專利名稱：繼電接觸器、固體繼電器的萬能電子控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子開關(guān)，具體涉及一種附加于繼電接觸器、固體繼電器的為取 代二次控制回路的電子開關(guān)一萬能電子控制器。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)外所用的繼電接觸器控制系統(tǒng)的二次控制回路的控制對(duì)象是繼電接觸 器的線圈，其工作電壓是220伏或380伏，控制方式是借助接觸器、中間繼電器、時(shí)間繼電器 等的常開、常閉的觸點(diǎn)，用串聯(lián)、并聯(lián)或復(fù)聯(lián)來實(shí)現(xiàn)各種控制關(guān)系，其用強(qiáng)電、觸點(diǎn)式控制缺 點(diǎn)很多1、聯(lián)線繁多，聯(lián)線檢查調(diào)試費(fèi)工；2、不安全(電壓高、電流大、觸點(diǎn)打火)；3、工作 可靠性很差(任何一個(gè)觸點(diǎn)失靈都會(huì)引起失控，而導(dǎo)致觸點(diǎn)失靈的因素很多彈簧疲勞、振 動(dòng)、觸點(diǎn)被燒損、電源跳動(dòng)等)；4、費(fèi)電能、費(fèi)材料；5、操作開關(guān)(按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)等)粗大、 費(fèi)材料、操作費(fèi)力、易損壞；6、與電子、電腦不相容，不便于集中監(jiān)控管理?？偟恼f就是“不 低碳化”。固體繼電器的缺點(diǎn)在于即使最簡(jiǎn)單的開、關(guān)控制，也必須配電子控制電路，其靈 活性、通用性很差，所以應(yīng)用很不普遍。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明“萬能電子控制器”的目的在于取代強(qiáng)電、觸點(diǎn)式二次控制回路，使控制無觸 點(diǎn)、智能化、萬能化、安全、可靠、節(jié)電、省材料、省人工、便于集中監(jiān)控管理，其控制對(duì)象是可 控硅開關(guān)，由可控硅開關(guān)帶線圈或直接控制固體繼電器的控制輸入端，將其附加于繼電接 觸器、固體繼電器，可組成新的“萬能繼電接觸器”、“萬能固體繼電器”高端、低碳化產(chǎn)品。本 發(fā)明將用實(shí)施例、結(jié)合附圖加以說明。
四

圖1 (a)萬能電子控制器與繼電接觸器的聯(lián)接圖；(b)萬能電子控制器與固體繼電器的聯(lián)接圖；圖2萬能電子控制器的內(nèi)部電路框圖；圖3萬能電子控制器電源電路圖；圖4萬能電子控制器的開、關(guān)電路圖；圖5萬能電子控制器的信號(hào)輸出電路圖；圖6萬能電子控制器的延時(shí)電路圖；圖7萬能電子控制器的制動(dòng)電路圖；圖8萬能電子控制器的驅(qū)動(dòng)電路圖；圖9實(shí)現(xiàn)“萬能控制”范例聯(lián)線圖(a)多處正、反、停控制；(b)第一臺(tái)工作一定時(shí)間后自動(dòng)關(guān)閉，再過一定時(shí)間第二臺(tái)自動(dòng)開啟；(c)電極式自動(dòng)排水控制；
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(d)電極式自動(dòng)灌水控制；(e)多臺(tái)邏輯關(guān)系控制例(2、3臺(tái)關(guān)。1臺(tái)開，4臺(tái)才能開)；(f)延時(shí)順序開，反順序關(guān)例(開順序1延時(shí)》2，關(guān)順序2延時(shí),1);(本例系觸點(diǎn)控制方式無法實(shí)現(xiàn)的難題)
