，BG11的集电极接BG12的发射极，BG12的集电极接继电器K1的驱动端，BG12的发射极和集电极之间连接有发光二极管LED12和电阻R103的串联电路。
作为优选，所述的传感电路为热敏电阻Ntc2，所述的主控电路包括模拟集成运算放大器或电压比较器A4，所述的输入故障保护控制电路包括模拟集成运算放大器或电压比较器A3，所述的反馈控制电路包括二极管D22，所述的中后级故障保护控制电路包括异或门YH2，所述的逻辑控制驱动电路包括三极管BG21和BG22，所述的继电器开关控制电路包括二极管D21和继电器K2，所述的输入故障显示电路为发光二极管LED21，所述的中后级故障显示电路为发光二极管LED22；所述的热敏电阻Ntc2的一端接电压V+，其另一端经电阻R20、R21接地，电阻R20和R21的连接点经电阻R22与A3的反相输入端、A4的同相输入端相连，A3的同相输入端与其输出端并接，一路与二极管D22的正极相连，另一路与发光二极管LED21的正极相连，LED21的负极经电阻R25接地，还有一路经电阻R23接电压V+，二极管D22的负极经电阻R26接A4的输出端，D22与R26的连接点既与A4的同相输入端相连，又与异或门YH2的一个输入端相连，异或门YH2的另一个输入端接继电器K2的一个驱动端G22，异或门YH2的输出端经电阻R202接三极管BG22的基极，BG22的发射极接地，BG22的集电极接继电器K2的另一个驱动端G21，BG22的发射极和集电极之间连接有发光二极管LED22和电阻R203的串联电路，A4的输出端经电阻R201接三极管BG21的基极，BG21的发射极接电压V+，BG21的集电极接继电器K2的驱动端G22。
作为优选，所述的传感电路为热敏电阻Ntc3，所述的主控电路包括模拟集成运算放大器或电压比较器A6，所述的输入故障保护控制电路包括模拟集成运算放大器或电压比较器A5，所述的中后级故障保护控制电路包括异或门YH3，所述的输入保控故障监测电路包括或门H3，所述的逻辑控制驱动电路包括三极管BG31、BG32和BG33，所述的继电器开关控制电路包括二极管D31和继电器K3，所述的故障显示电路为发光二极管LED3；所述的热敏电阻Ntc3的一端接电压V+，其另一端经电阻R30、R31接地，电阻R30和R31的连接点一路经电阻R32与A6的同相输入端相连，另一路经电阻R33既与A5的同相输入端相连，又与或门H3的一个输入端相连；A6的同相输入端和输出端间连接有电阻R36，A6的同相输入端还接异或门YH3的一个输入端，A6的输出端经电阻R38接三极管BG31的基极，BG31的发射极接电压V+，BG31的集电极既接异或门YH3的另一输入端，又接继电器K3的一个驱动端G31，A5和A6的反相输入端并接后，一路经电阻R301接电压V+，另一路经电阻R302接地；A5的同相输入端和输出端间连接有电阻R303，A5的输出端一路经电阻R35接电压V+，另一路经电阻R39接三极管BG32的基极，BG32的集电极与继电器的另一驱动端G32相连，BG32的发射极接BG33的集电极，BG33的发射极接地，或门H3的另一输入端a一路经电阻R304接继电器K3的另一驱动端G32，一路经电阻R305接地，还有一路经电阻R306接或门H3的输出端，驱动端G32经电阻R309与发光二极管LED3正极相连，LED3的负极接地，或门H3的输出端经二极管D32、电阻R308与异或门YH3的输出端相连，D32与R308的连接点又经二极管D33、电阻R307与BG33的基极相连。
本实用新型的有益效果是：通过在主控电路上增设输入故障保护控制电路、中后级故障保护控制电路和逻辑控制驱动电路，使之能监测到主控电路上的异常故障，并且触发逻辑控制驱动电路，使继电器断电释放，切断负载电源，阻止负载继续工作，解决了异常故障而引起的失控问题，提高应用的安全性能，具有重要的实用价值。本实用新型通用性强，性能优越，输入故障保护控制电路在触发动作时，无临界振荡现象，另一方面，监控功能可直接用作复位功能，无需另外专设复位引脚，节省引脚资源，给应用设计带来极大简便，成本也更低。
