電子式自鎖互鎖開關的製作方法

2023-09-18 17:32:05 3

專利名稱：電子式自鎖互鎖開關的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電子技術應用領域，涉及一種電子式自鎖互鎖開關。
背景技術：
自鎖互鎖開關在電器、儀表及自動化控制方面使用很廣泛，機械式自鎖互鎖開關的缺點是體積大、按觸力大、切換速度低、易磨損，且不易與數字電路配套使用。為了克服現有機械式自鎖互鎖開關先天存在的種種缺陷，研究製作一種通用型的電子式自鎖互鎖開關裝置很有必要。本實用新型所述的電子式自鎖互鎖開關可以很好的克服機械式自鎖互鎖開關存在的種種缺陷。該開關的核心元件採用四運算放大器LM324，經巧妙地設計，使每組運算放大器均有著電壓比較器和施密特觸發器的雙重功能。由於運算放大器的輸入阻抗較高，按鍵開關的輸入電流極小，開關的輸入/輸出電平符合數字電路的接口電平等要求，能與數字電路配合同用一電源。具有電壓適用範圍寬、檔位可任意設計等特點，可選用輕觸開關、 導電橡膠、薄膜開關作為按鍵開關，可用於轉換驅動光、電、磁等電路，或驅動三極體、可控矽、繼電器等控制電路。本實用新型在家用電器和工業自動化及光、機、電一體化領域中有著廣泛的用途。以下詳細說明電子式自鎖互鎖開關製作過程中所涉及的有關技術。
實用新型內容發明目的及有益效果本實用新型所述的電子式自鎖互鎖開關是一種通用型的自鎖互鎖開關。該開關的核心元件為四運算放大器LM324，由於運算放大器的輸入阻抗較高， 按鍵開關的輸入電流極小，具有工作電壓適用範圍寬、檔位可任意設計等特點，能與數字電路配合同用一電源，開關的輸入輸出電平符合數字電路的接口電平等要求。電路中可選用輕觸開關、導電橡膠、薄膜開關等作為按鍵開關，本實用新型在家用電器和工業自動化及光、機、電一體化領域中有著廣泛用途。技術特徵電子式自鎖互鎖開關，由直流電源、按鍵開關(AN)、電壓比較與施密特觸發電路、輸出電平分壓電路、直流電源分壓電路組成，其特徵是電壓比較與施密特觸發電路採用運算放大器，集成電路的型號為LM324，每隻集成電路可組成4檔自鎖互鎖開關， 每檔自鎖互鎖開關的電路結構相同。其它部分電路的組成及元器件相互間的連接關係1.第一檔自鎖互鎖開關的電路由按鍵開關(ANl)、運算放大器(ICl-I)、輸出電平分壓電路組成，其特徵是(1)運算放大器(ICl-I)的4腳和按鍵開關(ANl)的一端接直流電源的正極 (VCC)，按鍵開關(ANl)的另一端接運算放大器(ICl-I)的3腳和開關二極體Dl的正極，開關二極體Dl的負極接開關二極體D2的正極，開關二極體D2的負極接運算放大器(ICl-I) 的2腳，運算放大器(ICl-I)的5腳接電路地(GND)。[0011](2)運算放大器(IC1-1)輸出電平分壓電路的特徵是運算放大器(ICl-I)的1腳接電阻R3的一端，電阻R3的另一端與運算放大器(ICl-I)的3腳和電阻R4的一端相連， 電阻R4的另一端接電路地(GND)。2.第二檔及其它各檔自鎖互鎖開關的電路連接關係同第一檔自鎖互鎖開關的電路所述的特徵。3.直流電源分壓電路的特徵是電阻Rl的一端接直流電源的正極(VCC)，電阻Rl 的另一端與電阻R2的一端、運算放大器(ICl-I)的2腳相連，電阻R2的另一端接電路地 (GND)。電路工作原理自鎖互鎖開關的每檔電路結構完全相同，下面以第一檔工作原理為例，當電路接通直流電源時，由電阻R1、R2對直流電源進行分壓，為各檔運算放大器反相端提供高電平，使各檔運算放大器輸出低電平。當按動第一檔按鍵開關(Am後)，對應運算放大器的正相端獲得高電平，高於反相端電壓約1. 4V(2隻矽開關二極體的壓降)，輸出變為高電平。因有電阻R3、R4分壓的反饋，正相端電平仍高於反相端，輸出端維持高電平。 當另一個按鍵接通時，電路重複上述過程，同時通過2隻矽開關二極體D1、D2使該檔運算放大器的反相端電平高於電阻R3、R4分壓形成的正相端電平，所以輸出端由高電平變低為電平。總之，每按動某一檔按鍵開關一次，只有該檔運算放大器輸出高電平，其餘檔都是輸出低電平，這就是電子式自鎖互鎖開關的工作原理。

