一种基于响应时差的开关控制电路
阅读说明：本技术 一种基于响应时差的开关控制电路 (Switch control circuit based on response time difference ) 是由 曹阔 王德和 于 2020-12-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于响应时差的开关控制电路,包括电控器件K1、电阻R1、二极管D1、二极管D2、电容EC1、二极管D3、电阻R2、光电三极管U1、电阻R4、电阻R5、电容EC2、二极管D4、二极管D5和电容C1,所述电控器件K1的第一端与电源输入端的第一端连接,电控器件K1的第三端与输出端OUT连接。本发明在控制信号有效时通过控制信号来保护负载,当控制信号失效时通过自身电路结构及电气原理驱动电控器件来切断保护负载,因此本发明做到了对负载的有效保护,极大降低了危险工况的发生。(The invention discloses a switch control circuit based on response time difference, which comprises an electric control device K1, a resistor R1, a diode D1, a diode D2, a capacitor EC1, a diode D3, a resistor R2, a phototriode U1, a resistor R4, a resistor R5, a capacitor EC2, a diode D4, a diode D5 and a capacitor C1, wherein a first end of the electric control device K1 is connected with a first end of a power supply input end, and a third end of the electric control device K1 is connected with an output end OUT. The load is protected by the control signal when the control signal is effective, and the electric control device is driven by the circuit structure of the control signal and the electric principle to cut off the protection load when the control signal is invalid, so that the load is effectively protected, and the occurrence of dangerous working conditions is greatly reduced.)
技术领域
本发明涉及保护开关技术领域，具体是一种基于响应时差的开关控制电路。
背景技术
各类供电设备、装置、生活电器的电路控制板在遭受异常状况，如强干扰、冲击、程序跑飞或外部受力卡住等因素影响时会导致控制失效，引起电路负载不能按正常功能进行控制，从而导致危险结果的发生。
市场目前的保护类电路提供的是给出一个单独的额外信号控制的电路模块，这个模块给用电设备加了一道保护功能，但是却忽略了一个潜在的风险，那就是当这个保护电路的信号出现异常后该模块的保护功能会随之失效。本发明新型将提供一种可靠的控制信号，使得保护电路模块控制信号无论是否失效都能使得保护功能的可靠存在，且目前市场上保护类电路成本相对较高使得实际投入应用有一定的成本门槛。
鉴于以上情况的存在，如何对电源部分或负载部分进行更加可靠的控制并且寻找到性价比较高的方案成为了市场目前亟需解决的焦点问题。
本发明给出一种采用隔离元件，应用于用电设备或电器上，负载等异常超时工作会自动断开保护的产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于响应时差的开关控制电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于响应时差的开关控制电路，包括电控器件K1、电阻R1、二极管D1、二极管D2、电容EC1、二极管D3、电阻R2、光电三极管U1、电阻R4、电阻R5、电容EC2、二极管D4、二极管D5和电容C1，所述电控器件K1的第一端与电源输入端的第一端连接，电控器件K1的第三端与输出端OUT连接，二极管D3的阴极、阳极和光电三极管U1的第四端、第三端与电控器件K1的第四端和第五端并联，电控器件K1的第四端与电阻R2的第二端连接，电阻R2的第一端与二极管D1的阴极和电容EC1的正极连接，二极管D1的阳极与二极管D2的阴极相连并串联电阻R1、保险丝F1后与电源输入端的第一端连接，电源输入端的第二端分别与二极管D2的阳极、电容EC1的阴极和电控器件K1的第五端连接，电阻R2的第一端与电控器件K1的第四端连接，光电三极管U1的第一端电阻R3的第二端连接、电阻R3的第一端与二极管D4的阴极、电容EC2的正极、电阻R4第二端连接，二极管D4的阳极与二极管D5的阴极、电容C1的第二端连接，电容C1的第一端与控制信号连接，二极管D5的阳极、电容EC2的负极、电阻R4的第二端、光电三极管U1的第二端与控制信号系统的输入端第二端连接。