附图说明
图1是本实用新型的一种电路原理连接框图。
图2是本实用新型的又一种电路原理连接框图。
图3是本实用新型实施例1的一种电路原理图。
图4是本实用新型实施例2的一种电路原理图。
图5是本实用新型实施例3的一种电路原理图。
图中1.传感电路，2.主控电路，3.输入故障保护控制电路，4.反馈控制电路，5.中后级故障保护控制电路，6.逻辑控制驱动电路，7.继电器开关控制电路，8.输入故障显示电路，9.中后级故障显示电路，10.输入保控故障监测电路，11.故障显示电路。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：本实施例的一种全程防止失控的通用控制电路，如图1所示，包括传感电路1、主控电路2、继电器开关控制电路7、输入故障保护控制电路3、中后级故障保护控制电路5和逻辑控制驱动电路6以及反馈控制电路4，传感电路1的输出接主控电路2的输入，也与输入故障保护控制电路3、中后级故障保护控制电路5的输入相连，输入故障保护控制电路3的输出一路经反馈控制电路4接主控电路2的输入，另一路接输入故障显示电路8，主控电路2、中后级故障保护控制电路5的输出接逻辑控制驱动电路6的输入，逻辑控制驱动电路6的一个输出与中后级故障保护控制电路5相连，其另一个输出既接继电器开关控制电路7的输入，又接中后级故障显示电路9，继电器开关控制电路7的输出与负载的供电电路相连。
本实施例具体的电路图如图3所示，传感电路1为热敏电阻Ntc1，主控电路2包括电压比较器A2，输入故障保护控制电路3包括电压比较器A1，反馈控制电路4包括二极管D12，中后级故障保护控制电路5包括或门H1，逻辑控制驱动电路6包括三极管BG11和BG12，继电器开关控制电路7包括二极管D11和继电器K1，输入故障显示电路8为发光二极管LED11，中后级故障显示电路9为发光二极管LED12。热敏电阻Ntc1的一端接地，其另一端经电阻R10、R11接电压V+，电阻R10和R11的连接点经电阻R12与A1的反相输入端、A2的同相输入端相连，A1的同相输入端与其输出端并接，一路与二极管D12的负极相连，另一路与发光二极管LED11的负极相连，LED11的正极经电阻R13接电压V+，二极管D12的正极经电阻R16接A2的输出端，D12与R16的连接点既与A2的同相输入端相连，又与或门H1的一个输入端相连，或门H1的另一个输入端经电阻R105接继电器K1的驱动端，或门H1的输出端一路经电阻R102接三极管BG12的基极，另一路经电阻R106反馈至或门H1的输入端GO，GO经电阻R104接地，A2的输出端经电阻R101接三极管BG11的基极，BG11的发射极接地，BG11的集电极接BG12的发射极，BG12的集电极接继电器K1的驱动端，BG12的发射极和集电极之间连接有发光二极管LED12和电阻R103的串联电路。当然A1和A2也可采用模拟集成运算放大器来实现。
工作原理：电路上电之初，因热敏电阻Ntc1处于低温高阻状态，使tVi1点电位较高(超出温控下限)，但低于A1的底限电位(A1的同相输入端电位Ve1小于V+)，所以A1处于守备状态，Ve1为高电位，LED11不发光。
正常工作时，当Ntc1处于低温高阻状态时，tVi1点电位较高(超出温控点下限)，使主控电路A2的同相输入端Vi1电位高于A2的反相输入端Vm(1/2V+)电位，A2的输出端V01为高电位，则电阻R101和R107为三极管BG11提供基极电流，BG11导通，同时Vi1的高电位输入给或门H1的一个输入端，可使或门H1输出高电平，一路经电阻R106正反馈给H1的另一个输入端，另一路经电阻R102推动三极管BG12也导通，继电器K1吸合，K1触点接通负载电源，电热负载升温。
随温度升高，Ntc1阻值变小，tVi1点电位降低，Vi1点电位也随着下降，当Vi1电位低于Vm电位时，A2电路被触发翻转，V01输出电位由高变低，使三极管BG11载止，继电器K1释放，切断负载供电，停止加热，温度开始下降。同时或门H1仍然输出高电位，推动三极管BG12导通，LED12不发光。