五、具體實(shí)施方案 參照附圖、詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方案(一)、圖1(a)(b)表明“萬能電子控制器”與繼電接觸器、固體繼電器的聯(lián)接圖。(二)、圖2表明“萬能電子控制器”內(nèi)部電路框圖及引出端子，包含電源電路1，引 出端子“+12V”、“0V”；開關(guān)電路2，引出端子“開”、“關(guān)”、“點(diǎn)”、“允許”、“禁開”、“禁關(guān)”；信 號(hào)輸出電路3，引出端子“出”、“茁”、“退茁”、“退出”；延時(shí)電路4，引出端子“延出”、“退延 出”、“啟時(shí)控”；制動(dòng)電路5，引出端子“制動(dòng)”、“退制動(dòng)”、“反控”；驅(qū)動(dòng)電路6，引出端子“負(fù) 載”、“指示”。(三)、“萬能電子控制器”內(nèi)部電路，引出端子及其工作原理如下(1)電源電路1如圖3所示電路由整流橋，電容Ca與電阻Ra并聯(lián)，電容Cb與Rb并聯(lián)，該兩并聯(lián)電路分別串聯(lián) 在整流橋的兩交流側(cè)，對(duì)交流起降壓、限流、隔離作用；整流橋的直流側(cè)并聯(lián)穩(wěn)壓管Wz和電 容C1和C2起穩(wěn)壓、濾波作用。其電源電路的特征在于安全、不電人、即使短路也不至于失火 (其短路電流小于40毫安)，電容CA、Cb的電容量均為1微法，，引出端子“0V”、“12V"，交 流 220V、380V 通用。(2)開、關(guān)電路2如圖4所示電路由晶體管T「T7，電阻R1-R12, 二極管D1-D9,組成，晶體管1\、T2, T3、的射極均接 電源+12V，I\的發(fā)射結(jié)并聯(lián)電阻R1，基極引出電阻R2與二級(jí)管D1串聯(lián)支路，D1的正極接R2, 負(fù)極引出“禁關(guān)”端子；T2的基極與T1的集電極相聯(lián)，并引出兩串聯(lián)支路，一個(gè)支路是電阻 R3與二極D2的正極相聯(lián)，D2負(fù)極引出“禁開”端子，另一個(gè)支路是電阻R4與二極管D3的正 極相聯(lián)，D3的負(fù)極引出“關(guān)”端子；Τ3的基極與T2的集電極相聯(lián)，并引出電阻R5與二極管D4 串聯(lián)支路，D4的正極與R5相聯(lián)，D4的負(fù)極出“開”端子；Τ3的集電極接二極管D8的正極，D8 的負(fù)極端為CT，T3的集電極電阻R7接T4的基極；Τ4的集電極電阻R6接T3的基極；Τ4的射 極串二極管D5、D6，D6的負(fù)極接電源負(fù)，集電極電阻R6接T3的基極，T4的集電極引出“點(diǎn)動(dòng)” 端子；T5的射極串二極管D7的正極，D7的負(fù)極接電源負(fù)，T5的集電極接T4的基極。射極接 電源負(fù)?；鶚O串電阻R8接二極管D8的負(fù)極即CT端；Τ6的射極接電源負(fù)，集電極接T5的基 極，發(fā)射結(jié)并聯(lián)電阻R12，基極串電阻R11接T7的集電極；Τ7的射極接二極管D8的負(fù)極即CT 端，發(fā)射結(jié)并聯(lián)電阻R9,基極引出電阻Rltl與二極管D9的串聯(lián)支路，D9的正極接Rltl負(fù)極引出 “允許”端子。工作原理開當(dāng)“開”端子輸入“0”電平時(shí)，晶體管T3、T4導(dǎo)通，T4的集電極電流注入T3的 基極，實(shí)現(xiàn)自維持(自鎖)，τ3導(dǎo)通后經(jīng)二極管D8，輸出端子CT獲+12V電，為各單元電路提 供電源，并驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作。關(guān)、禁開當(dāng)“關(guān)”、“禁開”端子輸入“0”電平時(shí)，晶體管T2導(dǎo)通，T3截止，開關(guān)電路輸出端CT失電，負(fù)載停止工作。點(diǎn)動(dòng)當(dāng)“點(diǎn)動(dòng)”端子輸入“0”電平時(shí)，晶體管T3導(dǎo)通，CT有電，驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作， 但由于T4截止，無法使T3維持導(dǎo)通，也就沒有自鎖功能。