專利名稱：一種過載自動保護長壽命接近開關的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種接近開關，特別是一種帶有過載自動保護電路的長壽命接近開關。
接近開關被普遍用作行程開關，主要有磁感應干簧管式和霍爾元件式，前者的缺點主要在于觸點間開距過小，因而加在其上的電壓不能太高，否則極易擊穿，尤其是工作在干擾脈沖較大的電路中，觸點擊穿會造成誤動作；另一方面，受觸點體積和簧片彈性強度的限制，允許通過的電流不能做得很大，否則會影響它的工作壽命和動作可靠性，如果發(fā)生過載或者短路(這在實際使用中是經(jīng)常遇到的)往往會使觸點“燒結”或燒斷而報廢；后者的缺點主要在于耐壓不夠高，輸出電流較小，過載容易損壞；因而兩者的使用壽命都較短。
本實用新型的目的就在于針對上述現(xiàn)有技術現(xiàn)狀而提供帶有過載自動保護電路的長壽命接近開關。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的過載自動保護電路長壽命接近開關包括殼體、殼體內的接近開關元件及其由穩(wěn)壓電路、雙回路功放電路及功放保護電路構成的保護放大電路，功放電路的輸入端接作為開關信號拾取元件的接近開關元件，輸出端則接負載回路。
穩(wěn)壓電路可由限流電阻R7、濾波電容C2及穩(wěn)壓二極管D8構成，也可由三極管BG5和接在BG5基極的穩(wěn)壓二極管D8、接在BG5發(fā)射極的濾波電容C2以及接在BG5集電極與基極之間的電阻R8構成；雙回路功放電路包括功放三極管BG1、BG3和導通管BG4,BG4的基極接接近開關元件的輸出端，其集電極經(jīng)二極管D5接BG1的基極，其發(fā)射極一路接BG3的基極，另一路經(jīng)電阻R4接BG1、BG3的發(fā)射極，BG1、BG3的集電極分別接負載Rz1、Rz2；功放保護電路由三極管BG2、穩(wěn)壓二極管D7、二極管D6、電阻R1、R2、R6及電容C1構成，BG2的基極經(jīng)穩(wěn)壓二極管D7、電阻R2再反接二極管D6后經(jīng)電阻R1接電源正極，BG2的集電極接開關管BG4的集電極，BG2的發(fā)射極與BG1、BG3的發(fā)射極共接，電容C1接在二極管D6的陰極與BG2的發(fā)射極之間；在二極管D6的陽極與電阻R1的共接點A點與三極管BG1的集電極之間接有隔離二極管D3，在A點與三極管BG3的集電極之間接有隔離二極管D4。
接近開關元件可采用霍爾元件或磁感應式干簧管。
與現(xiàn)有技術相比，本實用新型將接近升關元件僅作為開關信號拾取元件，使之始終只流過穩(wěn)定的弱電流，而最終的負載由功放管驅動，因而大大延長了接近開關元件的使用壽命，同時外電路的干擾脈沖信號也被有效抑制，使接近開關元件能夠穩(wěn)定可靠地工作，另外，保護電路的過載信號取自于“導通管”本身的內阻，因此它不會額外增加回路的壓降和功耗，開關特性優(yōu)越。


圖1為本實用新型實施例一的電路原理圖。
圖2為本實用新型實施例二的電路原理圖。
圖3為本實用新型實施例三的電路原理圖。
圖4為本實用新型實施例的機械結構剖視示意圖。
如圖1所示，為采用霍爾元件H作為接近信號拾取元件的實施例穩(wěn)壓二極管D8、濾波電容C2并聯(lián)后串聯(lián)電阻R7分接電源的正負極，構成穩(wěn)壓電源電路；雙回路功放電路包括功放三極管BG1、BG3和導通管BG4,BG4的基極接霍爾元件H的輸出端，H的正、負極則分別接穩(wěn)壓電源的正負極，電阻R5接在穩(wěn)壓電源的正極與BG4的基極之間，電阻R3則接在穩(wěn)壓電源的正極與BG4的集電極之間，BG4的集電極經(jīng)二極管D5接BG1的基極，其發(fā)射極一路接BG3的基極，另一路電阻