随温度下降，Ntc1阻值变大，tvi1点电位升高，Vi1电位也随着上升，当Vi1电位高于Vm电位时，A2电位被触发翻转，V01输出电位由低变高，使三极管BG11导通，继电器K1吸合，接通负载电源升温，使限位控制主控电路进入下一工作循环。
当Ntc1传感电路发生故障(如Ntc1断线或R11短路，或R12开路)时，Vi1点电位极高，高于Ve1电位，则A1被触发翻转，Ve1输出低电位，一路直接反馈到A1的同相输入端，一路经二极管D12负反馈至A1的反相输入端Vi1，同相端电位低于反相端电位，A1被锁定在低输出状态，Vi1的低电压又触发A2翻转，V01变为低电压，使BG11载止，继电器K1释放断电，保证在传感电路输入故障时不失控。另外，Ve1在输入故障时的低电压，使LED11通电发光，显示输入电路处于故障状态。
当主控电路2发生故障时，A2的输出端电压V01不为低电平反而为高电平，或者三极管BG11的集电极对地击穿短路不能正常截止，造成失控。由于本电路中，增设了中后级故障保护控制电路，可以防止这种失控。或门H1的两个输入端在异常时都为低电平，H1的输出端也为低电平，使三极管BG12无基极电流截止，继电器K1仍然可以正常切断负载电源，确保安全。
三极管BG12截止后，其集电极虽然为高电平，但或门H1的一个输入端G0因电阻R104、R105、R106的正反馈作用，仍维持低电平。所以或门H1的输出端锁定为低电平，使三极管BG12也始终锁定在截止状态。
当主控电路2和驱动三极管BG11处于正常工作状态(未发生异常故障)时，或门H1的两个输入端，总有一个为高电平。因电阻R106的正反馈作用，使或门H1的输出端维持高电平，使三极管BG12处于导通状态，则继电器K1的吸合与释放完全由三极管BG11驱动和控制。只有在故障状态时，三极管BG12处于截止状态，从而可靠地防止系统电路失控。
由上述可知：本实施例的电路，从前级到中后级都可以防止故障时失控，是一种全程防止失控的通用控制电路。
实施例2：本实施例的一种全程防止失控的通用控制电路，如图4所示，传感电路1为热敏电阻Ntc2，主控电路2包括模拟集成运算放大器A4，输入故障保护控制电路3包括模拟集成运算放大器A3，反馈控制电路4包括二极管D22，中后级故障保护控制电路5包括异或门YH2，逻辑控制驱动电路6包括三极管BG21和BG22，继电器开关控制电路7包括二极管D21和继电器K2，输入故障显示电路8为发光二极管LED21，中后级故障显示电路9为发光二极管LED22。热敏电阻Ntc2的一端接电压V+，其另一端经电阻R20、R21接地，电阻R20和R21的连接点经电阻R22与A3的反相输入端、A4的同相输入端相连，A3的同相输入端与其输出端并接，一路与二极管D22的正极相连，另一路与发光二极管LED21的正极相连，LED21的负极经电阻R25接地，还有一路经电阻R23接电压V+，二极管D22的负极经电阻R26接A4的输出端，D22与R26的连接点既与A4的同相输入端相连，又与异或门YH2的一个输入端相连，异或门YH2的另一个输入端接继电器K2的一个驱动端G22，异或门YH2的输出端经电阻R202接三极管BG22的基极，BG22的发射极接地，BG22的集电极接继电器K2的另一个驱动端G21，BG22的发射极和集电极之间连接有发光二极管LED22和电阻R203的串联电路，A4的输出端经电阻R201接三极管BG21的基极，BG21的发射极接电压V+，BG21的集电极接继电器K2的驱动端G22。当然A3和A4也可采用电压比较器来实现。
工作原理：电路上电之初，因热敏电阻Ntc2处于低温高阻状态，使tVi2点电位较低，低于温控点下限，但高于A3的底限电位(A3的同相输入端电位Ve2接近0V)，所以A3处于守备状态，Ve2为低电平，LED21不发光。
