实用新型内容
本申请的目的在于提供一种开关控制电路、电子设备、配电设备,旨在解决目前的开关控制电路在多路触发时存在误触发导致安全隐患的问题。
为了解决上述技术问题,本申请实施例第一方面提供了开关控制电路,所述开关控制电路包括第一开关电路、第二开关电路、光耦隔离电路和上拉电路;
所述第一开关电路的第一端用于与第一电源连接,所述第一开关电路的第二端与所述第二开关电路的第一端连接,所述光耦隔离电路的第一端用于与所述第一电源连接,所述光耦隔离电路的第二端与所述第二开关电路的第二端接地,所述光耦隔离电路的第三端用于通过所述上拉电路与第二电源连接,所述光耦隔离电路的第三端还连接所述开关控制电路的信号输出端,所述光耦隔离电路的第四端接地;
所述第一开关电路的控制端与第一急停开关连接,所述第一开关电路用于在所述第一急停开关导通时断开,或在所述第一急停开关断开时导通;
所述第二开关电路的控制端与第二急停开关连接,所述第二开关电路用于在所述第二急停开关导通时断开,或在所述第二急停开关断开时导通;
所述光耦隔离电路用于在所述第一开关电路和所述第二开关电路均导通时,通过所述信号输出端输出第一控制信号给目标开关,所述光耦隔离电路还用于在所述第一开关电路或所述第二开关电路断开时,通过所述信号输出端输出第二控制信号给所述目标开关,所述第一控制信号用于控制所述目标开关导通,所述第二控制信号用于控制所述目标开关断开。
在一个实施例中,所述开关控制电路还包括限流电路;
所述限流电路的第一端与所述第一电源相连接,所述限流电路的第二端分别与所述第一开关电路的第一端、所述光耦隔离电路的第一端连接;
所述限流电路,用于限制所述第一电源输出给所述第一开关电路或所述光耦隔离电路的电流大小。
在一个实施例中,所述开关控制电路还包括滤波电路;
所述滤波电路的第一端与所述光耦隔离电路的第二端连接,所述滤波电路的第二端与所述第二开关电路的第二端连接;
所述滤波电路用于滤除所述第一开关电路或者第二开关电路断开时的抖动电压。
在一个实施例中,所述限流电路包括一个限流电阻,所述限流电阻的第一端与所述第一电源相连接,所述限流电阻的第二端与所述光耦隔离电路的第一端连接;或者
所述限流电路包括多个限流电阻,多个所述限流电阻串联或者并联连接组成限流单元,所述限流单元的第一端与所述第一电源相连接,所述限流单元的第二端与所述光耦隔离电路的第一端连接。
在一个实施例中,所述滤波电路包括:滤波电容、滤波电阻;
所述滤波电容的第一端与所述滤波电阻的第一端共接于所述光耦隔离电路的第二端,所述滤波电容的第二端与所述滤波电阻的第二端共接于所述第二开关电路的第二端。
在一个实施例中,所述上拉电路包括一个上拉电阻,所述上拉电阻的第一端与所述第二电源连接,所述上拉电阻的第二端与所述信号输出端连接;或者
所述上拉电路包括多个上拉电阻,多个所述上拉电阻串联或者并联连接组成上拉单元,所述上拉单元的第一端与所述第二电源连接,所述上拉单元的第二端与所述信号输出端连接。
本申请实施例第二方面还提供了一种开关控制电路,所述开关控制电路包括第一开关电路、第二开关电路、光耦隔离电路和上拉电路;
所述第一开关电路的第一端用于与第一电源连接,所述第一开关电路的第二端与所述第二开关电路的第一端连接,所述第二开关电路的第二端与所述光耦隔离电路的第一端连接,所述光耦隔离电路的第二端接地,所述光耦隔离电路的第三端用于通过所述上拉电路与第二电源连接,所述光耦隔离电路的第三端还连接所述开关控制电路的信号输出端,所述光耦隔离电路的第四端接地;
所述第一开关电路的控制端与第一急停开关连接,所述第一开关电路用于在所述第一急停开关导通时断开,或在所述第一急停开关断开时导通;
所述第二开关电路的控制端与第二急停开关连接,所述第二开关电路用于在所述第二急停开关导通时断开,或在所述第二急停开关断开时导通;