允許:當(dāng)“允許”端子輸入“0”電平時(shí)，晶體管T7、T6導(dǎo)通T5截止，T4管才有可能 導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)自鎖。如果“允許”端子不加“0”電平，則晶體管T7, T6截止，晶體管T5導(dǎo)通、T4 管截止，無法“自鎖”。(3)信號(hào)輸出電路3如圖5所示電路由晶體管T8-T13,電阻R13-R23, 二極管D1(1、D11所組成，T8的射極接開關(guān)電路輸 出端CT，發(fā)射結(jié)并聯(lián)電阻R13，基極弓丨出電阻R14與二極管Dltl串聯(lián)支路，二極管Dltl的正極接 R14, D10負(fù)極引出“退出”端子，T8集電極串電阻R15去T9的基極;Τ9的發(fā)射結(jié)并電阻R16射 極接電源負(fù)，集電極電阻R17接CT端；Tltl的基極接T9的集電極，射極接電源負(fù)，集電極引出 “出”端子；T11的射極接電源+12V，發(fā)射結(jié)并聯(lián)電阻R18，基極引出電阻R19與二極管D11串聯(lián) 支路，D11的正極接R19，D11的負(fù)極引出“退茁”端子，T11的集電極電阻R2tl接T12的基極；T12 發(fā)射結(jié)并聯(lián)電阻R21，基極引出電阻R22去CT端子；T13的射極接電源負(fù)，基極接T12集電極， T13的集電極引出“茁”端子。工作原理出當(dāng)開、關(guān)電路開通后，CT有電+12V，，晶體管Tltl導(dǎo)通，“出”端子輸出“0”電 平；退出當(dāng)“退出”端子輸入“0”電平時(shí)，晶體管T8、T9導(dǎo)通，“出”端子失去“0”電 平；茁當(dāng)開關(guān)電路處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，CT端沒電，晶體管Tn、T12截止，T13導(dǎo)通，“出” 端子輸出“0”電平；當(dāng)開關(guān)電路開通后，CT有電，晶體管T12導(dǎo)通，T13截止，“出”端子失去 “0”電平；退茁:當(dāng)“退S”端子輸入“0”電平時(shí)，晶體管T1J12導(dǎo)通，T13截止，“S”端子 失去“0”電平， (4)延時(shí)電路4如圖6所示電路由晶體管T14、T15、T16，電阻R24-R28, 二極管Dt2、D13，定時(shí)電路，調(diào)時(shí)電阻Rp所組 成，晶體管T14的發(fā)射極接電源+12V，發(fā)射結(jié)并聯(lián)電阻R24，基極引出電阻R25與二極管D12串 聯(lián)支路，D12的正極接R25，負(fù)極引出“退延出”端子，T14的集電極接T15的基極；T15的射極接 電源+12V，基極弓I出電阻R26與二極管D13串聯(lián)支路，D13的正極接R26負(fù)極弓I出“啟時(shí)控”端 子，T15的集電極接定時(shí)電路的電源端(定時(shí)電路可任意)；定時(shí)電路的輸出端串電阻R27去 T16的基極，T16的發(fā)射結(jié)并聯(lián)電阻R28，射極接電源負(fù)，T16的集電極引出“延出”端子。工作原理啟時(shí)控當(dāng)“啟時(shí)控”端子輸入“0”電平時(shí)，晶體管T15導(dǎo)通，為定時(shí)電路提供電 源+12V，使之開始工作。延出當(dāng)定時(shí)電路被“啟時(shí)控”后，延遲一定時(shí)間，定時(shí)電路輸出高電平，使T16導(dǎo) 通，“延出”端子輸出“0”電平；退延出當(dāng)“退延出”端子輸入“0”電平時(shí)，T14導(dǎo)通T15截止，定時(shí)電路失去電源， T16截止，“延出”端子失去“0”電平。
