CN215222143U - 一种由运算放大器组成的起保停控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种由运算放大器组成的起保停控制电路，包括启动按钮S1、停止按钮S2、输出端OUT和运算放大器比较模块；所述启动按钮S1是常开按钮，用于提供启动的输入控制信号；所述停止按钮S2是常开按钮，用于提供停止的输入控制信号；所述的输出端OUT用于传输、驱动或指示给下一级电路；所述的运算放大器比较模块用于实现启动、保持和停止功能。与现有技术相比，本发明提供的一种由运算放大器组成的起保停控制电路，不但克服了现有技术中采用纯电磁继电器、PLC和MCU方式实现起保停控制的缺陷，而且还能继承安全可靠的优势，给电气控制领域增添了一个能够同时满足结构简单、成本低、体积小和功耗低的技术应用方面选择。

Description

一种由运算放大器组成的起保停控制电路

技术领域

本发明涉及电气控制领域，特别是涉及一种由运算放大器组成的起保停控制电路。

背景技术

在电气控制领域，通常把能够实现启动、保持（自锁）和停止功能的基本控制电路简称为起保停控制电路，它设置有明显的、利于操作的启动和停止按钮，用来接通和分断所控制的电路，就像应用在计算机中的ROM一样，具有“失电易失、得电不易失”的“记忆保持”功能，即当控制电路在失电后会自动断开所控制的电路，在复电后须重新由人工优先干预来实现操作，此时按下启动按钮后，会“记忆”保持为得电的启动工作状态；此时再按下停止按钮后，会“记忆”保持为失电的停止工作状态；正因为有了这样可靠的安全优势，从诞生之日起，一直被广大业者普遍应用。

现阶段起保停控制电路主要采用纯电磁继电器、PLC和MCU方式实现控制，其中电磁继电器方式为纯硬件控制，PLC和MCU方式为软件与硬件结合控制。

发明人在实现本发明实施例过程中发现：

现有技术中采用纯电磁继电器，虽然可靠，但是体积大和成本相对较高，尤其是采用纯电磁继电器控制方式功耗较大；而采用PLC方式控制和MCU方式控制，虽然体积减小，但是软硬件开发成本相对较高。因此，当前在电气控制领域缺少不但能兼顾具有安全可靠优势，而且能够同时满足结构简单、成本低、体积小和功耗低的起保停控制电路。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种由运算放大器组成的起保停控制电路。

本发明所采用的技术方案是：

一种由运算放大器组成的起保停控制电路，包括启动按钮S1、停止按钮S2、输出端OUT和运算放大器比较模块；其中运算放大器比较模块包含同相输入端基准电路、反相输入端基准电路、保持电路和运算放大器U1；

所述启动按钮S1是常开按钮，用于提供启动的输入控制信号；所述停止按钮S2是常开按钮，用于提供停止的输入控制信号；输出端OUT连接用于传输、驱动或指示给下一级电路；

所述同相输入端基准电路用于提供基准电压至运算放大器U1的同相输入端，包含偏置电阻R1、偏置电阻R2和隔离二极管D1，偏置电阻R1一端连接电源VCC，另一端连接偏置电阻R2的一端和隔离二极管D1的阳极，偏置电阻R2的另一端接地，隔离二极管D1的阴极连接所述启动按钮S1的一端；

所述反相输入端基准电路用于提供基准电压至运算放大器U1的反相输入端，包含偏置电阻R3和偏置电阻 R4，偏置电阻R3的一端连接电源VCC，另一端连接基准电阻R4的一端和运算放大器U1的反相输入端，偏置电阻R4的另一端接地；

所设置的同相输入端基准电压值大于反相输入端基准电压值；

所述保持电路包含限流电阻R5和隔离二极管D2，限流电阻R5的一端连接运算放大器U1的输出端OUT，另一端连接隔离二极管D2的阳极，隔离二极管D2的阴极连接运算放大器U1的同相输入端、停止按钮S2的一端和启动按钮S1的另一端，停止按钮S2的另一端接地；

当运算放大器U1输出高电平时，相关运算放大器U1的电源设置应保证输出端OUT电压值大于同相输入端电压值与隔离二极管D2的两端电压降值之和。

刚上电时，启动按钮S1和停止按钮S2均未动作，虽然所设置的同相输入端基准电压值大于反相输入端基准电压值，但是由于启动按钮S1尚未闭合，实际上运算放大器U1同相输入端的输入电压小于反相输入端的输入电压，此时运算放大器U1输出端OUT为低电平；

当按下启动按钮S1时，同相输入端基准电压值大于反相输入端基准电压值，运算放大器U1输出端OUT为高电平，高电平经过保持电路中的限流电阻R5和隔离二极管D2，输送回运算放大器U1的同相输入端，维持运算放大器U1持续输出高电平，实现启动保持功能；

