專利名稱：一種控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電路，特別是一種控制電路。
背景技術(shù)：
在醫(yī)療設(shè)備中，如X射線斷層成像設(shè)備CT、磁共振設(shè)備MR中，溫度控制電路可用于設(shè)備的溫度控制或者壓力(比如壓迫器)控制，其電路原型是滯回比較器電路，如圖1所示，滯回比較器CMP具有兩個輸入端和一個輸出端，一與溫度相關(guān)的電壓Uin經(jīng)電阻Rl輸入CMP的第一輸入端，CMP的第二輸入端則輸入一參考電壓toef，CMP的輸出端為電壓Uo， 且一電阻R2橫跨在CMP的第一輸入端和輸出端之間。圖1所示滯回比較器電路的輸入輸出關(guān)系如圖2所示，其中橫坐標(biāo)為溫度，縱坐標(biāo)為輸出電壓U0o當(dāng)溫度低于Tl時，滯回比較器電路的輸出電壓Uo為高電平Uh,當(dāng)溫度開始上升，一直升到T2，輸出電壓Uo變?yōu)榈碗娖経L，溫度繼續(xù)上升時，輸出電壓Uo仍然為低電平隊；當(dāng)溫度從高于Tl的溫度開始下降時，輸出電壓為低電平隊，直至溫度降低到Tl，輸出電壓才變?yōu)楦唠娖経H。因為溫度T2和Tl之間有個滯回區(qū)間，所以稱為滯回比較器。滯回區(qū)間相對于單點控制而言，可以避免驅(qū)動極頻繁啟動停止。例如將用于對電機部件進行散熱的風(fēng)扇設(shè)定在溫度為80度時啟動，小于80度停止，那么當(dāng)溫度稍微發(fā)生變化時，風(fēng)扇可能就會不停地啟動或停止，用滯回區(qū)間就可以避免該問題的發(fā)生。結(jié)合圖1和圖2，溫度滯回區(qū)間|T2-T1|可以計算如下假設(shè)滯回比較器CMP為單電源Vcc供電，接地電壓為0V，則對于高溫點T2，有等式(Uinl-Uref)/Rl = (Uref-Vcc)/R2 (1)，其中Uinl對應(yīng)于高溫點T2的電壓值，所以Uinl = (l+Rl/R2)*Uref-(Rl/R2)*Vcc (2)；對于低溫點Tl，有等式(Uin2-Uref) /Rl = Uref/R2(3)，其中Uin2對應(yīng)于低溫點Tl的電壓值；所以Uin2 = (l+Rl/R2)*Uref (4)。根據(jù)公式(2)和(4)，可以得到Uinl-Uin2 = (R1/R2)*VCC (5)；由于Uinl對應(yīng)于高溫點T2的電壓值，Uin2對應(yīng)于低溫點Tl的電壓值，所以可以假定在數(shù)值大小上Uinl = a*T2，Uin2 = a*Tl，(6)其中a為常系數(shù)，所以溫度滯回區(qū)間T2-T1 = l/a*|Uinl_Uin2 = 1/a* (R1/R2) *VCC(7)，可見，只要滯回比較器的兩個電阻Rl、R2不變，那么溫度滯回區(qū)間的大小也是不變的。
3[0020]根據(jù)公式(2)、(4)和(6)，如果要調(diào)節(jié)Tl或T2的大小只能通過改變Rl, R2的大小來實現(xiàn)。然而，由于Tl和T2均和電阻R1、R2相關(guān)，當(dāng)通過調(diào)節(jié)電阻R1、R2來調(diào)節(jié)Tl時， T2也會跟著變化，同理，當(dāng)通過調(diào)節(jié)電阻R1、R2的方式來調(diào)節(jié)T2時，Tl也會跟著變化，從而導(dǎo)致滯回區(qū)間|Τ2-Τ1|也隨之變化，這就影響了溫度控制的精度，使得無法單獨調(diào)節(jié)溫度的上下限Tl、T2。這對于溫度控制而言，可能不太嚴重(例如可以在溫度設(shè)定時多留一些余量)；但對于壓力控制而言，特別是壓迫在人體的探測器，如果壓力滯回區(qū)間的上限和下限不能獨立地調(diào)節(jié)，就很可能導(dǎo)致人體不適，而在壓力設(shè)定時放過多余量又會導(dǎo)致圖像質(zhì)量不好。申請?zhí)枮?522^44. 8的實用新型專利申請公開了一種壓力變送控制器，其包括壓力傳感器、由電壓放大器和滯回比較器等連接構(gòu)成的傳感信號放大器、完成壓力信號變送的V/I變換器、A/D轉(zhuǎn)換及顯示器和繼電器控制器。該壓力變送控制器可設(shè)多路滯回比較電路器及其繼電器控制器，各路繼電器的輸出特性完全相同，均為上下限和單獨調(diào)整的具有滯回比較特性的繼電器觸點。所述滯回比較器包括第一、第二集成運算放大器和由兩個與非門首尾交叉連接構(gòu)成的觸發(fā)器，第一、第二集成運算放大器同相輸入端分別接所述基準(zhǔn)電壓電路的上、下限基準(zhǔn)電壓值輸出端，第一、第二集成運算放大器的反相輸入端并接所述電壓放大器輸出端，第一、第二集成運算放大器的輸出端分別接兩與非門的一輸入端。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種控制電路，其包括兩個比較器和一個邏輯電路， 以實現(xiàn)對滯回區(qū)間的上限和下限進行獨立調(diào)節(jié)。