所述光耦隔离电路用于在所述第一开关电路和所述第二开关电路均导通时,通过所述信号输出端输出第一控制信号给目标开关,所述光耦隔离电路还用于在所述第一开关电路或所述第二开关电路断开时,通过所述信号输出端输出第二控制信号给所述目标开关,所述第一控制信号用于控制所述目标开关导通,所述第二控制信号用于控制所述目标开关断开。
在一个实施例中,所述开关控制电路还包括限流电路;
所述限流电路的第一端与所述第二开关电路的第二端连接,所述限流电路的第二端与所述光耦隔离电路的第一端连接,所述限流电路用于在所述第一开关电路和所述第二开关电路均导通时,限制所述第一电源流入所述光耦隔离电路的第一端的电流大小。
本申请实施例第三方面还提供了一种电子设备,包括:第一急停开关、第二急停开关、目标开关以及如上述任意一项所述的开关控制电路。
本申请实施例第四方面还提供了一种配电设备,包括:第一急停开关、第二急停开关、目标开关以及如上述任意一项所述的开关控制电路。
本申请实施例的有益效果:
通过第一开关电路与第二开关电路组成串联开关电路,该串联开关电路与第一电源以及光耦隔离电路的第一端、第二端串联或者并联,光耦隔离电路的第三端通过上拉电路与第二电源连接,第一开关电路和第二开关电路的控制端分别连接第一急停开关和第二急停开关,光耦隔离电路用于在第一开关电路和第二开关电路均导通时,通过信号输出端输出第一控制信号给目标开关,光耦隔离电路还用于在第一开关电路或第二开关电路断开时,通过信号输出端输出第二控制信号给目标开关,第一控制信号用于控制目标开关导通,第二控制信号用于控制所述目标开关断开,从而解决了目前的开关控制电路在多路触发时存在误触发导致安全隐患的问题。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外,术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象,而非用于描述特定顺序。
配电设备可以连接电网的电能输入,还可以连接电池包的电能输入,并通过不同的输入开关分别控制电网和电池包的输入,其中,配电设备还设置有多个输出开关,可以通过多个输出开关分别控制多条支路进行输出。如图1所示,配电设备可以连接电网输入,还可以连接电池包输入,并通过输入开关K1和输入开关K2分别控制电网和电池包的输入。其中,配电设备还设置有多个输出开关KO,可以通过多个输出开关KO分别控制多条支路进行输出。
然而,配电设备在使用时,经常会因为突发状况需要进行急停,例如,图1中通过急停开关和远端急停开关向微处理器(Microcontroller Unit,MCU)发送急停控制信号,然后由MCU控制输入开关K1、输入开关K2以及输出开关KO的开关状态。在现有的技术方案中,对于远端设置的急停开关,必须需要另外一个控制电路来进行,存在电路结构复杂、成本较高的问题。而且,现有的两个急停开关控制电路在触发时容易相互干扰,不利于配电设备的急停操作,存在较大的安全隐患。
为了解决上述技术问题,本申请实施例提供了开关控制电路,参见图2所示,开关控制电路包括第一开关电路200、第二开关电路300、光耦隔离电路400和上拉电路500。
具体的,第一开关电路200的第一端用于与第一电源110连接,第一开关电路200的第二端与第二开关电路300的第一端连接,光耦隔离电路400的第一端用于与第一电源110连接,光耦隔离电路400的第二端与第二开关电路300的第二端接地,光耦隔离电路400的第三端用于通过上拉电路500与第二电源120连接,光耦隔离电路400的第三端还连接开关控制电路的信号输出端630,光耦隔离电路400的第四端接地。
