CN220510980U - 一种抱闸电源电路和电梯抱闸控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种抱闸电源电路和电梯抱闸控制系统，该抱闸电源电路包括降压电路、电压采样电路和可调运放电路；降压电路包括控制电路和开关管，开关管与控制电路连接，且用于连接电源；电压采样电路与降压电路的输出端连接，用于对降压电路的输出端的输出电压进行采样而得到采样电压；可调运放电路的输入端与电压采样电路的输出端连接，可调运放电路的输出端与控制电路连接，用于对采样电压基于可调的参考电压进行放大而得到反馈电压，并发送至控制电路，以使控制电路基于反馈电压调整开关管的占空比。通过上述方式，本申请能够拓宽抱闸电源电路的输出电压范围。

Description

一种抱闸电源电路和电梯抱闸控制系统

技术领域

本申请涉及电子电力技术领域，特别是涉及一种抱闸电源电路和电梯抱闸控制系统。

背景技术

电梯中需要有抱闸设备，主要起制动作用，抱闸电源电路作为抱闸线圈的供电电源，其性能优劣将直接影响抱闸的性能，进而影响乘梯体验。

在抱闸电源电路运行过程中，需要实时采样电路的输出电压，以对电路中的开关管进行占空比的调控。目前，主要是使用抱闸电源电路中的控制芯片自带运放进行输出电压的采样，限制了电路输出电压的范围。

实用新型内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种抱闸电源电路和电梯抱闸控制系统，能够拓宽抱闸电源电路的输出电压范围。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种抱闸电源电路，该抱闸电源电路包括降压电路、电压采样电路和可调运放电路；降压电路包括控制电路和开关管，开关管与控制电路连接，且用于连接电源；电压采样电路与降压电路的输出端连接，用于对降压电路的输出端的输出电压进行采样而得到采样电压；可调运放电路的输入端与电压采样电路的输出端连接，可调运放电路的输出端与控制电路连接，用于对采样电压基于可调的参考电压进行放大而得到反馈电压，并发送至控制电路，以使控制电路基于反馈电压调整开关管的占空比。

其中，可调运放电路包括第一运算放大器，第一运算放大器的反相输入端与电压采样电路的输出端连接，第一运算放大器的同相输入端接入可调的参考电压，第一运算放大器的输出端与控制电路连接。

其中，控制电路包括控制芯片，控制芯片包括第一管脚和第二管脚，第一管脚与可调运放电路的输出端连接，第二管脚与开关管连接。

其中，电压采样电路包括差分采样电路和比例电路，差分采样电路的一输入端与降压电路的输出端的一端连接，差分采样电路的另一输入端与降压电路的输出端的另一端连接，差分采样电路的输出端与比例电路的一端连接，比例电路的另一端与可调运放电路的输入端连接。

其中，差分采样电路包括第二运算放大器、第一电阻和第二电阻，第二运算放大器的同相输入端通过第一电阻与降压电路的输出端的一端连接，第二运算放大器的反相输入端通过第二电阻与降压电路的输出端的另一端连接，第二运算放大器的输出端与比例电路的一端连接。

其中，比例电路包括呈比例设置的第三电阻和第四电阻，第三电阻的一端与差分采样电路的输出端连接，第三电阻的另一端与可调运放电路的输入端和第四电阻的一端连接，第四电阻的一端与可调运放电路的输入端连接，第四电阻的另一端接地。

其中，降压电路还包括二极管、电感和负载电阻，开关管、电感和负载电阻依序串联，二极管并联至电感的前端，且二极管的正极用于与电源的负极连接，二极管的负极用于与电源的正极连接。

其中，开关管为三极管、金属氧化物半导体场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管中的一者。

其中，开关管为金属氧化物半导体场效应晶体管，金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极与控制电路连接，金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极用于与电源的正极连接，金属氧化物半导体场效应晶体管的源极用于与电源的负极连接。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种电梯抱闸控制系统，电梯抱闸控制系统包括互相连接的抱闸电源电路和抱闸线圈，抱闸电源电路为上述的抱闸电源电路。