主控电路A4的同相输入端Vi2电位远低于A4的反相输入端Vm(约为1/2V+)电位，A4的输出端V02为低电平，则电阻R201为三极管BG21提供基极电流，BG21导通。BG21集电极(G22点)的高电位输入给异或门YH2的一个输入端，而异或门YH2的另一个输入端直接与Vi2相连，为低电平。异或门YH2的两个输入端电位是一高一低的相异状态，故异或门YH2的输出端为高电平，经电阻R202为三极管BG22提供基极电流，使BG22也导通，继电器K2吸合，K2触点接通负载电源，电热负载升温。
随温度升高，负温系数热敏电阻Ntc2阻值降低，tVi2点电位上升，Vi2点电位也随着上升，当Vi2电位上升超过Vm(1/2V+)电位时，A4电路被触发翻转，A4输出端电位V02由低电位变为高电位，这个高电位一方面经R26反馈使Vi2电位进一步升高，另一方面阻断三极管BG21的基极电流，BG21截止，继电器K2释放，K2触点切断负载电源，停止加热，温度开始逐渐下降。此时异或门YH2两输入端电位也是一高一低(Vi2为高，G22为低)，YH2输出端仍然是高电平，维持BG22导通。
随温度下降，Ntc2阻值增大，tVi2点电位下降，Vi2电位也开始下降，当降到低于Vm电位时，A4触发翻转，V02电位由高变低，经R26反馈，Vi2电位进一步下降，经R201为三极管BG21提供基极电流，BG21导通，继电器K2通电吸合，K2触点接通负载电源升温，使限位控制主控电路进入下一工作循环。
当主控电路A4发生异常故障时，Vi2为高电平时，V02不为高电平，反而为低电平，使BG21导通，或者BG21发射极与集电极短路，处于失控状态。为了防止BG21对继电器K2进一步失控，本电路设置了中后级故障保护控制电路，其中异或门YH2的两个输入端在异常故障状态时，都为高电平，則其输出端为低电平，使三极管BG22失去基极电流而截止，继电器K2仍然可以切断负载电源，保证安全。
三极管BG21失控导通后，三极管BG22防失控载止，使发光二极管LED22中有发光电流通过而发光，提醒人们电路处于故障状态。
当Ntc2传感电路发生故障(如Ntc2断线或R21短路或R22开路)时，Vi2点电位极低，低于Ve2电位，则A3被触发翻转，Ve2输出高电压，一路直接反馈到A3的同相输入端，一路经二极管D22负反馈至A3的反相输入端Vi2，同相端电位高于反相端，A3被锁定在高输出状态，Vi2的高电平又触发A4翻转，V02输出高电平，使BG21截止，继电器K2释放断电，保证在传感电路输入故障时不失控。另外，Ve2在输入故障时的高电平，使LED21通电发光，显示输入电路处于故障状态。
由上述可知，本实施例中的电路，从前级到中后级都可以防止故障时失控。
实施例3：本实施例的一种全程防止失控的通用控制电路，如图2所示，包括传感电路1、主控电路2、输入故障保护控制电路3、中后级故障保护控制电路5、逻辑控制驱动电路6、输入保控故障监测电路10及继电器开关控制电路7。传感电路1的输出与主控电路2的输入、输入故障保护控制电路3的输入相连，主控电路2及输入故障保护控制电路3的输出接逻辑控制驱动电路6的输入，逻辑控制驱动电路6、主控电路2又与中后级故障保护控制电路5相连，中后级故障保护控制电路5、输入故障保护控制电路3均接输入保控故障监测电路10，输入保控故障监测电路10再接逻辑控制驱动电路6的输入，逻辑控制驱动电路6的输出一路接继电器开关控制电路7，一路接输入保控故障监测电路10，另一路接故障显示电路11，继电器开关控制电路7的输出与负载的供电电路相连。
本实施例具体的电路图如图5所示，传感电路1为热敏电阻Ntc3，主控电路2包括电压比较器A6，输入故障保护控制电路3包括电压比较器A5，中后级故障保护控制电路5包括异或门YH3，输入保控故障监测电路10包括或门H3，逻辑控制驱动电路6包括三极管BG31、BG32和BG33，继电器开关控制电路7包括二极管D31和继电器K3，故障显示电路11为发光二极管LED3。