專利名稱：開關電路的制作方法
技術領域：
開關電路
技術領蜮
本實用新型涉及一種控制電路，特別涉及一種與氣動執(zhí)行機構配套使用的開關電路。
背景技術：
隨著我國工業(yè)自動水平的不斷提高，以及工礦企業(yè)對生產工藝高質量、高水平、嚴細化 的要求，需要氣動執(zhí)行機構在斷信號、低信號、斷電故障狀態(tài)時執(zhí)行機構保持原工作狀態(tài)， 目前國內市場對開關電路需求量很大，而國內尚無高可靠性、高質量的同類產品。進口日本 同類產品價格很高，遠遠不能滿足國內市場對低成本高質量的斷信號開關電路的需求。 發(fā)明內容
鑒于現(xiàn)有技術存在的問題，本實用新型提供了一種斷信號、低信號、斷電故障狀態(tài)時執(zhí) 行機構能保持原工作狀態(tài)不變的220V和24V兩種電壓的開關電路。
本實用新型為實現(xiàn)上述目的所采取的技術方案是 一種開關電路，包括定位器及電磁閥， 其特征在于還包括電源電路、比較器電路、門電路、功率放大器、觸發(fā)電路、輸出電路及
接插件，所述電源電路分別與比較器電路、門電路、功率放大器及觸發(fā)電路連接，所述比較 器電路依次與門電路、功率放大器、觸發(fā)電路、輸出電路及接插件連接，所述接插件分別與 電源電路、比較器電路、定位器及電磁閥連接。
一種開關電路，包括定位器及電磁閥，其特征在于還包括電源電路、比較器電路、門 電路、功率放大器、輸出電路及接插件，所述電源電路分別與比較器電路、門電路、功率放 大器及輸出電路連接，所述比較器電路依次與門電路、功率放大器、輸出電路及接插件連接， 所述的接插件分別與電源電路、比較器電路、定位器及電磁閥連接。
本實用新型的有益效果是1、 220V開關電路的變壓器選用隔離變壓器，電源與信號可
以完全隔離，提高了電路的抗干擾性及可靠性。2、輸入回路電阻R1設計很小，大大減輕了 上位機(DCS、 PLC系統(tǒng))的負載效應，節(jié)省功耗，不僅能和傳統(tǒng)的電氣閥門定位器配合使用， 而且能和智能閥門定位器配合使用，從而提高了效益，擴大了使用范圍。3、 220V開關電路 的觸發(fā)電路IC4采用光電耦合器，輸入信號與輸出信號可以電氣隔離，提高了電路的抗干擾 性。4、 220V開關電路輸出回路SCR設計了可控硅，可以無觸點、無火花接通被控回路，電 路壽命長，可靠性高。5、開關電路輸出一路直流24V穩(wěn)壓電源，為閥位反饋器提供電源，方 便了用戶。6、 24V開關電路，只要將變壓器T換成隔離模塊，輸出電路光電偶合器IC4、可 控硅STR接成繼電器即可成為24V斷信號開關電路，電壓安全可靠性高。
總之本實用新型與電氣閥門定位器、智能閥門定位器氣動執(zhí)行機構配套使用，實現(xiàn)在正 常情況下，即指令在4-20mA時執(zhí)行機構連續(xù)運行；在故障情況下，即指令低于4mA或斷信號、 斷電，執(zhí)行機構能可靠實現(xiàn)保位的功能，成本低，能滿足國內外市場對底成本高質量的斷信 號開關電路的需求。

圖1為220V開關電路的電路原理圖并作為摘要附圖； 圖2為220V開關電路的原理方框圖； 圖3為24V開關電路的電路原理圖； 圖4為24V開關電路的原理方框圖。
具體實施方式

如圖l、 2所示一種220V交流開關電路，包括定位器及電磁閥，還包括電源電路、比較 器電路、門電路、功率放大器、觸發(fā)電路、輸出電路及接插件，電源電路分別與比較器電路、 門電路、功率放大器及觸發(fā)電路連接，比較器電路依次與門電路、功率放大器、觸發(fā)電路、 輸出電路及接插件連接，接插件分別與電源電路、比較器電路、定位器及電磁閥連接。