作为本发明的进一步方案：所述输出端OUT用于与负载连接。
作为本发明的进一步方案：所述电控器件K1为常闭型继电器。
作为本发明的进一步方案：所述电控器件K1的参数为DC24V 1.6K/2.8K内阻。
作为本发明的进一步方案：所述电阻R1的两端并联电容CX1组成阻容降压模块。
一种基于响应时差的非隔离型开关控制电路，包括电源输入端，输出端、电阻R1丝、电阻R1、二极管D1、二极管D2、电容EC1、电控器件K1、二极管D3、电阻R2、三极管V1、电阻R3、三极管Q1、电阻R4、电阻R5、电容EC2、二极管D4、二极管D5、电容C1、控制信号输入端，其特征在于，所述电控器件K1的第一端与电源输入端的第一端连接，电控器件K1的第三端与输出端连接，二极管D3的阴极、阳极和三极管V1的E、C极与电控器件K1的第四端和第五端并联，电控器件K1的第四端与电阻R2的第二端连接，电阻R1的第一端与二极管D1的阴极和电容EC1的正极连接，二极管D1的阳极与二极管D2的阴极相连并串联电阻R1、电阻R1丝后与电源输入端的第一端连接，电源输入端的第二端分别与二极管D2的阳极、电容EC1的阴极和电控器件K1的第五端连接，三极管V1的B极与电阻R6的第二端连接，电阻R6的第一端与三极管Q2的C极连接，电阻R3的第一端与三极管Q2的B极、电阻R5的第一端连接，电阻R3的第二端与二极管D4的阴极、电容EC2的正极、电阻R4的第一端连接，二极管D4的阳极与二极管D5的阴极、电容C1的第二端连接，二极管D5的阳极、电容EC2的负极、电阻R6的第二端、电阻R4的第二端、三极管Q1的E极与电源输入端第二端连接，电容C1的第一端与控制信号连接。
作为本发明的进一步方案：所述电阻R1的两端并联电容CX1组成阻容降压模块。
作为本发明的进一步方案：所述三极管Q1和三极管Q2采用MOS管替代。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在控制信号有效时通过控制信号来保护负载，当控制信号失效时通过自身电路结构及电气原理驱动电控器件来切断保护负载，因此本发明做到了对负载的有效保护，极大降低了危险工况的发生。
附图说明
图1是实施例1电阻降压光耦隔离型电路示意图。
图2是实施例1阻容降压光耦隔离型电路示意图。
图3是独立信号开关电路图。
图4是实施例2电阻降压三极管隔离型电路示意图。
图5是实施例2阻容降压三极管隔离型电路示意图。
图6是实施例2电阻降压MOS管隔离型电路示意图。
图7是实施例2阻容降压MOS管隔离型电路示意图。
图8为本设计产品化案例图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，实施例1：本发明实施例中，一种基于响应时差的开关控制电路，包括电控器件K1、电阻R1、二极管D1、二极管D2、电容EC1、二极管D3、电阻R2、光电三极管U1、电阻R4、电阻R5、电容EC2、二极管D4、二极管D5和电容C1，所述电控器件K1的第一端与电源输入端的第一端连接，电控器件K1的第三端与输出端OUT连接，二极管D3的阴极、阳极和光电三极管U1的第四端、第三端与电控器件K1的第四端和第五端并联，电控器件K1的第四端与电阻R2的第二端连接，电阻R2的第一端与二极管D1的阴极和电容EC1的正极连接，二极管D1的阳极与二极管D2的阴极相连并串联电阻R1、保险丝F1后与电源输入端的第一端连接，电源输入端的第二端分别与二极管D2的阳极、电容EC1的阴极和电控器件K1的第五端连接，电阻R2的第一端与电控器件K1的第四端连接，光电三极管U1的第一端电阻R3的第二端连接、电阻R3的第一端与二极管D4的阴极、电容EC2的正极、电阻R4第二端连接，二极管D4的阳极与二极管D5的阴极、电容C1的第二端连接，电容C1的第一端与控制信号连接，二极管D5的阳极、电容EC2的负极、电阻R4的第二端、光电三极管U1的第二端与控制信号系统的输入端第二端连接。
输出端OUT用于与负载连接。电控器件K1为常闭型继电器。电控器件K1的参数为DC24V 1.6K/2.8K内阻。
该基于响应时间差的开关控制电路可以设置一块电路板上，也可将该保护电路设置在电器的电源或控制器等电路板中。保护电路的触发信号可以由主控回路输出控制，也可以将保护电路做成含自触发信号的独立模块。控制器可以为单片机，也可以为能启动光电三极管U1工作的其它电路。