在本实施例中,第一开关电路200的控制端与第一急停开关连接,第一开关电路200用于在第一急停开关导通时断开,第二开关电路300的控制端与第二急停开关连接,第二开关电路300用于在第二急停开关导通时断开,光耦隔离电路400用于在第一开关电路200和第二开关电路300均导通时,通过信号输出端630输出第一控制信号给目标开关,光耦隔离电路400还用于在第一开关电路200或第二开关电路300断开时,通过信号输出端630输出第二控制信号给目标开关,第一控制信号用于控制目标开关导通,第二控制信号用于控制目标开关断开。
在一个实施例中,第一开关电路200还可以用于在该第一急停开关断开时导通,第二开关电路300还可以用于在该第二急停开关断开时导通。
在一个实施例中,目标开关可以为图1中的输入开关K1、输入开关K2以及输出开关KO中的一个或者多个。
在一个实施例中,第一控制信号和第二控制信号不同时为高电平,该高电平的电压范围可以为2-4V,例如3.3V。
在一个实施例中,第一控制信号为低电平,第二控制信号为高电平。
在一个实施例中,第一控制信号为高电平,第二控制信号为低电平。
在一些实施例中,信号输出端630与目标开关之间还可以连接主控电路,主控电路基于信号输出端630的电压控制目标开关的开关状态。例如,若主控电路接收到第一控制信号,则由主控电路控制目标开关导通,若主控电路接收到第二控制信号,则由主控电路控制目标开关断开。
在一个实施例中,参见图3所示,开关控制电路还包括限流电路710。
在本实施例中,限流电路710的第一端与第一电源110相连接,限流电路710的第二端分别与第一开关电路200的第一端、光耦隔离电路400的第一端连接;限流电路710用于限制第一电源110输出给第一开关电路200或光耦隔离电路400的电流大小。
在本实施例中,通过限流电路710串联于第一电源110与光耦隔离电路400的第一端与第二端之间,对第一电源110流出的电流进行限流处理,避免流过光耦隔离电路400的第一端与第二端之间的电流过大导致器件损坏。
在一个实施例中,参见图4所示,开关控制电路还包括滤波电路720。
在本实施例中,滤波电路720的第一端与光耦隔离电路400的第二端连接,滤波电路720的第二端与第二开关电路300的第二端连接,滤波电路720用于滤除第一开关电路200或者第二开关电路300断开时的抖动电压。
在一个实施例中,限流电路710包括一个限流电阻,限流电阻的第一端与第一电源110相连接,限流电阻的第二端与光耦隔离电路400的第一端连接。
在一个实施例中,限流电路710包括多个限流电阻,多个限流电阻串联或者并联连接组成限流单元,限流单元的第一端与第一电源110相连接,限流单元的第二端与光耦隔离电路400的第一端连接。
在一个实施例中,参见图5所示,限流电路710包括第一限流电阻Rs1和第二限流电阻Rs2,第一限流电阻Rs1的第一端与第二限流电阻Rs2的第一端共接于第一电源110,第一限流电阻Rs1的第二端与第二限流电阻Rs2的第二端共接于光耦隔离电路400的第一端。
在一个实施例中,参见图5所示,滤波电路720包括:滤波电容Cv1、滤波电阻Rv1。
具体的,滤波电容Cv1的第一端与滤波电阻Rv1的第一端共接于光耦隔离电路400的第二端,滤波电容Cv1的第二端与滤波电阻Rv1的第二端共接于该第二开关电路300的第二端后接地。
在本实施例中,当第一开关电路200或者第二开关电路300断开时,由于第一开关电路200和第二开关电路300串联,此时由第一电源110流经第一开关电路200、第二开关电路300的回路断开,电流经由光耦隔离电路400的第一端和其第二端流向地,通过在光耦隔离电路400的第二端设置由滤波电容Cv1、滤波电阻Rv1组成的RC滤波电路720,可以滤除第一开关电路200或者第二开关电路300断开时的抖动电压,避免第一开关电路200或者第二开关电路300断开时导致的电路异常。
在一个实施例中,上拉电路500包括一个上拉电阻,上拉电阻的第一端与第二电源120连接,上拉电阻的第二端与信号输出端630连接。
在一个实施例中,参见图5所示,上拉电路500包括第一上拉电阻Ra1,第一上拉电阻Ra1的第一端与第二电源120连接,第一上拉电阻Ra1的第二端与信号输出端630连接。