热敏电阻Ntc3的一端接电压V+，其另一端经电阻R30、R31接地，电阻R30和R31的连接点一路经电阻R32与A6的同相输入端相连，另一路经电阻R33既与A5的同相输入端相连，又与或门H3的一个输入端相连；A6的同相输入端和输出端间连接有电阻R36，A6的同相输入端还接异或门YH3的一个输入端，A6的输出端经电阻R38接三极管BG31的基极，BG31的发射极接电压V+，BG31的集电极既接异或门YH3的另一输入端，又接继电器K3的一个驱动端G31，A5和A6的反相输入端并接后，一路经电阻R301接电压V+，另一路经电阻R302接地；A5的同相输入端和输出端间连接有电阻R303，A5的输出端一路经电阻R35接电压V+，另一路经电阻R39接三极管BG32的基极，BG32的集电极与继电器的另一驱动端G32相连，BG32的发射极接BG33的集电极，BG33的发射极接地，或门H3的另一输入端a一路经电阻R304接继电器K3的另一驱动端G32，一路经电阻R305接地，还有一路经电阻R306接或门H3的输出端，驱动端G32经电阻R309与发光二极管LED3正极相连，LED3的负极接地，或门H3的输出端经二极管D32、电阻R308与异或门YH3的输出端相连，D32与R308的连接点又经二极管D33、电阻R307与BG33的基极相连。当然A5和A6也可采用模拟集成运算放大器来实现。
工作原理：电路上电时，因负温度系数热敏电阻Ntc3处于低温高阻状态，使Vi3点电位较低，A6同相输入端电位Vp3也较低，低于A6所设置温控点下限，但高于A5所设的底限电位。又由于A5、A6的反相输入端Vm电位都设为1/2V+(由电阻R301串R302分压而得)，电阻R33阻值略小于R34。因此，Vd3电位还是高于Vm，A5的输出端Ve3输出高电位，经电阻R39，推动三极管BG32导通。此时，异或门YH3和或门H3均输出高电位。经二极管D33和电阻R307推动三极管BG33导通。可知，所有保控电路均处于正常守备状态。继电器驱动端G32点电位为低电位，发光二极管LED3不发光，说明电路系统没有发生异常故障，主控电路可以正常工作。
主控电路A6的上限、下限电位，由反馈电阻R36和传感输入电阻R32的分压比设置。上电之初，Vp3点电位也随Vi3电位较低，远低于Vm点电位，A6输出端V03为低电平，经电阻R38推动三极管BG31导通，继电器K3线圈得电吸合，K3触点接通负载电源，负载开始加热升温。Ntc3阻值随温升减小，Vi3点电位上升，Vp3电位也相应上升，当Vp3电位上升大于Vm电位时，A6被触发翻转，输出端V03电位由低变高，阻断三极管BG31基极电流，电阻R37更有助于BG31截止。继电器K3断电释放，K3触点切断负载电源，停止加热，开始降温。随温度下降，Ntc3阻值增大，Vi3电位又下降，Vp3电位也相应下降。当Vp3低于Vm电位时，A6又被触发翻转，V03电位又由高变低，推动BG31导通，继电器K3又吸合，接通负载电源加热升温，电路进入下一工作循环。
在电路系统处于正常工作，未发生异常故障时，三极管BG32、BG33均处于导通状态，而继电器K3的吸合和释放是由三极管BG31的导通和截止来进行控制的。
当主控电路2或逻辑控制驱动电路6发生异常故障时，Vp3为高电平时，V03不为高电平，反而为低电平，使BG31导通，或者BG31发射极与集电极短路，BG31处于失控状态。为了防止BG31再对继电器K3造成失控，本电路增设了中后级故障保护控制电路5，其中异或门YH3的两个输入端在异常故障时，都为高电平，则其输出端为低电平，使三极管BG33失去基极电流而截止，继电器K3仍然可以切断负载电源，保证安全。
三极管BG31因故障失控导通，BG33为防失控而截止，继电器驱动端G32点电位升高，经电阻R309为LED3提供发光电流，使LED3发光，显示电路处于故障状态。
当Ntc3传感输入电路发生故障(如Ntc3断线或R31短路或R32开路)时，Vi3点电位极低，接近零伏，则Vd3电位也相应降低，因电阻R303的反馈作用，Vd3＜Vm，A5被触发翻转，A5输出端Ve3由高电平突变为低电平，经电阻R303反馈，Vd3进一步降低，同时三极管BG32失去基极电流而截止，G32点电位升高，发光二极管LED3发光，显示故障。