保护电路工作流程如下：1，将该保护电路与被保护电路并接于交流触发开关后端，将被保护负载串接于电控器件K1的输出回路。2，上电，该保护电路与被保护电路同时工作，被保护电路给出控制信号，使得光电三极管U1导通，因为电子开关的速度是微秒级，而机械开关的速度是10ms级，所以在机械开关上电尚未被触发动作时，电子开关部分的电路已经导通，进而电控器件K1的两端被短路，从而使得与电控器件K1输出回路串接的负载正常工作。3，在正常工作状态下，被保护电路正常工作时间t1，t1计时到，主控结束对负载的控制，保护电路的运行时间t2≥t1。4：当被保护电路工作超出正常工作时间t1，主控对负载失去有效控制，这时保护电路在设定的t2时间开始工作，通过关闭光电三极管U1，使得电控器件K1被电路驱动主动切断串接的负载，起到保护负载的作用。5：当主控回路的主控逻辑器件失效时，因为保护电路的驱动信号采用PWM耦合驱动，使得光电三极管U1不能被驱动，即电控器件K1在上电初始时就会被电路驱动主动切断串接的负载，起到保护负载的作用。
如图2所示，电阻R1的两端并联电容CX1组成阻容降压模块。
如图3所示，是基于响应时间差的开关控制电路保护控制信号来自保护电路自身的独立功能模块，此模块可以单独起作用，广泛应用与设备、电器。
其保护原理如下：1，将该保护电路与被保护电路并接于交流触发开关后端，将被保护负载串接于电控器件K1的输出回路。2，上电，该保护电路与被保护电路同时工作，保护电路自身给出控制信号，使得光电三极管U1导通，因为电子开关的速度是微秒级，而机械开关的速度是10ms级，所以在机械开关上电尚未被触发动作时，电子开关部分的电路已经导通，进而电控器件K1的两端被短路，从而使得与电控器件K1输出回路串接的负载正常工作。3，在正常工作状态下，被保护电路正常工作时间t1，t1计时到，主控结束对负载的控制，保护电路的运行时间t2≥t1。4：当被保护电路工作超出正常工作时间t1，主控对负载失去有效控制时，这时保护电路在设定的t2时间开始工作，通过关闭光电三极管U1，使得电控器件K1被电路驱动主动切断串接的负载，起到保护负载的作用。5：当保护电路自身的控制信号时，因为保护电路的驱动信号采用PWM耦合驱动，使得光电三极管U1不能被驱动，即电控器件K1在上电初始时就会被电路驱动主动切断串接的负载，起到保护负载的作用。
实施例2：与实施例1的区别之处在于，采用开关三极管替换光电三极管U1，如图4所示，一种基于响应时差的非隔离型开关控制电路，包括电源输入端，输出端、电阻R1丝、电阻R1、二极管D1、二极管D2、电容EC1、电控器件K1、二极管D3、电阻R2、三极管V1、电阻R3、三极管Q1、电阻R4、电阻R5、电容EC2、二极管D4、二极管D5、电容C1、控制信号输入端，其特征在于，所述电控器件K1的第一端与电源输入端的第一端连接，电控器件K1的第三端与输出端连接，二极管D3的阴极、阳极和三极管V1的E、C极与电控器件K1的第四端和第五端并联，电控器件K1的第四端与电阻R2的第二端连接，电阻R1的第一端与二极管D1的阴极和电容EC1的正极连接，二极管D1的阳极与二极管D2的阴极相连并串联电阻R1、电阻R1丝后与电源输入端的第一端连接，电源输入端的第二端分别与二极管D2的阳极、电容EC1的阴极和电控器件K1的第五端连接，三极管V1的B极与电阻R6的第二端连接，电阻R6的第一端与三极管Q2的C极连接，电阻R3的第一端与三极管Q2的B极、电阻R5的第一端连接，电阻R3的第二端与二极管D4的阴极、电容EC2的正极、电阻R4的第一端连接，二极管D4的阳极与二极管D5的阴极、电容C1的第二端连接，二极管D5的阳极、电容EC2的负极、电阻R6的第二端、电阻R4的第二端、三极管Q1的E极与电源输入端第二端连接，电容C1的第一端与控制信号连接。
输出端OUT用于与负载连接。电控器件K1为常闭型继电器。电控器件K1的参数为DC24V 1.6K/2.8K内阻。
保护电路工作流程如下：1，将该保护电路与被保护电路并接于交流触发开关后端，将被保护负载串接于电控器件K1的输出回路。2，上电，该保护电路与被保护电路同时工作，被保护电路给出控制信号，使得三极管导通，因为电子开关的速度是微秒级，而机械开关的速度是10ms级，所以在机械开关上电尚未被触发动作时，电子开关部分的电路已经导通，进而电控器件K1的两端被短路，从而使得与电控器件K1输出回路串接的负载正常工作。3，在正常工作状态下，被保护电路正常工作时间t1，t1计时到，主控结束对负载的控制，保护电路的运行时间t2≥t1。4：当被保护电路工作超出正常工作时间t1，主控对负载失去有效控制时，这时保护电路在设定的t2时间开始工作，通过关闭三极管，使得电控器件K1被电路驱动主动切断串接的负载，起到保护负载的作用。5：当主控回路的主控逻辑器件失效时，因为保护电路的驱动信号采用PWM耦合驱动，使得三极管不能被驱动，即电控器件K1在上电初始时就会被电路自身的电气原理驱动主动切断串接的负载，起到保护负载的作用。
如图5和7所示，电阻R1的两端并联电容CX1组成阻容降压模块。阻容降压输出更稳定。
在实施例1的基础上，如图6和7所示，三极管Q1和三极管Q2采用MOS管替代。其工作原理基本相同。
如图8所示，可以直观的看出本设计的具体产品化操作。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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