当按下停止按钮S2时，反相输入端基准电压值大于同相输入端基准电压值，运算放大器U1输出端OUT为低电平，实现停止保持功能。

进一步地，在同相输入端基准电路和运算放大器U1之间增加缓冲电容C1，即缓冲电容C1的一端连接隔离二极管D1的阳极，或隔离二极管D1的阴极，或启动按钮S1的一端，或启动按钮S1的另一端，而缓冲电容C1的另一端接地。

进一步地，所述隔离二极管D1和启动按钮S1互换位置，即隔离二极管D1的阳极连接启动按钮S1的一端，其阴极连接运算放大器U1的同相输入端。

进一步地，所述启动按钮S1替换为机械开关S3，停止按钮S2替换为机械开关S4。

本发明的有益效果是，本发明提供的一种由运算放大器组成的起保停控制电路与现有技术相比如下：

（1）对比采用纯电磁继电器，体积减小和成本降低；尤其是对比采用纯电磁继电器方式控制，功耗有较大减少；

（2）对比采用PLC方式控制和MCU方式控制，减少了软硬件开发成本；

总之，本方案提供的一种由运算放大器组成的起保停控制电路，不但克服了现有技术中采用纯电磁继电器、PLC和MCU方式实现起保停控制的缺陷，而且也同样能继承安全可靠的优势，并给电气控制领域增添了一种能够同时满足结构简单、成本低、体积小和功耗低的技术应用方面选择。

附图说明

图1为本发明一种由运算放大器组成的起保停控制电路第一个典型示意图。

图2为本发明一种由运算放大器组成的起保停控制电路第二个典型示意图。

图3为本发明一种由运算放大器组成的起保停控制电路第三个典型示意图。

图4为本发明一种由运算放大器组成的起保停控制电路第四个典型示意图。

图5为本发明一种由运算放大器组成的起保停控制电路一个具体实例。

图6为本发明一种由运算放大器组成的起保停控制电路另一个具体实例。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

如图1所示，为本发明一种由运算放大器组成的起保停控制电路第一个典型示意图，包括启动按钮S1、停止按钮S2、输出端OUT和运算放大器比较模块；其中运算放大器比较模块包含同相输入端基准电路、反相输入端基准电路、保持电路和运算放大器U1；

所述启动按钮S1是常开按钮，用于提供启动的输入控制信号；所述停止按钮S2是常开按钮，用于提供停止的输入控制信号；输出端OUT连接用于传输、驱动或指示给下一级电路；

所述同相输入端基准电路用于提供基准电压至运算放大器U1的同相输入端，包含偏置电阻R1、偏置电阻R2和隔离二极管D1，偏置电阻R1一端连接电源VCC，另一端连接偏置电阻R2的一端和隔离二极管D1的阳极，偏置电阻R2的另一端接地，隔离二极管D1的阴极连接所述启动按钮S1的一端；

所述反相输入端基准电路用于提供基准电压至运算放大器U1的反相输入端，包含偏置电阻R3和偏置电阻 R4，偏置电阻R3的一端连接电源VCC，另一端连接基准电阻R4的一端和运算放大器U1的反相输入端，偏置电阻R4的另一端接地；

所设置的同相输入端基准电压值大于反相输入端基准电压值；

所述保持电路包含限流电阻R5和隔离二极管D2，限流电阻R5的一端连接运算放大器U1的输出端OUT，另一端连接隔离二极管D2的阳极，隔离二极管D2的阴极连接运算放大器U1的同相输入端、停止按钮S2的一端和启动按钮S1的另一端，停止按钮S2的另一端接地；

当运算放大器U1输出高电平时，相关运算放大器U1的电源设置应保证输出端OUT电压值大于同相输入端电压值与隔离二极管D2的两端电压降值之和。

刚上电时，启动按钮S1和停止按钮S2均未动作，虽然所设置的同相输入端基准电压值大于反相输入端基准电压值，但是由于启动按钮S1尚未闭合，实际上运算放大器U1同相输入端的输入电压小于反相输入端的输入电压，此时运算放大器U1输出端OUT为低电平；

当按下启动按钮S1时，同相输入端基准电压值大于反相输入端基准电压值，运算放大器U1输出端OUT为高电平，高电平经过保持电路中的限流电阻R5和隔离二极管D2，输送回运算放大器U1的同相输入端，使得同相输入端基准电压值一直大于反相输入端基准电压值，运算放大器U1持续输出高电平，实现启动保持功能；

