CN202085142U - 电子式自锁互锁开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电子技术应用领域，涉及一种电子式自锁互锁开关。它是由直流电源、按键开关(AN)、电压比较与施密特触发电路、输出电平分压电路、直流电源分压电路组成，其特征是：电压比较与施密特触发电路采用运算放大器，集成电路的型号为LM324，每只集成电路可组成4档自锁互锁开关，每档自锁互锁开关的电路结构相同。由于运算放大器的输入阻抗较高，按键开关的输入电流极小，具有工作电压适用范围宽、档位可任意设计等特点，能与数字电路配合同用一电源，开关的输入输出电平符合数字电路的接口电平等要求。电路中可选用轻触开关、导电橡胶、薄膜开关等作为按键开关，本实用新型在家用电器和工业自动化及光、机、电一体化领域中有着广泛用途。

Description

电子式自锁互锁开关

技术领域

本实用新型属于电子技术应用领域，涉及一种电子式自锁互锁开关。

背景技术

自锁互锁开关在电器、仪表及自动化控制方面使用很广泛，机械式自锁互锁开关的缺点是：体积大、按触力大、切换速度低、易磨损，且不易与数字电路配套使用。

为了克服现有机械式自锁互锁开关先天存在的种种缺陷，研究制作一种通用型的电子式自锁互锁开关装置很有必要。

本实用新型所述的电子式自锁互锁开关可以很好的克服机械式自锁互锁开关存在的种种缺陷。该开关的核心元件采用四运算放大器LM324，经巧妙地设计，使每组运算放大器均有着电压比较器和施密特触发器的双重功能。由于运算放大器的输入阻抗较高，按键开关的输入电流极小，开关的输入/输出电平符合数字电路的接口电平等要求，能与数字电路配合同用一电源。具有电压适用范围宽、档位可任意设计等特点，可选用轻触开关、导电橡胶、薄膜开关作为按键开关，可用于转换驱动光、电、磁等电路，或驱动三极管、可控硅、继电器等控制电路。本实用新型在家用电器和工业自动化及光、机、电一体化领域中有着广泛的用途。

以下详细说明电子式自锁互锁开关制作过程中所涉及的有关技术。

实用新型内容

发明目的及有益效果：本实用新型所述的电子式自锁互锁开关是一种通用型的自锁互锁开关。该开关的核心元件为四运算放大器LM324，由于运算放大器的输入阻抗较高，按键开关的输入电流极小，具有工作电压适用范围宽、档位可任意设计等特点，能与数字电路配合同用一电源，开关的输入输出电平符合数字电路的接口电平等要求。电路中可选用轻触开关、导电橡胶、薄膜开关等作为按键开关，本实用新型在家用电器和工业自动化及光、机、电一体化领域中有着广泛用途。

技术特征：电子式自锁互锁开关，由直流电源、按键开关(AN)、电压比较与施密特触发电路、输出电平分压电路、直流电源分压电路组成，其特征是：电压比较与施密特触发电路采用运算放大器，集成电路的型号为LM324，每只集成电路可组成4档自锁互锁开关，每档自锁互锁开关的电路结构相同。

其它部分电路的组成及元器件相互间的连接关系

1.第一档自锁互锁开关的电路由按键开关(AN1)、运算放大器(IC1-1)、输出电平分压电路组成，其特征是：

(1)运算放大器(IC1-1)的4脚和按键开关(AN1)的一端接直流电源的正极(VCC)，按键开关(AN1)的另一端接运算放大器(IC1-1)的3脚和开关二极管D1的正极，开关二极管D1的负极接开关二极管D2的正极，开关二极管D2的负极接运算放大器(IC1-1)的2脚，运算放大器(IC1-1)的5脚接电路地(GND)

(2)运算放大器(IC1-1)输出电平分压电路的特征是：运算放大器(IC1-1)的1脚接电阻R3的一端，电阻R3的另一端与运算放大器(IC1-1)的3脚和电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端接电路地(GND)。

2.第二档及其它各档自锁互锁开关的电路连接关系同第一档自锁互锁开关的电路所述的特征。

3.直流电源分压电路的特征是：电阻R1的一端接直流电源的正极(VCC)，电阻R1的另一端与电阻R2的一端、运算放大器(IC1-1)的2脚相连，电阻R2的另一端接电路地(GND)。