当传感输入电路本身不发生异常故障时，A5状态失常。在Vd3＜Vm时，Ve3不为低电平，反而为高电平，经电阻R39推动三极管BG32导通，或者BG32本身集电极和发射极短路，引起失控，为了防止BG32对继电器K3引起进一步失控，电路中设置了输入保控故障监测电路10，该电路由或门H3和反馈电阻R306、R304、R305及二极管D32组成。在A5和BG32处于失控状态时，Vd3端和G32点都为低电平。因反馈电阻R306和分压电阻R304、R305的作用，或门H3的输入端a也被锁定为低电平，故或门H3的输出端也始终锁定为低电平。经隔离二极管D32将Q3端电位也拉为低电位。使三极管BG33失去基极电流而截止，强迫继电器K3释放，切断负载电源，保证安全。可有效地防止A5和BG33失控。
BG33截止后，继电器驱动端G32电位虽然升高，但或门H3的输入端a因电阻R304的串联降压和电阻R306反馈降压，维持在低电平。或门输出端也维持为低电平。另一方面G32电位升高，使LED3得到发光电流变亮，显示电路处于故障状态。
在正常状态时，或门H3的两个输入端，总有一个为高电平，使其输出端也维持高电平，推动三极管BG33始终处于导通状态。
由上述可知，本实施例的电路，从传感输入前级到中、后级，都可以防止异常故障引起的失控，是一种高可靠的通用控制电路。
Claims (4)
1.一种全程防止失控的通用控制电路，包括传感电路(1)、主控电路(2)及继电器开关控制电路(7)，传感电路(1)的输出接主控电路(2)的输入，继电器开关控制电路(7)的输出与负载的供电电路相连，其特征在于还包括输入故障保护控制电路(3)、中后级故障保护控制电路(5)和逻辑控制驱动电路(6)以及反馈控制电路(4)或输入保控故障监测电路(10)；所述的传感电路(1)的输出与输入故障保护控制电路(3)、中后级故障保护控制电路(5)的输入相连，输入故障保护控制电路(3)的输出一路经反馈控制电路(4)接主控电路(2)的输入，另一路接输入故障显示电路(8)，主控电路(2)、中后级故障保护控制电路(5)的输出接逻辑控制驱动电路(6)的输入，逻辑控制驱动电路(6)的一个输出与中后级故障保护控制电路(5)相连，其另一个输出既接继电器开关控制电路(7)的输入，又接中后级故障显示电路(9)；或者所述的传感电路(1)的输出与输入故障保护控制电路(3)的输入相连，主控电路(2)及输入故障保护控制电路(3)的输出接逻辑控制驱动电路(6)的输入，逻辑控制驱动电路(6)、主控电路(2)又与中后级故障保护控制电路(5)相连，中后级故障保护控制电路(5)、输入故障保护控制电路(3)均接输入保控故障监测电路(10)，输入保控故障监测电路(10)再接逻辑控制驱动电路(6)的输入，逻辑控制驱动电路(6)的输出一路接继电器开关控制电路(7)，一路接输入保控故障监测电路(10)，另一路接故障显示电路(11)；所述的主控电路(2)、输入故障保护控制电路(3)均是以模拟集成运算放大器或电压比较器为主件构成的电路。
2.根据权利要求1所述的一种全程防止失控的通用控制电路，其特征在于所述的传感电路(1)为热敏电阻Ntc1，所述的主控电路(2)包括模拟集成运算放大器或电压比较器A2，所述的输入故障保护控制电路(3)包括模拟集成运算放大器或电压比较器A1，所述的反馈控制电路(4)包括二极管D12，所述的中后级故障保护控制电路(5)包括或门H1，所述的逻辑控制驱动电路(6)包括三极管BG11和BG12，所述的继电器开关控制电路(7)包括二极管D11和继电器K1，所述的输入故障显示电路(8)为发光二极管LED11，所述的中后级故障显示电路(9)为发光二极管LED12；所述的热敏电阻Ntc1的一端接地，其另一端经电阻R10、R11接电压V+，电阻R10和R11的连接点经电阻R12与A1的反相输入端、A2的同相输入端相连，A1的同相输入端与其输出端并接，一路与二极管D12的负极相连，另一路与发光二极管LED11的负极相连，LED11的正极经电阻R13接电压V+，二极管D12的正极经电阻R16接A2的输出端，D12与R16的连接点既与A2的同相输入端相连，又与或门H1的一个输入端相连，或门H1的另一个输入端经电阻R105接继电器K1的驱动端，或门H1的输出端一路经电阻R102接三极管BG12的基极，另一路经电阻R106反馈至或门H1的输入端GO，GO经电阻R104接地，A2的输出端经电阻R101接三极管BG11的基极，BG11的发射极接地，BG11的集电极接BG12的发射极，BG12的集电极接继电器K1的驱动端，BG12的发射极和集电极之间连接有发光二极管LED12和电阻R103的串联电路。