附圖是電子式自鎖互鎖開關的電路工作原理圖，圖中只畫出兩檔自鎖互鎖開關， 即第一檔、第二檔。附圖中的虛線表示根據需要確定自鎖互鎖開關電路的檔數和使用LM3M型集成電路(ICl)的只數。每隻LM3M型集成電路中有四組相互獨立的運算放大器，S卩IC1-1、 IC1-2、IC1-3、IC1-4。
具體實施方式
按照附圖所示電路工作原理圖和附圖說明及以下所述的技術要求實施，即可實現本實用新型。元器件參數及選擇1.IC1推薦使用LM3M型集成電路，它是由四組獨立的運算放大器組成的電路，它可在較寬的單電源電壓範圍內工作，亦可在雙電源條件下工作，電源電壓工作範圍單電源 3V 30V，雙電源士 1. 5V 士 15V。LM324型集成電路的封裝為雙列直插式，其14個引腳和功能分別是1 腳 OUTPUT 1、2 腳 INPUT 1_、3 腳 INPUT 1+;4 腳接電源的正極(VCC) ；5 腳 INPUT 2+、6 腳 INPUT 2_、7 腳 OUTPUT 2 ；8 腳 OUTPUT 3、9 腳 INPUT 3-,10 腳 INPUT 3+ ；11 腳接電路地(GND)，即直流電源的負極；12 腳 INPUT 4+、13 腳 INPUT 4-,14 腳 OUTPUT 4。OUTPUT是運算放大器的輸出端；INPUT+是運算放大器的正向輸入端；INPUT-是運算放大器的反向輸入端。[0024]2. Dl D2選用1N4148型矽開關二極體。3.電阻選用功率為1/8W金屬膜電阻，電阻Rl的阻值為100K Ω ；電阻R2的阻值為 IOK Ω ；電阻 R3、R4、R5、R6.....Rn、Rn+l 的阻值均為 5. 1ΚΩ。4. AN選用常開式按鍵開關。5.本實施例的直流電源工作電壓為9 12V。製作與電路調試使用1隻LM3M型集成電路可組成4檔自鎖互鎖開關，在設計、製作中可根據控制對象數量來確定自鎖互鎖開關電路的檔數和使用LM3M型集成電路的只數。若在電路中增加一個空檔，可作為自鎖互鎖開關的總復位。電子式自鎖互鎖開關只要選用的電子元器件性能完好，並按照說明書附圖和元器件的連接關係進行焊接，物理連接線及焊接質量經過仔細檢查無誤後，電路基本不需要調試即可正常工作。為保證電子式自鎖互鎖開關可靠工作，各個電阻的阻值應根據選用的直流電源電壓高低做適當的調整，在保證電子式自鎖互鎖開關電路穩定、可靠工作的前提下，各個電阻的阻值宜選擇稍大一些的為好。
權利要求1.一種電子式自鎖互鎖開關，由直流電源、按鍵開關AN、電壓比較與施密特觸發電路、 輸出電平分壓電路、直流電源分壓電路組成，其特徵是電壓比較與施密特觸發電路採用運算放大器，集成電路的型號為LM324，每隻集成電路可組成4檔自鎖互鎖開關，每檔自鎖互鎖開關的電路結構相同。
2.根據權利要求1所述的電子式自鎖互鎖開關，第一檔自鎖互鎖開關的電路由按鍵開關AN1、運算放大器IC1-1、輸出電平分壓電路組成，其特徵是(1)運算放大器ICl-I的4腳和按鍵開關ANl的一端接直流電源的正極VCC，按鍵開關ANl的另一端接運算放大器ICl-I的3腳和開關二極體Dl的正極，開關二極體Dl的負極接開關二極體D2的正極，開關二極體D2的負極接運算放大器ICl-I的2腳，運算放大器 ICl-I的5腳接電路地GND;(2)運算放大器ICl-I輸出電平分壓電路的特徵是運算放大器ICl-I的1腳接電阻 R3的一端，電阻R3的另一端與運算放大器ICl-I的3腳和電阻R4的一端相連，電阻R4的另一端接電路地GND。
3.根據權利要求1所述的電子式自鎖互鎖開關，其特徵是第二檔及其它各檔自鎖互鎖開關的電路連接關係同第一檔自鎖互鎖開關的電路所述的特徵。
4.根據權利要求1所述的電子式自鎖互鎖開關，直流電源分壓電路的特徵是電阻Rl 的一端接直流電源的正極VCC，電阻Rl的另一端與電阻R2的一端、運算放大器ICl-I的2 腳相連，電阻R2的另一端接電路地GND。
專利摘要本實用新型屬於電子技術應用領域，涉及一種電子式自鎖互鎖開關。它是由直流電源、按鍵開關(AN)、電壓比較與施密特觸發電路、輸出電平分壓電路、直流電源分壓電路組成，其特徵是電壓比較與施密特觸發電路採用運算放大器，集成電路的型號為LM324，每隻集成電路可組成4檔自鎖互鎖開關，每檔自鎖互鎖開關的電路結構相同。由於運算放大器的輸入阻抗較高，按鍵開關的輸入電流極小，具有工作電壓適用範圍寬、檔位可任意設計等特點，能與數字電路配合同用一電源，開關的輸入輸出電平符合數字電路的接口電平等要求。電路中可選用輕觸開關、導電橡膠、薄膜開關等作為按鍵開關，本實用新型在家用電器和工業自動化及光、機、電一體化領域中有著廣泛用途。
文檔編號H03K17/567GK202085142SQ201120050980
公開日2011年12月21日 申請日期2011年2月28日 優先權日2011年2月28日
發明者黃宇嵩 申請人:黃宇嵩