比較器電路包括電阻R1 R5、 R7、 R0、電位器RW、電容C9、 二極管D1、 D2、 D5及運 算放大器IC1，其中電阻R1、電容C9、 二極管D5并聯(lián)， 一端接地，另一端通過電阻R4分別 與二極管D1正極、D2負極、電阻R5的一端、運算放大器IC1管腳IO連接，電阻R5的另一 端分別與運算放大器IC1管腳8及電阻R7 —端連接，電阻R7的另一端接地，二極管Dl負極 分別與二極管D2正極、電阻R2—端與運算放大器IC1管腳9連接，電阻R2的另一端分別與 電阻R0、 R3的一端連接，電阻R3的另一端接地，電阻R0的另一端通過電位器Rw分別接運 算放大器IC1管腳4接基準電壓Vcc,運算放大器IC1管腳11接地。
門電路包括電阻R6、發(fā)光二極管LED、 二極管D3、 D4、電容C10及運算放大器IC2， 其中運算放大器IC2管腳14接基準電壓Vcc，管腳7接地，管腳2、 3、 4并聯(lián)后接基準電壓 Vcc，管腳5接二極管D4的負極，二極管D4的正極分別與電容C10—端、二極管D3負極與 運算放大器IC1管腳8連接，電容C10的另一端接地，二極管D3正極通過發(fā)光二極管LED、 電阻R6接基準電壓Vcc。
功率放大器、觸發(fā)電路及輸出電路包括電阻R8 R12、壓敏電阻RT、電容CL、三極管 Q、運算放大器IC3、可控硅SCR，其中三極管Q集電極通過電阻R8接基準電壓Vcc，基極通 過電阻R9接運算放大器IC2管腳1，發(fā)射極接運算放大器IC3管腳1，運算放大器IC3管腳 2接地，管腳4通過電阻R10分別與可控硅SCR管腳2、電阻R12、壓敏電阻RT的一端及220V 電源連接，運算放大器IC3管腳6分別與電阻Rll的一端及可控硅SCR管腳3連接，電阻Rll 的另一端接可控硅SCR管腳1、電容CL的一端及壓敏電阻RT的另一端，電容CL的另一端與 電阻R12的另一端連接；所述電源電路包括變壓器T及兩個相同的整流穩(wěn)壓電路。
整流穩(wěn)壓電路包括整流橋Z1、 Z2、電容C1 C4、 C5 C8及穩(wěn)壓器IC4、 IC5，其中變 壓器T次級A、 B兩端分別接整流橋Z1的管腳l、 2，整流橋Z1的管腳3、 4分別與電容C1、 C2并聯(lián)， 一端接穩(wěn)壓器IC4管腳1，另一端接穩(wěn)壓器IC4管腳2，穩(wěn)壓器IC4管腳2接地， 穩(wěn)壓器管腳3、電容C3、 C4一端接基準電壓Vcc，電容器C3、 C4的另一端接地，變壓器T次 級C、 D兩端分別接整流橋Z2的管腳1、 2，整流橋Z2的管腳3、 4分別與電容C5、 C6并聯(lián)， 一端接穩(wěn)壓器IC5管腳1，另一端接穩(wěn)壓器IC5管腳2，穩(wěn)壓器IC5管腳2接Vcc廠，穩(wěn)壓器 管腳3、電容C7、 C8—端接基準電壓Vcd+，電容器C7、 C8的另一端接Vcc,-。
接插件CN的3腳分別與整流穩(wěn)壓電路及比較器電路的接地端連接，1腳與比較器電路的 電阻R1的一端連接，3腳、4腳分別與定位器連接，9腳分別與輸出電路的壓敏電阻RT—端 及變壓器T的初級端1連接并接電源220V的零線，10腳與變壓器T初級端2連接并接電源 220V的火線，8腳、IO腳短接，8腳與電磁閥連接，7腳與可控硅SCR管腳l及電磁闊連接。
如圖所示，當輸入4-20mA信號時， 一方面輸出給定位器，另一方面在比較器的同相端產 生1-5V的電壓，該電壓與基準電壓比較后，經比較放大器放大輸出，經門電路輸出數(shù)字信 號，通過功率放大器放大后，去驅動光電偶合器，光電偶合器再去驅動可控硅，可控硅輸出 AC220V電壓，控制電磁閥穩(wěn)定可靠導通；實現(xiàn)執(zhí)行機構正常運行的功能；當輸入信號小于4mA 時，比較器輸出低電壓，經門電路輸出更低電壓，輸出電路無電壓輸出，控制電磁閥可靠截 止，通過調節(jié)基準電壓的大小即調節(jié)電位器W，便可改變開關電路的導通點。