电路工作原理：自锁互锁开关的每档电路结构完全相同，下面以第一档工作原理为例，当电路接通直流电源时，由电阻R1、R2对直流电源进行分压，为各档运算放大器反相端提供高电平，使各档运算放大器输出低电平。当按动第一档按键开关(AN1后)，对应运算放大器的正相端获得高电平，高于反相端电压约1.4V(2只硅开关二极管的压降)，输出变为高电平。因有电阻R3、R4分压的反馈，正相端电平仍高于反相端，输出端维持高电平。当另一个按键接通时，电路重复上述过程，同时通过2只硅开关二极管D1、D2使该档运算放大器的反相端电平高于电阻R3、R4分压形成的正相端电平，所以输出端由高电平变低为电平。总之，每按动某一档按键开关一次，只有该档运算放大器输出高电平，其余档都是输出低电平，这就是电子式自锁互锁开关的工作原理。

附图说明

附图是电子式自锁互锁开关的电路工作原理图，图中只画出两档自锁互锁开关，即：第一档、第二档。

附图中的虚线表示根据需要确定自锁互锁开关电路的档数和使用LM324型集成电路(IC1)的只数。每只LM324型集成电路中有四组相互独立的运算放大器，即：IC1-1、IC1-2、IC1-3、IC1-4。

具体实施方式

按照附图所示电路工作原理图和附图说明及以下所述的技术要求实施，即可实现本实用新型。

元器件参数及选择

1.IC1推荐使用LM324型集成电路，它是由四组独立的运算放大器组成的电路，它可在较宽的单电源电压范围内工作，亦可在双电源条件下工作，电源电压工作范围：单电源3V～30V，双电源±1.5V～±15V。

LM324型集成电路的封装为双列直插式，其14个引脚和功能分别是：

1脚OUTPUT 1、2脚INPUT 1-、3脚INPUT 1+；4脚接电源的正极(VCC)；5脚INPUT 2+、6脚INPUT 2-、7脚OUTPUT 2；

8脚OUTPUT 3、9脚INPUT 3-、10脚INPUT 3+；11脚接电路地(GND)，即：直流电源的负极；12脚INPUT 4+、13脚INPUT 4-、14脚OUTPUT 4。

OUTPUT是运算放大器的输出端；INPUT+是运算放大器的正向输入端；INPUT-是运算放大器的反向输入端。

2.D1～D2选用1N4148型硅开关二极管。

3.电阻选用功率为1/8W金属膜电阻，电阻R1的阻值为100KΩ；电阻R2的阻值为10KΩ；电阻R3、R4、R5、R6·····Rn、Rn+1的阻值均为5.1KΩ。

4.AN选用常开式按键开关。

5.本实施例的直流电源工作电压为9～12V。

制作与电路调试

使用1只LM324型集成电路可组成4档自锁互锁开关，在设计、制作中可根据控制对象数量来确定自锁互锁开关电路的档数和使用LM324型集成电路的只数。若在电路中增加一个空档，可作为自锁互锁开关的总复位。

电子式自锁互锁开关只要选用的电子元器件性能完好，并按照说明书附图和元器件的连接关系进行焊接，物理连接线及焊接质量经过仔细检查无误后，电路基本不需要调试即可正常工作。

为保证电子式自锁互锁开关可靠工作，各个电阻的阻值应根据选用的直流电源电压高低做适当的调整，在保证电子式自锁互锁开关电路稳定、可靠工作的前提下，各个电阻的阻值宜选择稍大一些的为好。

Claims (4)

1.一种电子式自锁互锁开关，由直流电源、按键开关AN、电压比较与施密特触发电路、输出电平分压电路、直流电源分压电路组成，其特征是：电压比较与施密特触发电路采用运算放大器，集成电路的型号为LM324，每只集成电路可组成4档自锁互锁开关，每档自锁互锁开关的电路结构相同。

2.根据权利要求1所述的电子式自锁互锁开关，第一档自锁互锁开关的电路由按键开关AN1、运算放大器IC1-1、输出电平分压电路组成，其特征是：

(1)运算放大器IC1-1的4脚和按键开关AN1的一端接直流电源的正极VCC，按键开关AN1的另一端接运算放大器IC1-1的3脚和开关二极管D1的正极，开关二极管D1的负极接开关二极管D2的正极，开关二极管D2的负极接运算放大器IC1-1的2脚，运算放大器IC1-1的5脚接电路地GND；

(2)运算放大器IC1-1输出电平分压电路的特征是：运算放大器IC1-1的1脚接电阻R3的一端，电阻R3的另一端与运算放大器IC1-1的3脚和电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端接电路地GND。

3.根据权利要求1所述的电子式自锁互锁开关，其特征是：第二档及其它各档自锁互锁开关的电路连接关系同第一档自锁互锁开关的电路所述的特征。

4.根据权利要求1所述的电子式自锁互锁开关，直流电源分压电路的特征是：电阻R1的一端接直流电源的正极VCC，电阻R1的另一端与电阻R2的一端、运算放大器IC1-1的2脚相连，电阻R2的另一端接电路地GND。