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(5)制動(dòng)電路5如圖7所示電路由晶體管T17、T18, T19，電阻R29-R34, 二極管D14、D15, D16所組成，晶體管T17的射 極接開關(guān)電路輸出端CT，發(fā)射結(jié)并聯(lián)電阻R29，基極引出電阻R3tl與二極管D14串聯(lián)支路，D14 的正極接電阻R3tl,負(fù)極引出“退制動(dòng)”端子，T17的集電極接T18的基極；T18的射極接CT，基 極引出電阻R31與二極管D15串聯(lián)支路，D15的正極接R31，負(fù)極引出“制動(dòng)”端子，T18的集電 極串電阻R32去T19的基極；T19的發(fā)射結(jié)并聯(lián)電阻R33，發(fā)射極接電源負(fù)；T19的集電極接電阻 R34與二極管D16串聯(lián)支路，D16的負(fù)極接R34，正極引出“反控”端子，T19的集電極去預(yù)驅(qū)動(dòng)管 T20的基極。工作原理制動(dòng)當(dāng)“制動(dòng)”端子輸入“0”電平時(shí)，晶體管T18、T19導(dǎo)通，預(yù)驅(qū)動(dòng)管T2tl截止， 負(fù)載止動(dòng)。退制當(dāng)“退制”端子輸入“0”電平時(shí)，晶體管T17導(dǎo)通Τ18、19截止，對(duì)預(yù)驅(qū)動(dòng)管 T20無影響，退出制動(dòng)功能。反控將“反控”端子接電源+12V，將“制動(dòng)”端子接“0”電平時(shí)便實(shí)現(xiàn)“反控”，
所謂“反控”就是，當(dāng)開關(guān)電路處于關(guān)狀態(tài)時(shí)，由于CT無電，晶體管τ17、τ18、τ19截止，預(yù)驅(qū)動(dòng) 管T2tl由“反控”端子正12V，經(jīng)二極管D16、電阻R34獲得基流而導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作；當(dāng)開、關(guān) 電路處于開狀態(tài)時(shí)，CT端有電，晶體管T18、T19導(dǎo)通，使預(yù)驅(qū)動(dòng)管T2tl截止，負(fù)載止動(dòng)。(6)驅(qū)動(dòng)電路6如圖8所示電路由晶體管Τ2(1、Τ21，電阻R35-R39,發(fā)光二極管LD組成，T2tl的基極接電阻R36去電 源負(fù)，基極接電阻R35去開關(guān)電路輸出端CT，T20的射極引出“指示”端子，發(fā)光二極管LD的 正極接T2tl的射極，負(fù)極接電源負(fù)，T2tl的集電極串電阻R38去T21基極；晶體管T21的發(fā)射結(jié) 并聯(lián)電阻R37，射極接電源+12V，T21集電極串電阻R39去負(fù)載聯(lián)接端(接固體繼電器的控制 輸入+端或驅(qū)動(dòng)可控硅開關(guān)電路(備有)，由可控硅開關(guān)帶繼電接觸器的線圈)。工作原理驅(qū)動(dòng):當(dāng)開、關(guān)電路開通后CT端有電，預(yù)驅(qū)動(dòng)管Τ20導(dǎo)通，使驅(qū)動(dòng)管T21導(dǎo)通負(fù)載 工作。指示當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路工作時(shí)，發(fā)光二極管LD亮，其“指示”端獲高電平，可以另并聯(lián) 三只發(fā)光二極管，使之發(fā)光。(四)實(shí)現(xiàn)“萬能控制”的范例聯(lián)線圖如圖9(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)范例聯(lián)線圖基本概括了各種功能的應(yīng)用，包括現(xiàn)觸點(diǎn)控制式無法實(shí)現(xiàn)的難題；范例表明畫聯(lián)線圖的方法聯(lián)線要畫箭頭。箭頭由控制端指向被控制端，以便讀 解；范例表明各端子可以“多控一”或“一控多”(可多至8個(gè))；范例表明多臺(tái)控制必須共“0V”端；范例表明開、關(guān)、點(diǎn)動(dòng)、按鈕可多處并聯(lián)(數(shù)量不限)，手動(dòng)、工藝控制均可以使用 有關(guān)端子；各端子已語言化，一般不用加說明，可以自己解談。圖9(a)多處正、反、?？刂茍D9(b)第一臺(tái)工作一段時(shí)間自動(dòng)關(guān)斷，再過一段時(shí)間第二臺(tái)自動(dòng)開啟控制圖9 (C)電極式自動(dòng)排水控制