具体的,当光耦隔离电路400的第一端和其第二端之间连接时,光耦隔离电路400的第三端和其第四端之间导通,此时由于光耦隔离电路400的第四端接地,信号输出端630的电压被拉低。当光耦隔离电路400的第一端和其第二端之间断开时,光耦隔离电路400的第三端和其第四端之间关断,此时由于光耦隔离电路400的第三端通过上拉电路500连接至第二电源120,信号输出端630的电压被拉高。
在一个实施例中,上拉电路500包括多个上拉电阻,多个上拉电阻串联或者并联连接组成上拉单元,上拉单元的第一端与第二电源120连接,上拉单元的第二端与信号输出端630连接。
在一个实施例中,第一电源110和第二电源120提供的电压不同。
在一个实施例中,第一电源110的电压可以为5V。
在一个实施例中,第二电源120提供的电压可以为3.3V。
在一个实施例中,第一开关电路200可以为继电器开关或者MOS管。
在一个实施例中,第二开关电路300可以为继电器开关或者MOS管。
正常使用的情况下,第一开关电路200和第二开关电路300都处于闭合状态,此时第一电源110的电能通过第一限流电阻Rs1后,再经过第一开关电路200和第二开关电路300到达接地端,此时,光耦隔离电路400的第一端和第二端不导通,因此,对应的光耦隔离电路400的第三端与第四端也不导通,此时,第二电源120就可以传输到信号输出端630,此时信号输出端630为高电平,与信号输出端630连接的主控电路控制目标开关保持现有的工作状态,配电设备可以正常进行电能输出。
当第一开关电路200和第二开关电路300中任意一个断开时,即配电设备的第一急停开关和第二急停开关中任意一个接收到急停信号时,就会控制对应的开关电路断开。此时第一电源110的电能无法经过第一开关电路200和第二开关电路300到达接地端。第一电源110的电能通过第二限流电阻Rs2以及光耦隔离电路400的第一端和第二端后再经过滤波电阻Rv1到达接地端,此时,光耦隔离电路400的第一端和第二端导通。对应的光耦隔离电路400的第三端与第四端也导通,此时,第二电源120就通过光耦隔离电路400的第三端与第四端到达接地端,因此,传输到信号输出端630的电压信号是低电平信号,因此,与信号输出端630连接的主控电路控制目标开关断开,配电设备就断开输出。
本申请实施例还提供了一种开关控制电路,参见图6所示,开关控制电路包括第一开关电路200、第二开关电路300、光耦隔离电路400和上拉电路500。
第一开关电路200的第一端用于与第一电源110连接,第一开关电路200的第二端与第二开关电路300的第一端连接,第二开关电路300的第二端与光耦隔离电路400的第一端连接,光耦隔离电路400的第二端接地,光耦隔离电路400的第三端用于通过上拉电路500与第二电源120连接,光耦隔离电路400的第三端还连接开关控制电路的信号输出端630,光耦隔离电路400的第四端接地。
第一开关电路200的控制端与第一急停开关连接,第一开关电路200用于在第一急停开关导通时断开,或在急停开关断开时导通;第二开关电路300的控制端与第二急停开关连接,第二开关电路300用于在第二急停开关导通时断开,或在急停开关断开时导通;光耦隔离电路400用于在第一开关电路200和第二开关电路300均导通时,通过信号输出端630输出第一控制信号给目标开关,光耦隔离电路400还用于在第一开关电路200或第二开关电路300断开时,通过信号输出端630输出第二控制信号给目标开关,第一控制信号用于控制目标开关导通,第二控制信号用于控制目标开关断开。
在一个实施例中,参见图7所示,开关控制电路还包括限流电路710。
具体的,限流电路710的第一端与第二开关电路300的第二端连接,限流电路710的第二端与光耦隔离电路400的第一端连接,限流电路710用于在第一开关电路200和第二开关电路300均导通时,限制第一电源110流入光耦隔离电路400的第一端的电流大小。