如圖3、 4所示一種24V直流開關電路，包括定位器及電磁閥，還包括電源電路、比較器 電路、門電路、功率放大器、輸出電路及接插件，電源電路分別與比較器電路、門電路、功 率放大器及輸出電路連接，比較器電路依次與門電路、功率放大器、輸出電路及接插件連接， 的接插件分別與電源電路、比較器電路、定位器及電磁閥連接。
比較器電路包括電阻R1-R5、 R7、 R0、電位器RW、電容C9、 二極管Dl、 D2、 D5及運 算放大器IC1，其中電阻R1、電容C9、 二極管D5并聯(lián)， 一端接地，另一端通過電阻R4分別 與二極管Dl正極、D2負極、電阻R5的一端、運算放大器IC1管腳10連接，電阻R5的另一 端分別與運算放大器IC1管腳8及電阻R7 —端連接，電阻R7的另一端接地，二極管Dl負極 分別與二極管D2正極、電阻R2—端與運算放大器IC1管腳9連接，電阻R2的另一端分別與 電阻R0、 R3的一端連接，電阻R3的另一端接地，電阻R0的另一端通過電位器Rw分別接運
算放大器IC1管腳4接基準電壓Vcc，運算放大器IC1管腳11接地。
門電路包括電阻R6、發(fā)光二極管LED、 二極管D3、 D4、電容C10及運算放大器IC2，
其中運算放大器IC2管腳14接基準電壓Vcc，管腳7接地，管腳2、 3、 4并聯(lián)后接基準電壓
Vcc，管腳5接二極管D4的負極，二極管D4的正極分別與電容C10—端、二極管D3負極與
運算放大器IC1管腳8連接，電容C10的另一端接地，二極管D3正極通過發(fā)光二極管LED、
電阻R6接基準電壓Vcc。
功率放大器及輸出電路包括電阻R9、三極管Q、 二極管D5、繼電器J，其中繼電器J
兩端與二極管D5并聯(lián)， 一端接運算放大器IC2管腳14，另一端接三極管Q集電極，三極管
的發(fā)射極接地，三極管的基極通過電阻R9接運算放大器IC2管腳1。
電源電路包括隔離模塊電源、二極管D6、 D7、電容C3、，其中隔離模塊電源4腳接地，
3腳接繼電器J一端，2腳接二極管D7負極，二極管D7正極分別接電容C3及繼電器J的觸
點2和接插件管腳7，電容C3另一端分別與隔離模塊電源1腳、二極管D6正極及接插件管
腳8連接。
接插件CN的3腳與比較器電路的接地端連接，1腳與比較器電路的電阻R1的一端連接， 3腳、4腳分別與定位器連接，5腳接電源電路二極管D6的負極及繼電器J的觸點1并與電 磁閥連接，6腳、8腳短接后接二極管D6的正極并與電磁閥及24V直流電源連接，7腳接二 極管D7的正極、繼電器J的觸點2并與24V直流電源連接。
如圖所示，當輸入4-20mA信號時， 一方面輸出給定位器，另一方面在比較器輸入端產 生1-5V電壓，該電壓與基準電壓比較后，經比較放大器放大輸出，經門電路輸出數(shù)字信號， 通過功率放大器放大輸出高電位，去驅動輸出電路，使電磁閥可靠穩(wěn)定導通，實現(xiàn)了氣動執(zhí) 行機構正常工作的目的；當輸入端輸入信號小于4mA時，比較放大器截止，門電路輸出低電 位，輸出電路無電壓輸出，電磁閥可靠截止。實現(xiàn)執(zhí)行機構斷信號低信號保位功能。調節(jié)基 準電壓便可改變開關電路的導通點。
權利要求1、一種開關電路，包括定位器及電磁閥，其特征在于還包括電源電路、比較器電路、門電路、功率放大器、觸發(fā)電路、輸出電路及接插件，所述電源電路分別與比較器電路、門電路、功率放大器及觸發(fā)電路連接，所述比較器電路依次與門電路、功率放大器、觸發(fā)電路、輸出電路及接插件連接，所述接插件分別與電源電路、比較器電路、定位器及電磁閥連接。