圖9 (d)電極式自動(dòng)灌水控制圖9(e)多臺(tái)邏輯關(guān)系控制例(2、3臺(tái)關(guān)、1臺(tái)開，才允許4臺(tái)開)圖9 ( f )正順序延時(shí)開，反順序延時(shí)關(guān)例
(開順序11^2，關(guān)順序2 Mltl控制).(觸點(diǎn)控制方式無法實(shí)現(xiàn)的難題)。
權(quán)利要求
繼電接觸器、固體繼電器的萬能控制器含有，電源電路1，、開關(guān)電路2、信號(hào)輸出電路3、延時(shí)電路4、制動(dòng)電能5、驅(qū)動(dòng)電路6，其特征在于它取代繼電接觸器、固體繼電器強(qiáng)電、觸點(diǎn)控制式的二次控制電路，實(shí)現(xiàn)無觸點(diǎn)、安全、省電、省材料、省人工，其電路組成及引出的端子電源電路圖3所示電路由整流橋，電容CA與電阻RA并聯(lián)，電容CB與RB并聯(lián)，該兩并聯(lián)電路分別串聯(lián)在整流橋的兩交流側(cè)，整流橋的直流側(cè)并聯(lián)穩(wěn)壓管WZ和電容C1和C2，其電源電路的特征在于安全、不電人、即使短路也不至于失火(其短路電流小于40毫安)，引出端子“0V”、“12”；開、關(guān)電路2如圖4所示電路由晶體管T1 T7，電阻R1 R12，二極管D1 D9，組成，晶體管T1、T2、T3、的射極均接電源+12V，T1的發(fā)射結(jié)并聯(lián)電阻R1，基極引出電阻R2與二級(jí)管D1串聯(lián)支路，D1的正極接R2，負(fù)極引出“禁關(guān)”端子；T2的基極與T1的集電極相聯(lián)，并引出兩串聯(lián)支路，一個(gè)支路是電阻R3與二極D2的正極相聯(lián)，D2負(fù)極引出“禁開”端子，另一個(gè)支路是電阻R4與二極管D3的正極相聯(lián)，D3的負(fù)極引出“關(guān)”端子；T3的基極與T2的集電極相聯(lián)，并引出電阻R5與二極管D4串聯(lián)支路，D4的正極與R5相聯(lián)，D4的負(fù)極出“開”端子；T3的集電極接二極管D8的正極，D8的負(fù)極端為CT，T3的集電極電阻R7接T4的基極；T4的集電極電阻R6接T3的基極；T4的射極串二極管D5、D6，D6的負(fù)極接電源負(fù)，集電極電阻R6接T3的基極，T4的集電極引出“點(diǎn)動(dòng)”端子；T5的射極串二極管D7的正極，D7的負(fù)極接電源負(fù)，T5的集電極接T4的基極。射極接電源負(fù)?；鶚O串電阻R8接二極管D8的負(fù)極即CT端；T6的射極接電源負(fù)，集電極接T5的基極，發(fā)射結(jié)并聯(lián)電阻R12，基極串電阻R11接T7的集電極；T7的射極接二極管D8的負(fù)極即CT端，發(fā)射結(jié)并聯(lián)電阻R9，基極引出電阻R10與二極管D9的串聯(lián)支路，D9的正極接R10，負(fù)極引出“允許”端子；信號(hào)輸出電路3如圖5所示電路由晶體管T8 T13，電阻R13 R23，二極管D10、D11所組成，T8的射極接開關(guān)電路輸出端CT，發(fā)射結(jié)并聯(lián)電阻R13，基極引出電阻R14與二極管D10串聯(lián)支路，二極管D10的正極接R14，D10負(fù)極引出“退出”端子，T8集電極串電阻R15去T9的基極；T9的發(fā)射結(jié)并電阻R16射極接電源負(fù)，集電極電阻R17接CT端；T10的基極接T9的集電極，射極接電源負(fù)，集電極引出“出”端子；T11的射極接電源+12V；發(fā)射結(jié)并聯(lián)電阻R18，基極引出電阻R19與二極管D11串聯(lián)支路，D11的正極接R19，D11的負(fù)極引出“退出”端子，T11的集電極電阻R20接T12的基極；T12發(fā)射結(jié)并聯(lián)電阻R21，基極引出電阻R22去CT端子；T13的射極接電源負(fù)，基極接T12集電極，T13的集電極引出“出”端子；延時(shí)電路4如圖6所示電路由晶體管T14、T15、T16，電阻R24 