当按下停止按钮S2时，反相输入端基准电压值大于同相输入端基准电压值，运算放大器U1输出端OUT为低电平，实现停止保持功能。

如图2所示，为本发明一种由运算放大器组成的起保停控制电路第二个典型示意图，是在图1的基础上，在同相输入端基准电路和运算放大器U1之间增加缓冲电容C1，即缓冲电容C1的一端连接隔离二极管D1的阳极，或隔离二极管D1的阴极，或启动按钮S1的一端，或启动按钮S1的另一端，而缓冲电容C1的另一端接地。

如图3所示，为本发明一种由运算放大器组成的起保停控制电路第三个典型示意图，是在图1的基础上，将所述隔离二极管D1和启动按钮S1互换位置，即隔离二极管D1的阳极连接启动按钮S1的一端，其阴极连接运算放大器U1的同相输入端。

如图4所示，为本发明一种由运算放大器组成的起保停控制电路第四个典型示意图，是在图1的基础上，将所述启动按钮S1替换为机械开关S3，停止按钮S2替换为机械开关S4。

如图5所示，为本发明一种由运算放大器组成的起保停控制电路一个具体实例，其工作过程与图1的典型示意图大致相同，其中起关键作用器件是：运算放大器U1，采用型号是LM324，隔离二极管D1和隔离二极管D2，采用的采用型号是1N4148；另外，输出端OUT外接了一个由限流电阻R6与发光二极管LED串联的支路到电源地，用于指示起保停电路工作状态；在进行相应动作后，即当发光二极管LED亮时，输出端OUT为高电平，用作启动和保持后的动作指示；当发光二极管LED灭时，输出端OUT为低电平，用作停止后的动作指示。

如图6所示，为本发明一种由运算放大器组成的起保停控制电路另一个具体实例，其工作过程与图5的具体实例大致相同，不同的是，输出端OUT外接了一个三极管Q1驱动继电器J1的开关电路，其中三极管Q1型号为S8050，继电器J1型号为HF46-5-HS1，续流二极管D3为1N4148；在进行相应动作后，即当输出端OUT为高电平时，继电器J1执行得电动作；当输出端OUT为低电平时，继电器J1执行失电动作。

Claims (4)

1.一种由运算放大器组成的起保停控制电路，其特征在于，包括启动按钮S1、停止按钮S2、输出端OUT和运算放大器比较模块；其中运算放大器比较模块包含同相输入端基准电路、反相输入端基准电路、保持电路和运算放大器U1；

所述启动按钮S1是常开按钮，用于提供启动的输入控制信号；所述停止按钮S2是常开按钮，用于提供停止的输入控制信号；输出端OUT连接运算放大器U1的输出端，用于传输、驱动或指示给下一级电路；

所述同相输入端基准电路用于提供基准电压至运算放大器U1的同相输入端，包含偏置电阻R1、偏置电阻R2和隔离二极管D1，偏置电阻R1一端连接电源VCC，另一端连接偏置电阻R2的一端和隔离二极管D1的阳极，偏置电阻R2的另一端接地，隔离二极管D1的阴极连接所述启动按钮S1的一端；

所述反相输入端基准电路用于提供基准电压至运算放大器U1的反相输入端，包含偏置电阻R3和偏置电阻 R4，偏置电阻R3的一端连接电源VCC，另一端连接基准电阻R4的一端和运算放大器U1的反相输入端，偏置电阻R4的另一端接地；

所设置的同相输入端基准电压值大于反相输入端基准电压值；

所述保持电路包含限流电阻R5和隔离二极管D2，限流电阻R5的一端连接运算放大器U1的输出端，另一端连接隔离二极管D2的阳极，隔离二极管D2的阴极连接运算放大器U1的同相输入端、停止按钮S2的一端和启动按钮S1的另一端，停止按钮S2的另一端接地；

当运算放大器U1输出高电平时，相关运算放大器U1的电源设置应保证其输出端OUT电压值大于同相输入端电压值与隔离二极管D2的电压降值之和。

2.根据权利要求1所述的一种由运算放大器组成的起保停控制电路，其特征在于，在同相输入端基准电路和运算放大器U1之间增加缓冲电容C1，即缓冲电容C1的一端连接隔离二极管D1的阳极，或隔离二极管D1的阴极，或启动按钮S1的一端，或启动按钮S1的另一端，而缓冲电容C1的另一端接地。

3.根据权利要求1至权利要求2任一所述的一种由运算放大器组成的起保停控制电路，其特征在于，隔离二极管D1和启动按钮S1互换位置，即隔离二极管D1的阳极连接启动按钮S1的一端，其阴极连接运算放大器U1的同相输入端。

4.根据权利要求1至权利要求3任一所述的一种由运算放大器组成的起保停控制电路，其特征在于，启动按钮S1替换为机械开关S3，停止按钮S2替换为机械开关S4。

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