2、 根據權利要求l所述的開關電路，其特征在于，所述比較器電路包括電阻(R1 R5、 R7、 R0)、電位器(RW)、電容(C9)、 二極管(Dl、 D2、 D5)及運算放大器(IC1)，其中電阻(Rl)、 電容(C9)、 二極管(D5)并聯(lián)， 一端接地，另一端通過電阻U4)分別與二極管(Dl)正 極、(D2)負極、電阻(R5)的一端、運算放大器(IC1)管腳(10)連接，電阻(R5)的 另一端分別與運算放大器(IC1)管腳(8)及電阻(R7) —端連接，電阻(R7)的另一端 接地，二極管(Dl)負極分別與二極管(D2)正極、電阻(R2) —端與運算放大器(IC1) 管腳(9)連接，電阻(R2)的另一端分別與電阻(R0、 R3)的一端連接，電阻(R3)的另 一端接地，電阻(R0)的另一端通過電位器(Rw)分別接運算放大器(IC1)管腳(4)接 基準電壓(Vcc)，運算放大器(IC1)管腳(11)接地；所述門電路包括電阻(R6)、發(fā) 光二極管(LED)、 二極管(D3、 D4)、電容(C10)及運算放大器(IC2)，其中運算放大器(IC2)管腳(14)接基準電壓(Vcc)，管腳(7)接地，管腳(2、 3、 4)并聯(lián)后接基準電 壓(Vcc),管腳(5)接二極管(D4)的負極，二極管(D4)的正極分別與電容(C10) — 端、二極管(D3)負極與運算放大器(IC1)管腳(8)連接，電容(C10)的另一端接地， 二極管(D3)正極通過發(fā)光二極管(LED)、電阻(R6)接基準電壓(Vcc);所述功率放大 器、觸發(fā)電路及輸出電路包括電阻(R8-R12)、壓敏電阻(RT)、電容(CL)、三極管(Q)、 運算放大器(IC3)、可控硅(SCR)，其中三極管(Q)集電極通過電阻(R8)接基準電壓(Vcc)， 基極通過電阻(R9)接運算放大器(IC2)的管腳(1)，發(fā)射極接運算放大器(IC3)的管 腳(1)，運算放大器(IC3)的管腳(2)接地，管腳(4)通過電阻(R10)分別與可控硅(SCR)管腳(2)、電阻(R12)、壓敏電阻(RT)的一端連接，運算放大器(IC3)的管腳(6) 分別與電阻(R11)的一端及可控硅(SCR)的管腳(3)連接，電阻(R11)的另一端 接可控硅(SCR)管腳(1)、電容(CL)的一端及壓敏電阻(RT)的另一端，電容(CL)的 另一端與電阻(R12)的另一端連接；所述電源電路包括變壓器(T)及兩個相同的整流穩(wěn) 壓電路，所述整流穩(wěn)壓電路包括整流橋(Z1、 Z2)電容(C1 C4)、 (C5 C8)及穩(wěn)壓器(IC4)、(IC5)，其中變壓器(T)次級A、 B兩端分別接整流橋(Zl)的管腳(1)、 (2)，整流橋(Zl) 的管腳(3、 4)分別與電容(Cl、 C2)并聯(lián)， 一端接穩(wěn)壓器(IC4)管腳(1)，另一端接穩(wěn) 壓器(IC4)管腳(2)，穩(wěn)壓器(IC4)管腳(2)接地，穩(wěn)壓器管腳(3)、電容(C3、 C4) 一端接基準電壓(Vcc)，電容器(C3、 C4)的另一端接地，變壓器(T)次級(C、 D)兩端 分別接整流橋(Z2)的管腳(1)、 (2)，整流橋(Z2)的管腳(3、 4)分別與電容(C5)、(C6)并聯(lián)后， 一端接穩(wěn)壓器(IC5)管腳(1)，另一端接穩(wěn)壓器(IC5)管腳(2),穩(wěn)壓 器(IC5)管腳(2)接(VCCl-)，穩(wěn)壓器管腳(3)、電容(C7、 C8) —端接基準電壓(Vcc,+)， 電容器(C7、 C8)的另一端接(Vcc,-)，所述接插件CN的(3)腳分別與整流穩(wěn)壓電路及 比較器電路的接地端連接，(1)腳與比較器電路的電阻(Rl)的一端連接，(9)腳分別與 輸出電路的壓敏電阻(RT) —端及變壓器(T)的初級端(1)連接并接電源220V的零線，(10)腳與變壓器(T)初級端(2)連接并接電源220V的火線，(8)腳、(10)腳短接，(7) 腳接可控硅(SCR)管腳(1)。
3、 一種開關電路，包括定位器及電磁闊，其特征在于還包括電源電路、比較器電路、門電 路、功率放大器、輸出電路及接插件，所述電源電路分別與比較器電路、門電路、功率放 大器及輸出電路連接，所述比較器電路依次與門電路、功率放大器、輸出電路及接插件連 接，所述的接插件分別與電源電路、比較器電路、定位器及電磁閥連接。