R4接BG1、BG3的發(fā)射極，BG1、BG3的集電極分別接負載Rz1、Rz2；功放保護電路由三極管BG2、穩(wěn)壓二極管D7、二極管D6、電阻R1、R2、R6及電容C1構成，BG2的基極經(jīng)穩(wěn)壓二極管D7、電阻R2再反接二極管D6后經(jīng)電阻R1接電源正極，BG2的集電極接開關管BG4的集電極，BG2的發(fā)射極與BG1、BG3的發(fā)射極共接，它們可以直接接電源負極，但為防止在實際應用時電源接反，可串接二極管D9后接電源負極，電容C1則接在二極管D6的陰極與BG2的發(fā)射極之間；這里二極管D6主要用來隔離保護電路和負載回路，以防止電容C1經(jīng)電阻R1向負載回路放電；圖中A點為D6的陽極與電阻R1的共接點；二極管D3接在A點與三極管BG1的集電極之間，二極管D4接在A點與三極管BG3的集電極之間，使A點與BG1、BG3隔離，其電位不受BG1、BG3各自工作狀態(tài)的影向；由于在實際應用中負載Rz1、Rz2有可能為電感負載，為防止其反峰電流對電路產(chǎn)生影響，在其兩端分別并接二極管D1、D2，它們的陰極接電源正極。
正常工作時，如果霍爾元件H處于接通狀態(tài)，則三極管BG4、BG3截止，而BG1導通，接通并驅動Rz1的負載回路；如果霍爾元件H處于斷開狀態(tài)，則三極管BG4、BG3導通，接通并驅動Rz2的負載回路，而三極管BG1則由于二極管D5的壓降而截止；所以正因為由于功放管BG1的基極接在BG4的集電極，而BG3的基極接在BG4的發(fā)射極，因此二管的工作狀態(tài)正好相反，總有一管處于導通狀態(tài)，接通并驅動各自對應的負載回路；此時圖中的A點電位始終被鉗制在晶體管飽和壓降(小于1V)的范圍內，BG2則由于其基極串接了穩(wěn)壓管D7而被截止，對整個電路不起作用；在功放管保護電路中，電阻R3既是三極管BG4的負載電阻，同時又是功放管BG1、BG3的基極電阻，加在R3兩端的電壓來自穩(wěn)壓源，流過R3的電流是恒定的，因而功放管BG1、BG3的集電極電流也是恒定的；當工作回路發(fā)生短路或者負載電流超過導通管集電極電流的恒定值，“導通管”的壓降迅速增大，圖中A點電位隨之上升，電容C1充電，C1兩端的電壓上升到一定值時，穩(wěn)壓二極管D7被擊穿，三極管BG2導通，將三極管BG1、BG3的輸入信號短路，迫使其迅速截止，電路自鎖，于是導通管BG1、BG3就得到了保護。只有當故障排除以后，電路才能恢復正常工作。選擇不同穩(wěn)壓值的穩(wěn)壓二極管D7可以設定保護電路的起控電壓；適當調整R1、C1的時間常數(shù)，可以改變保護電路的起控時間。
如圖2所示，為實施例二，其與實施例一的不同之處在于采用干簧管H’作為接近信號拾取元件，干簧管H’的一端接三極管BG4的基極，并經(jīng)電阻R5接穩(wěn)壓電源的正極，其另一端接穩(wěn)壓電源的負極；因而當干簧管H’處于斷開狀態(tài)時，BG4、BG3導通，BG1截止，Rz2的負載回路被接通；當干簧管H’處于閉合狀態(tài)時，BG4、BG3截止，BG1導通，Rz1的負載回路被接通。
如圖3所示，為實施例三，其與實施例一的不同之處在于采用干簧管H’作為接近信號拾取元件，并且其穩(wěn)壓電路由三極管BG5和接在BG5基極的穩(wěn)壓二極管D8、接在BG5發(fā)射極的濾波電容C2以及接在BG5集電極與基極之間的電阻R8構成；干簧管H’所接的位置與實施例二不同，其一端接穩(wěn)壓電源的正極，另一端經(jīng)電阻R5接三極管BG4的基極，因而其控制的負載回路正好相反當干簧管H’處于斷開狀態(tài)時，BG4、BG3截止，BG1導通，Rz1的負載回路被接通；當于簧管H’出于閉合狀態(tài)時，BG4、BG3導通，BG1截止，Rz2的負載回路被接通。