在本实施例中,通过限流电路710串联于第一电源110与光耦隔离电路400的第一端与第二端之间,对第一电源110流出的电流进行限流处理,避免流过光耦隔离电路400的第一端与第二端之间的电流过大导致器件损坏。
在一个实施例中,参见图8所示,本实施例中的开关控制电路还包括第一分压电阻Rb1和第二分压电阻Rb2。
具体的,第一分压电阻Rb1的第一端与光耦隔离电路400的第一端连接,第一分压电阻Rb1的第二端与第二分压电阻Rb2的第一端共接于光耦隔离电路400的第二端连接,第二分压电阻Rb2的第二端接地。
在本实施例中,通过第一分压电阻Rb1和第二分压电阻Rb2组成分压电路,该分压电路连接于光耦隔离电路400的第一端与第二端,通过分压电路可以减小光耦隔离电路400的第一端与第二端两端的电压,避免光耦隔离电路400的第一端与第二端两端的电压过高导致器件损坏。
在正常使用的情况下,第一开关电路200和第二开关电路300都处于闭合状态,因此,光耦隔离电路400的第一端与第二端导通,此时,通过信号输出端630输出低电平信号,目标开关导通。当第一开关电路200和第二开关电路300中任意一个断开时,光耦隔离电路400的第一端与第二端断开,此时,通过信号输出端630输出高电平信号,目标开关断开。
在一个实施例中,光耦隔离电路400包括光耦隔离芯片U1,光耦隔离芯片U1的第一引脚连接第二开关电路300的第二端,光耦隔离芯片U1的第二引脚接地,光耦隔离芯片U1的第三引脚连接信号输出端630,光耦隔离芯片U1的第四引脚接地。
本申请实施例还提供了一种电子设备,包括:第一急停开关、第二急停开关、目标开关以及如上述任意一项的开关控制电路。
在本实施例中,电子设备可以为需要两个急停开关进行急停的用电设备,其中,第一急停开关和第二急停开关设置在不同的位置。
在一个具体应用实施例中,第一急停开关和第二急停开关可以分别设置在不同的房间,例如,第一急停开关设置于用电设备现场,第二急停开关设置在总控室。
在一个具体应用实施例中,目标开关可以为图1中的输入开关K1、输入开关K2以及输出开关KO。
本申请实施例还提供了一种配电设备,包括:第一急停开关、第二急停开关、目标开关以及如上述任意一项的开关控制电路。
在本实施例中,第一开关电路200的控制端与第一急停开关连接,第二开关电路300的控制端与第二急停开关连接,第一急停开关可以作为配电设备的近端急停开关,在配电设备的近端急停开关闭合时,对应的第一开关电路200断开。
第二急停开关作为远端急停开关可以作为满足安规要求所设置的,距离配电设备一定距离的开关。
在一些实施例中,第二急停开关作为远端急停开关可以与配电设备通过有线连接,第一急停开关与第二急停开关之间的距离范围达到十米以上,以便用户在远端控制配电设备进行急停。例如,在家庭的每一层都可以设置一个远端急停开关,这样用户可以在需要急停时,直接打开每一层的远端急停开关即可。
本申请实施例的有益效果:
通过第一开关电路与第二开关电路组成串联开关电路,该串联开关电路与第一电源以及光耦隔离电路的第一端、第二端串联或者并联,光耦隔离电路的第三端与通过上拉电路与第二电源连接,第一开关电路和第二开关电路的控制端分别连接第一急停开关和第二急停开关,光耦隔离电路用于在第一开关电路和第二开关电路均导通时,通过信号输出端输出第一控制信号给目标开关,光耦隔离电路还用于在第一开关电路或第二开关电路断开时,通过信号输出端输出第二控制信号给目标开关,第一控制信号用于控制目标开关导通,第二控制信号用于控制所述目标开关断开,从而解决了目前的开关控制电路在多路触发时存在误触发导致安全隐患的问题。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。