R28，二極管DT2、D13，定時(shí)電路，調(diào)時(shí)電阻RP所組成，晶體管T14的發(fā)射極接電源+12V，發(fā)射結(jié)并聯(lián)電阻R24，基極引出電阻R25與二極管D12串聯(lián)支路，D12的正極接R25，負(fù)極引出“退延出”端子，T14的集電極接T15的基極；T15的射極接電源+12V，基極引出電阻R26與二極管D13串聯(lián)支路，D13的正極接R26負(fù)極引出“啟時(shí)控”端子，T15的集電極接定時(shí)電路的電源端(定時(shí)電路可任意)；定時(shí)電路的輸出端串電阻R27去T16的基極，T16的發(fā)射結(jié)并聯(lián)電阻R28，射極接電源負(fù)，T16的集電極引出“延出”端子；制動(dòng)電路5如圖7所示電路由晶體管T17、T18、T19，電阻R29 R34，二極管D14、D15、D16所組成，晶體管T17的射極接開關(guān)電路輸出端CT，發(fā)射結(jié)并聯(lián)電阻R29，基極引出電阻R30與二極管D14串聯(lián)支路，D14的正極接電阻R30，負(fù)極引出“退制動(dòng)”端子，T17的集電極接T18的基極；T18的射極接CT，基極引出電阻R31與二極管D15串聯(lián)支路，D15的正極接R31，負(fù)極引出“制動(dòng)”端子，T18的集電極串電阻R32去T19的基極；T19的發(fā)射結(jié)并聯(lián)電阻R33，發(fā)射極接電源負(fù)；T19的集電極接電阻R34與二極管D16串聯(lián)支路，D16的負(fù)極接R34，正極引出“反控”端子，T19的集電極去預(yù)驅(qū)動(dòng)管T20的基極；驅(qū)動(dòng)電路6如圖8所示電路由晶體管T20、T21，電阻R35 R39，發(fā)光二極管LD組成，T20的基極接電阻R36去電源負(fù)，基極接電阻R35去開關(guān)電路輸出端CT，T20的射極引出“指示”端子，發(fā)光二極管LD的正極接T20的射極，負(fù)極接電源負(fù)，T20的集電極串電阻R38去T21基極；晶體管T21的發(fā)射結(jié)并聯(lián)電阻R37，射極接電源+12V，T21集電極串電阻R39去負(fù)載聯(lián)接端(接固體繼電器的控制輸入+端或驅(qū)動(dòng)可控硅開關(guān)電路(備有)，由可控硅開關(guān)帶繼電接觸器的線圈)。
2.如權(quán)利要求1所述的電源電路1中的電容(；、(；電容量均為1微法。
全文摘要
目前國(guó)內(nèi)外常用的繼電接觸器的二次控制回路是強(qiáng)電、觸點(diǎn)控制式其缺點(diǎn)很多聯(lián)線繁多；不安全；工作很不可靠(任何一個(gè)觸點(diǎn)失靈都可能引起失控)；費(fèi)電；費(fèi)材料。固體繼電器的缺點(diǎn)在于必須配電子控制電路，其靈活性，通用性很差。本發(fā)明的“萬能電子控制器”用以取代其二次控制回路。不用觸點(diǎn)、智能化、萬能化、安全、可靠、省器材、省電、省人工；便于集中監(jiān)控管理。將其附加于繼電接觸器、固體繼電器，可組成新的“萬能接觸器”，“萬能固體繼電器”高端、低碳化產(chǎn)品。其“萬能控制器”它含括了各種控制功能要素，任何復(fù)雜的控制系統(tǒng)，只要合理地聯(lián)接有關(guān)智能端子便可，一些現(xiàn)觸點(diǎn)控制方法無法實(shí)現(xiàn)的，它亦可以實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)H03K17/785GK101917180SQ201010188398
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月1日
發(fā)明者成愛林, 王芝湘 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)