本實用新型的外殼形狀可視實際應用情況而定，圖4所示為與一種現(xiàn)有的行程開關兼容的形狀結構，(1)為殼體，(2)為上述電路的線路板。
權利要求1．一種過載自動保護長壽命接近開關，包括殼體、殼體內的接近開關元件，其特征在于所述的接近開關元件有由穩(wěn)壓電路、雙回路功放電路及功放保護電路構成的保護放大電路，功放電路的輸入端接作為開關信號拾取元件的接近開關元件，輸出端則接負載回路。
2．如權利要求1所述的過載自動保護長壽命接近開關，其特征在于(a)雙回路功放電路包括功放三極管BG1、BG3和導通管BG4,BG4的基極接接近開關元件的輸出端，其集電極經(jīng)二極管D5接BG1的基極，其發(fā)射極一路接BG3的基極，另一經(jīng)路電阻R4接BG1、BG3的發(fā)射極，BG1、BG3的集電極分別接負載Rz1、Rz2；(b)功放保護電路由三極管BG2、穩(wěn)壓二極管D7、二極管D6、電阻R1、R2、R6及電容C1構成，BG2的基極經(jīng)穩(wěn)壓二極管D7、電阻R2再接二極管D6后經(jīng)電阻R1接電源正極，BG2的集電極接開關管BG4的集電極，BG2的發(fā)射極與BG1、BG3的發(fā)射極共接，電容C1接在二極管D6的陰極與BG2的發(fā)射極之間；(c)在二極管D6的陽極與電阻R1的共接點A點與三極管BG1的集電極之間接有隔離二極管D3，在A點與三極管BG3的集電極之間接有隔離二極管D4。
3．如權利要求2所述的過載自動保護長壽命接近開關，其特征在于所述的三極管BG2、BG1、BG3的發(fā)射極共接點直接接電源負極。
4．如權利要求2所述的過載自動保護長壽命接近開關，其特征在于所述的三極管BG2、BG1、BG3的發(fā)射極共接點串接二極管D9后接電源負極。
5．如權利要求2或3或4所述的過載自動保護長壽命接近開關，其特征在于所述的接近開關元件為霍爾元件H，其輸出端接BG4的基極，其正、負極則分別接穩(wěn)壓電源的正負極。
6．如權利要求2或3或4所述的過載自動保護長壽命接近開關，其特征在于所述的接近開關元件為干簧管H’，其一端接三極管BG4的基極，并經(jīng)電阻R5接穩(wěn)壓電源的正極，其另一端接穩(wěn)壓電源的負極。
7．如權利要求2或3或4所述的過載自動保護長壽命接近開關，其特征在于所述的接近開關元件為干簧管H’，一端接穩(wěn)壓電源的正極，另一端經(jīng)電阻R5接三極管BG4的基極。
8．如權利要求2或3或4所述的過載自動保護長壽命接近開關，其特征在于所述的穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓二極管D8、濾波電容C2并聯(lián)后串聯(lián)電阻R7分接電源的正負極構成。
9．如權利要求2或3或4所述的過載自動保護長壽命接近開關，其特征在于所述的穩(wěn)壓電路由三極管BG5和接在BG5基極的穩(wěn)壓二極管D8、接在BG5發(fā)射極的濾波電容C2以及接在BG5集電極與基極之間的電阻R8構成。
專利摘要一種過載自動保護長壽命接近開關,包括接近開關元件及由穩(wěn)壓電路、雙回路功放電路及功放保護電路構成的保護放大電路,功放電路的輸入端接作為開關信號拾取元件的接近開關元件,輸出端則接負載回路。本實用新型將接近開關元件僅作為開關信號拾取元件,使之始終只流過穩(wěn)定的弱電流,而最終的負載由功放管驅動,因而大大延長了接近開關元件的使用壽命,另外功放保護電路不會額外增加回路的壓降和功耗,開關特性優(yōu)越。
文檔編號H03K17/08GK2343717SQ9822476
公開日1999年10月13日 申請日期1998年7月29日 優(yōu)先權日1998年7月29日
發(fā)明者何岳明 申請人:何岳明