上述技术方案，可调运放电路是额外设置的，而并非控制电路自带的内部运放，所以，可调运放电路接入的参考电压可调。由于可调运放电路接入的参考电压是可调的，所以能够调节基于采样电压生成的反馈电压，从而能够调节控制电路基于反馈电压确定的开关管的占空比，进而能够调节降压电路的输出电压；即，通过设置可调运放电路接入的参考电压可调，能够灵活调整降压电路的输出电压，实现拓宽输出电压的范围，以使得抱闸电源电路适配不同的抱闸线圈。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本申请提供的抱闸电源电路一实施例的结构示意图。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

请参阅图1，图1是本申请提供的抱闸电源电路一实施例的结构示意图。本申请提供一种抱闸电源电路100，抱闸电源电路100包括降压电路10、电压采样电路20和可调运放电路30。整个抱闸电源电路100可以简化成一个BUCK电路，抱闸电源电路100由该BUCK电路构成主拓扑，并通过抱闸电源电路100中的电压采样电路20和可调运放电路30实时采样反馈电压，以使得降压电路10中的控制电路11基于反馈电压对降压电路10中的开关管12的占空比进行调控。

降压电路10包括开关管12，开关管12与控制电路11连接，且用于连接电源DC。在降压电路10与电源DC连接时，开关管12在降压电路10中起到导通和关断电流的作用；具体地，在开关管12导通时，电源DC的电流从电源DC的正极流出，为抱闸电源电路100中的相关器件供电，而在开关管12关断时，电源DC停止为抱闸电源电路100中的相关器件供电。控制电路11与开关管12连接，一方面，能够控制开关管12的导通和关断；另一方面，能够控制开关管12的导通时间和闭合时间，即，能够控制抱闸电源电路100在一个脉冲循环内通电时间相对于总时间所占的比例，实现对抱闸电源电路100的开关管12的占空比的调控。

电压采样电路20，与降压电路10的输出端连接，用于对降压电路10的输出端的输出电压进行采样而得到采样电压。也就是说，电压采样电路20的设置，能够确定降压电路10的输出电压。

可调运放电路30，可调运放电路30的输入端与电压采样电路20的输出端连接，可调运放电路30的输出端与控制电路11连接，用于对采样电压基于可调的参考电压进行放大而得到反馈电压，并发送至控制电路11，以使控制电路11基于反馈电压调控开光管12的占空比。也就是说，可调运放电路30是额外设置的，而并非控制电路11自带的内部运放，所以，可调运放电路30接入的参考电压可调。由于可调运放电路30接入的参考电压是可调的，所以能够调节基于采样电压生成的反馈电压，从而能够调节控制电路11基于反馈电压确定的开关管12的占空比，进而能够调节降压电路10的输出电压；即，通过设置可调运放电路30接入的参考电压可调，能够实现通过调节可调运放电路30接入的参考电压，对降压电路10的输出电压的调节，换句话说，通过设置可调运放电路30接入的参考电压可调，能够灵活调整降压电路10的输出电压，实现拓宽输出电压的范围，以使得抱闸电源电路100适配不同的抱闸线圈。

请继续参阅图1，在一实施方式中，电压采样电路20包括差分采样电路21和比例电路22，差分采样电路21的一输入端与降压电路10的输出端的一端连接，差分采样电路21的另一输入端与降压电路10的输出端的另一端连接，差分采样电路21的输出端与比例电路22的一端连接，比例电路22的另一端与可调运放电路30的输入端连接。也就是说，电压采样电路20可看作是差分比例运放电路，具体是通过对降压电路10的输出电压进行差分采样而得到采样电压。

在一具体实施方式中，差分采样电路21包括第二运算放大器211、第一电阻R1和第二电阻R2，第二运算放大器211的同相输入端通过第一电阻R1与降压电路10的输出端的一端连接，第二运算放大器211的反相输入端通过第二电阻R2与降压电路10的输出端的另一端连接，第二运算放大器211的输出端与比例电路22的一端连接。具体地，如图1所示，第二运算放大器211的同相输入端通过第一电阻R1与降压电路10的输出端的一端连接，即，第一电阻R1分到的电压输入第二运算放大器211的同相输入端；第二运算放大器211的反相输入端通过第二电阻R2与降压电路10的输出端的另一端连接，即，第二电阻R2分到的电压输入第二运算放大器211的反相输入端；第一电阻R1分到的电压和第二电阻R2分到的电压经过第二运算放大器211后，从第二运算放大器211的输出端输出电压V1。

