CN203951455U - 一种二档自锁互锁开关电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种二档自锁互锁开关电路。该电路包括12V直流电源、运算放大器A、输出电平分压电路、直流电源分压电路组成，运算放大器A采用型号为LM358，每只运算放大器A可组成二档自锁互锁开关电路，每档自锁互锁开关电路结构相同。本实用新型克服了机械式自锁互锁开关存在的缺陷。经特殊地设计，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。由于运算放大器输入阻抗较高，按键开关的输入电流极小，开关的输入与输出电平符合数字电路接口电平的要求，可与数字电路同用一组工作电源。本实用新型具有电压适用范围宽、档位可任意设计等特点，可用轻触开关、导电橡胶、薄膜开关作为按键开关，可用于驱动光、电、磁、可控硅、继电器等控制电路。
Description
技术领域
本实用新型属于电子技术和自动控制领域，涉及一种失调电压较小的二档自锁互锁开关电路。
背景技术
自锁互锁开关在电器及自动化控制方面使用的很多，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，且不容易与数字电路配套使用。
本实用新型所述的二档自锁互锁开关电路克服了机械式自锁互锁开关存在的一些缺陷。该电路的核心元件采用二运算放大器集成电路LM358，经特殊地设计，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。LM358放大器集成电路失调电压较小。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，开关的输入与输出电平符合数字电路接口电平的要求，可以与数字电路同用一组工作电源。本实用新型具有电压适用范围宽、失调电压小，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、磁或驱动可控硅、继电器等控制电路。
发明内容
实用新型目的及有益效果：本实用新型所述的二档自锁互锁开关电路克服了机械式自锁互锁开关存在的一些缺陷。该电路的核心元件采用二运算放大器集成电路LM358，经特殊地设计，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，开关的输入与输出电平符合数字电路的接口电平的要求，可以与数字电路同用一个工作电源。本实用新型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、磁或驱动可控硅、继电器等控制电路。
电路工作原理：二档自锁互锁开关电路的每档电路组成完全相同，下面以第一档工作原理为例，当电路接通12V直流电源时，由电阻R1、R2对12V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，其余各档均输出低电平。
技术方案：二档自锁互锁开关电路，包括12V直流电源、运算放大器A、输出电平分压电路、直流电源分压电路组成，其特征在于：
运算放大器A采用集成电路的型号为LM358，每只运算放大器A可组成二档自锁互锁开关电路，每档自锁互锁开关电路结构相同，第一档自锁互锁开关电路：
(1)运算放大器A的第8脚和按键开关AN1的一端接12V直流电源正极VCC，按键开关AN1的另一端接运算放大器A的第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A的第2脚，运算放大器A的第4脚接电路地GND；
(2)输出电平分压电路中的运算放大器A的第1脚接电阻R3的一端，电阻R3的另一端与运算放大器A的第3脚和电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端接电路地GND。
直流电源分压电路：电阻R1的一端接12V直流电源正极VCC，电阻R1的另一端与电阻R2的一端、运算放大器A的第2脚相连，电阻R2的另一端接电路地GND。
第二档自锁互锁开关电路的结构及元件连接方式与第一档自锁互锁开关电路结构及元件连接方式相同。
附图说明
附图1是二档自锁互锁开关电路的工作原理图，附图1中画出了两档自锁互锁开关；附图1中的虚线表示可根据需要确定自锁互锁开关电路的档数；每只LM358型集成电路中有两组相互独立的运算放大器。
具体实施方式
按照附图1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。
元器件的技术参数及选择
A为运算放大器，选用的型号为LM358，它是由两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；
LM358型集成电路的封装为8引线双列直插式，其8个功能和引脚分别是：1脚OUTPUT1、2脚INPUT 1-、3脚INPUT 1+；4脚接地；5脚INPUT 2+、6脚INPUT 2-、7脚OUTPUT 2；8脚接电源的正极、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；
D1～D2为硅开关二极管，选用的型号1N4148；
电阻R1的阻值为100KΩ；电阻R2的阻值为10KΩ；电阻R3～R6.....Rn、Rn+1的阻值均为5.1KΩ；
AN选用常开式按键开关；直流电源的工作电压为9～12V。
电路制作要点与电路调试
在设计、制作中可根据控制对象数量来确定二档自锁互锁开关电路的档数和使用LM358型集成电路的只数；使用1只LM358型集成电路可组成二档自锁互锁开关电路, 使用2只LM358型集成电路可组成四档档自锁互锁开关电路。
为保证二档自锁互锁开关电路可靠工作，每个电阻的阻值应根据选用的直流电源电压高低做相应的调整，在保证各档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，这样可以有效减少电路待机损耗。
Claims (3)
1.一种二档自锁互锁开关电路，包括12V直流电源、运算放大器A、输出电平分压电路、直流电源分压电路组成，其特征在于：运算放大器A采用集成电路的型号为LM358，每只运算放大器A可组成二档自锁互锁开关电路，每档自锁互锁开关电路结构相同，第一档自锁互锁开关电路：
(1)运算放大器A的第8脚和按键开关AN1的一端接12V直流电源正极VCC，按键开关AN1的另一端接运算放大器A的第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A的第2脚，运算放大器A的第4脚接电路地GND；
(2)输出电平分压电路中的运算放大器A的第1脚接电阻R3的一端，电阻R3的另一端与运算放大器A的第3脚和电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端接电路地GND。
2.根据权利要求1所述的二档自锁互锁开关电路，其特征是：直流电源分压电路中的电阻R1的一端接12V直流电源正极VCC，电阻R1的另一端与电阻R2的一端、运算放大器A的第2脚相连，电阻R2的另一端接电路地GND。
3.根据权利要求1所述的二档自锁互锁开关电路，其特征是：第二档自锁互锁开关电路的结构及元件连接方式与第一档自锁互锁开关电路结构及元件连接方式相同。
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