3.根据权利要求1所述的一种全程防止失控的通用控制电路，其特征在于所述的传感电路(1)为热敏电阻Ntc2，所述的主控电路(2)包括模拟集成运算放大器或电压比较器A4，所述的输入故障保护控制电路(3)包括模拟集成运算放大器或电压比较器A3，所述的反馈控制电路(4)包括二极管D22，所述的中后级故障保护控制电路(5)包括异或门YH2，所述的逻辑控制驱动电路(6)包括三极管BG21和BG22，所述的继电器开关控制电路(7)包括二极管D21和继电器K2，所述的输入故障显示电路(8)为发光二极管LED21，所述的中后级故障显示电路(9)为发光二极管LED22；所述的热敏电阻Ntc2的一端接电压V+，其另一端经电阻R20、R21接地，电阻R20和R21的连接点经电阻R22与A3的反相输入端、A4的同相输入端相连，A3的同相输入端与其输出端并接，一路与二极管D22的正极相连，另一路与发光二极管LED21的正极相连，LED21的负极经电阻R25接地，还有一路经电阻R23接电压V+，二极管D22的负极经电阻R26接A4的输出端，D22与R26的连接点既与A4的同相输入端相连，又与异或门YH2的一个输入端相连，异或门YH2的另一个输入端接继电器K2的一个驱动端G22，异或门YH2的输出端经电阻R202接三极管BG22的基极，BG22的发射极接地，BG22的集电极接继电器K2的另一个驱动端G21，BG22的发射极和集电极之间连接有发光二极管LED22和电阻R203的串联电路，A4的输出端经电阻R201接三极管BG21的基极，BG21的发射极接电压V+，BG21的集电极接继电器K2的驱动端G22。
4.根据权利要求1所述的一种全程防止失控的通用控制电路，其特征在于所述的传感电路(1)为热敏电阻Ntc3，所述的主控电路(2)包括模拟集成运算放大器或电压比较器A6，所述的输入故障保护控制电路(3)包括模拟集成运算放大器或电压比较器A5，所述的中后级故障保护控制电路(5)包括异或门YH3，所述的输入保控故障监测电路(10)包括或门H3，所述的逻辑控制驱动电路(6)包括三极管BG31、BG32和BG33，所述的继电器开关控制电路(7)包括二极管D31和继电器K3，所述的故障显示电路(11)为发光二极管LED3；所述的热敏电阻Ntc3的一端接电压V+，其另一端经电阻R30、R31接地，电阻R30和R31的连接点一路经电阻R32与A6的同相输入端相连，另一路经电阻R33既与A5的同相输入端相连，又与或门H3的一个输入端相连；A6的同相输入端和输出端间连接有电阻R36，A6的同相输入端还接异或门YH3的一个输入端，A6的输出端经电阻R38接三极管BG31的基极，BG31的发射极接电压V+，BG31的集电极既接异或门YH3的另一输入端，又接继电器K3的一个驱动端G31，A5和A6的反相输入端并接后，一路经电阻R301接电压V+，另一路经电阻R302接地；A5的同相输入端和输出端间连接有电阻R303，A5的输出端一路经电阻R35接电压V+，另一路经电阻R39接三极管BG32的基极，BG32的集电极与继电器的另一驱动端G32相连，BG32的发射极接BG33的集电极，BG33的发射极接地，或门H3的另一输入端a一路经电阻R304接继电器K3的另一驱动端G32，一路经电阻R305接地，还有一路经电阻R306接或门H3的输出端，驱动端G32经电阻R309与发光二极管LED3正极相连，LED3的负极接地，或门H3的输出端经二极管D32、电阻R308与异或门YH3的输出端相连，D32与R308的连接点又经二极管D33、电阻R307与BG33的基极相连。
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