在一具体实施方式中，比例电路22包括呈比例设置的第三电阻R3和第四电阻R4，第三电阻R3的一端与差分采样电路21的输出端连接，第三电阻R3的另一端与可调运放电路30的输入端和第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的一端与可调运放电路30的输入端连接，第四电阻R4的另一端接地。具体地，如图1所示，第二运算放大器211输出的电压V1经过比例电路22后，输出电压VFB，即，输出采样电压。

请继续参阅图1，在一实施方式中，可调运放电路30为第一运算放大器，第一运算放大器的反相输入端与电压采样电路20的输出端连接，第一运算放大器的同相输入端接入可调的参考电压vref，第一运算放大器的输出端与控制电路11连接。由于第一运算放大器的同相输入端接入的参考电压vref是可调的，所以第一运算放大器基于采样电压生成的反馈电压可调，从而能够使得控制电路11基于反馈电压确定的开关管12的占空比可调，进而能够调节降压电路10的输出电压；即，通过设置第一运算放大器接入的参考电压vref可调，能够实现通过调节第一运算放大器接入的参考电压vref，对降压电路10的输出电压的调节，换句话说，通过设置第一运算放大器接入的参考电压vref可调，能够灵活调整降压电路10的输出电压，实现拓宽输出电压的范围，以使得抱闸电源电路100适配不同的抱闸线圈。

请继续参阅图1，在一实施方式中，控制电路11包括控制芯片U1，控制芯片U1包括第一管脚(图1中的COMP管脚)和第二管脚(图1中的OUTPUT管脚)，第一管脚与可调运放电路30的输出端连接，第二管脚与开关管12连接。

在一具体实施方式中，控制芯片U1还包括VFB管脚、ISENSE管脚、RT/CT管脚、VREF管脚、VCC管脚和GND管脚。

请继续参阅图1，在一实施方式中，降压电路10还包括二极管D1、电感L和负载电阻13，开关管12、电感L和负载电阻13依序串接，二极管D1并联至电感L的前端，二极管D1的正极用于与电源DC的负极连接，二极管D1的负极用于与电源DC的正极连接。具体地，电源DC输出直接串联开关管12，开关管12、电感L和负载电阻13依序串接，二极管D1并联至电感L前端。闭合开关管12，电路通电，此时二极管D1是截止的，电流直接流向电感L，同时给负载电阻13供电。由于电感L的电流是不能突变的，是逐渐增加的，所以负载电阻13的电压逐渐增大。当负载电阻13的电压升高到需要的大小时，断开开关管12，此时电感L为了阻碍电流的消失，会感应出相反的电压，电感L的正负极性就发生了改变；此时，电感L就是电路中的电源，给负载电阻13供电，通过二极管D1形成回路。当电感L中的电流慢慢减小，负载电阻13的电压慢慢降低。开关管12闭合，进行新一轮的充电。

在一实施方式中，开关管12为三极管(Transistor)、金属氧化物半导体场效应晶体(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOS)管、绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)中的一者。

在一具体实施方式中，如图1所示，开关管12为金属氧化物半导体场效应晶体管，此时，金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极与控制电路11连接，金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极用于与电源DC的正极连接，金属氧化物半导体场效应晶体管的源极用于与电源DC的负极连接。

区别于现有技术，本申请提供一种抱闸电源电路和电梯抱闸控制系统，该抱闸电源电路包括降压电路、电压采样电路和可调运放电路；降压电路包括控制电路和开关管，开关管与控制电路连接，且用于连接电源；电压采样电路与降压电路的输出端连接，用于对降压电路的输出端的输出电压进行采样而得到采样电压；可调运放电路的输入端与电压采样电路的输出端连接，可调运放电路的输出端与控制电路连接，用于对采样电压基于可调的参考电压进行放大而得到反馈电压，并发送至控制电路，以使控制电路基于反馈电压调整开关管的占空比。可调运放电路是额外设置的，而并非控制电路自带的内部运放，所以，可调运放电路接入的参考电压可调。由于可调运放电路接入的参考电压是可调的，所以能够调节基于采样电压生成的反馈电压，从而能够调节控制电路基于反馈电压确定的开关管的占空比，进而能够调节降压电路的输出电压；即，通过设置可调运放电路接入的参考电压可调，能够灵活调整降压电路的输出电压，实现拓宽输出电压的范围，以使得抱闸电源电路适配不同的抱闸线圈。