4、 根據權利要求3所述的開關電路，其特征在于，所述比較器電路包括電阻(R1 R5)、 (R7、 R0)、電位器(RW)、電容(C9)、 二極管(Dl、 D2、 D5)及運算放大器(IC1)，其中電阻(Rl)、電容(C9)、 二極管(D5)并聯(lián)， 一端接地，另一端通過電阻(R4)分別與二 極管(Dl)正極、(D2)負極、電阻(R5)的一端、運算放大器(IC1)管腳(10)連接， 電阻(R5)的另一端分別與運算放大器(IC1)管腳(8)及電阻(R7) —端連接，電阻(R7) 的另一端接地，二極管(Dl)負極分別與二極管(D2)正極、電阻(R2) —端與運算放大 器(IC1)管腳(9)連接，電阻(R2)的另一端分別與電阻(R0、 R3)的一端連接，電阻(R3)的另一端接地，電阻(R0)的另一端通過電位器(Rw)分別接運算放大器(IC1)管 腳(4)接基準電壓(Vcc)，運算放大器(IC1)管腳(11)接地；所述門電路包括電阻(R6)、發(fā)光二極管(LED)、 二極管(D3)、 (D4)、電容(C10)及運算放大器(IC2)，其中 運算放大器(IC2)管腳(14)接基準電壓(Vcc)，管腳(7)接地，管腳(2、 3、 4)并聯(lián) 后接基準電壓(Vcc)，管腳(5)接二極管(D4)的負極，二極管(D4)的正極分別與電容(C10) —端、二極管(D3)負極與運算放大器(IC1)管腳(8)連接，電容(C10)的另 一端接地，二極管(D3)正極通過發(fā)光二極管(LED)、電阻(R6)接基準電壓(Vcc):所 述功率放大器及輸出電路包括電阻(R9)、三極管(Q)、 二極管(D5)、繼電器(J)，其 中繼電器(J)兩端與二極管(D5)并聯(lián)， 一端接運算放大器(IC2)管腳(14)，另一端接 三極管(Q)集電極，三極管的發(fā)射極接地，三極管的基極通過電阻(R9)接運算放大器(IC2) 管腳(1);所述電源電路包括隔離模塊電源、二極管(D6、 D7)、電容(C3)，其中隔離 模塊電源(4)腳接地，(3)腳接繼電器(J) 一端，(2)腳接二極管(D7)負極，二極管(D7)正極分別接電容(C3) —端及繼電器(J)的觸點(2)，電容(C3)另一端分別與隔 離模塊電源(1)腳、二極管(D6)正極連接；所述接插件(CN)的(3)腳與比較器電路 的接地端連接，(1)腳與比較器電路的電阻(Rl)的一端連接，(5)腳接電源電路二極管(D6)的負極及繼電器(J)的觸點(1)， (7)腳接繼電器的觸點(2)并接24V直流電源，(6)腳、(8)腳短接后接二極管(D6)的正極并接24V直流電源。
專利摘要本實用新型涉及一種與氣動執(zhí)行機構配套使用的開關電路。它包括定位器及電磁閥，還包括電源電路、比較器電路、門電路、功率放大器、觸發(fā)電路、輸出電路及接插件，電源電路分別與比較器電路、門電路、功率放大器及觸發(fā)電路連接比較器電路依次與門電路、功率放大器、觸發(fā)電路、輸出電路及接插件連接，接插件分別與電源電路、比較器電路、定位器及電磁閥連接。本實用新型的有益效果是節(jié)省功耗，擴大了使用范圍、提高了電路的抗干擾性、電路壽命長。本實用新型與電氣閥門定位器、智能閥門定位器、氣動執(zhí)行機構配套使用，實現(xiàn)指令在4-20mA時執(zhí)行機構連續(xù)運行；在指令底于4mA或斷信號、斷電，執(zhí)行機構能可靠實現(xiàn)保位的功能，滿足市場對低成本高質量的斷信號開關電路的需求。
文檔編號H03K17/72GK201210670SQ20082007505
公開日2009年3月18日 申請日期2008年6月18日 優(yōu)先權日2008年6月18日
發(fā)明者靜 王, 白春娥 申請人:天津精通控制儀表技術有限公司