本申请还提供一种电梯抱闸控制系统，电梯抱闸控制系统包括互相连接的抱闸电源电路和抱闸线圈。由于抱闸电源电路中的可调运放电路接入的参考电压是可调的，所以能够调节基于采样电压生成的反馈电压，从而能够调节控制电路基于反馈电压确定的开关管的占空比，进而能够调节降压电路的输出电压；即，通过设置可调运放电路接入的参考电压可调，能够灵活调整降压电路的输出电压，实现拓宽输出电压的范围，以使得抱闸电源电路适配不同的抱闸线圈。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种抱闸电源电路，其特征在于，所述抱闸电源电路包括：

降压电路，包括控制电路和开关管，所述开关管与所述控制电路连接，且用于连接电源；

电压采样电路，与所述降压电路的输出端连接，用于对所述降压电路的输出端的输出电压进行采样而得到采样电压；

可调运放电路，所述可调运放电路的输入端与所述电压采样电路的输出端连接，所述可调运放电路的输出端与所述控制电路连接，用于对所述采样电压基于可调的参考电压进行放大而得到反馈电压，并发送至所述控制电路，以使所述控制电路基于所述反馈电压调整所述开关管的占空比。

2.根据权利要求1所述的抱闸电源电路，其特征在于，

所述可调运放电路包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的反相输入端与所述电压采样电路的输出端连接，所述第一运算放大器的同相输入端接入可调的参考电压，所述第一运算放大器的输出端与所述控制电路连接。

3.根据权利要求1所述的抱闸电源电路，其特征在于，

所述控制电路包括控制芯片，所述控制芯片包括第一管脚和第二管脚，所述第一管脚与所述可调运放电路的输出端连接，所述第二管脚与所述开关管连接。

4.根据权利要求1所述的抱闸电源电路，其特征在于，

所述电压采样电路包括差分采样电路和比例电路，所述差分采样电路的一输入端与所述降压电路的输出端的一端连接，所述差分采样电路的另一输入端与所述降压电路的输出端的另一端连接，所述差分采样电路的输出端与所述比例电路的一端连接，所述比例电路的另一端与所述可调运放电路的输入端连接。

5.根据权利要求4所述的抱闸电源电路，其特征在于，

所述差分采样电路包括第二运算放大器、第一电阻和第二电阻，所述第二运算放大器的同相输入端通过所述第一电阻与所述降压电路的输出端的一端连接，所述第二运算放大器的反相输入端通过第二电阻与所述降压电路的输出端的另一端连接，所述第二运算放大器的输出端与所述比例电路的一端连接。

6.根据权利要求4所述的抱闸电源电路，其特征在于，

所述比例电路包括呈比例设置的第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的一端与所述差分采样电路的输出端连接，所述第三电阻的另一端与所述可调运放电路的输入端和所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的一端与所述可调运放电路的输入端连接，所述第四电阻的另一端接地。

7.根据权利要求1所述的抱闸电源电路，其特征在于，

所述降压电路还包括二极管、电感和负载电阻，所述开关管、所述电感和所述负载电阻依序串联，所述二极管并联至所述电感的前端，且所述二极管的正极用于与所述电源的负极连接，所述二极管的负极用于与所述电源的正极连接。

8.根据权利要求1所述的抱闸电源电路，其特征在于，

所述开关管为三极管、金属氧化物半导体场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管中的一者。

9.根据权利要求8所述的抱闸电源电路，其特征在于，

所述开关管为金属氧化物半导体场效应晶体管，所述金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极与所述控制电路连接，所述金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极用于与所述电源的正极连接，所述金属氧化物半导体场效应晶体管的源极用于与所述电源的负极连接。

10.一种电梯抱闸控制系统，其特征在于，所述电梯抱闸控制系统包括互相连接的抱闸电源电路和抱闸线圈，所述抱闸电源电路为权利要求1-9任一项所述的抱闸电源电路。