有鑒于此，本實用新型提供一種控制電路，其包括兩個比較器和一個邏輯電路，其中第一比較器和第二比較器各具有兩個輸入端和一個輸出端，一輸入量分別輸入這兩個比較器的一個輸入端，這兩個比較器的輸出端都與所述邏輯電路連接，以得到一滯回區(qū)間， 通過分別改變所述第一比較器和第二比較器另一輸入端的電壓大小來改變該邏輯電路輸出的邏輯電平，以對所述滯回區(qū)間的上限和下限進行獨立調(diào)節(jié)，其中，所述第一比較器另一輸入端的電壓為所述滯回區(qū)間的上限對應(yīng)的電壓，所述第二比較器另一輸入端的電壓為所述滯回區(qū)間的下限對應(yīng)的電壓，所述邏輯電路的輸出量為單個輸出量。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述邏輯電路包括兩個三極管，其中，所述兩個三極管中第一三極管的基極與所述第一比較器的輸出端連接，所述第一三極管的發(fā)射極與電源連接；所述兩個三極管中第二三極管的基極與所述第二比較器的輸出端連接，所述第二三極管的發(fā)射極接地。通過比較每個比較器的輸出電壓和與該比較器連接的三極管發(fā)射極電壓的高低，以使所述邏輯電路的輸出滿足所述滯回區(qū)間。根據(jù)本實用新型的另一個實施例，所述邏輯電路進一步包括一個繼電器，所述繼電器與所述兩個三極管的集電極串聯(lián)，當(dāng)所述兩個三極管都導(dǎo)通時所述繼電器工作。根據(jù)本實用新型的又一個實施例，所述繼電器為單穩(wěn)態(tài)繼電器。根據(jù)本實用新型的又一個實施例，所述單穩(wěn)態(tài)繼電器的一觸點的一端經(jīng)一第一電阻與電源連接，另一端則經(jīng)一第二電阻接地，且所述第二電阻上的電壓降為所述邏輯電路的輸出電壓。根據(jù)本實用新型的又一個實施例，所述控制電路進一步包括一個反相器，其輸入端連接在所述觸點與所述第二電阻的連接端，以改變所述輸出電壓的邏輯電平。根據(jù)本實用新型的又一個實施例，所述電路進一步包括一個傳感器，所述傳感器用于將輸入信號轉(zhuǎn)換為所述輸入量。根據(jù)本實用新型的又一個實施例，所述輸入信號為溫度信號、壓力信號或流量信號。于是本實用新型的的控制電路可用于實現(xiàn)溫度控制、壓力控制及流量控制。從上述方案中可以看出，由于本實用新型采用兩個比較器，所以能對控制電路產(chǎn)生的滯回區(qū)間的上限和下限獨立進行調(diào)節(jié)。而且，該控制電路能用于實現(xiàn)溫度控制、壓力控制及流量控制等。

下面將通過參照附圖詳細描述本實用新型的優(yōu)選實施例，使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更清楚本實用新型的上述及其它特征和優(yōu)點，附圖中圖1為常規(guī)的滯回比較器電路的示意圖。圖2為圖1所示滯回比較器電路的輸入輸出關(guān)系示意圖。圖3為本實用新型的控制電路示意圖。圖4為圖3所示控制電路的輸入輸出關(guān)系示意圖。附圖標(biāo)記1-反相器2-第一電阻3-第二電阻。
具體實施方式
本實用新型提出一種控制電路，以實現(xiàn)對滯回區(qū)間的上限和下限進行獨立調(diào)節(jié)。以下以溫度控制電路為例，具體說明本實用新型的控制電路。溫度控制電路可以應(yīng)用在很多場合，主要用來實現(xiàn)溫度控制或者溫度保護功能。圖3為本實用新型的控制電路示意圖。該控制電路包括兩個比較器CMPl、CMP2和一個邏輯電路(如圖中虛線框所示)，第一比較器CMPl和第二比較器CMP2各具有兩個輸入端和一個輸出端，其中，一輸入電壓Uin分別輸入第一比較器CMPl和第二比較器CMP2的一個輸入端，這兩個比較器的輸入端可以是同極性或者反極性的，圖3中所示為反極性的，第一比較器的輸出端和第二比較器的輸出端都與該邏輯電路連接。該邏輯電路包括兩個三極管Vl和V2、其中第一三極管Vl的基極VI. b與第一比較器CMPl的輸出端連接，第二三極管V2的基極V2.b與第二比較器CMP2的輸出端連接。進一步，該邏輯電路還包括一個繼電器Kl，第一電阻2和第二電阻3。圖3中輸入電壓Uin輸入到CMPl的正極和CMP2的負極，此時邏輯電路中第一三極管Vl為PNP型三極管，且發(fā)射極接電源Vcc，第二三極管V2為NPN型二極管，且發(fā)射極接地，Vl的集電極Vl.c和V2的集電極V2. c與繼電器Kl串聯(lián)。如果輸入電壓Uin輸入到 CMPl的負極和CMP2的負極，或者Uin輸入到CMPl的正極和CMP2的正極，或者Uin輸入到 CMPl的負極和CMP2的正極，則VI、V2的三極管類型、與Kl的串聯(lián)端、與Vcc的連接端、接地端都可能發(fā)生改變，例如Vl為NPN型二極管，V2為PNP型二極管，Vl和V2的發(fā)射極與 Kl串聯(lián)，V2. c接Vcc，VI. c接地等，不過這些可變實施例都是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)的， 這里不再一一贅述。[0044]Kl例如為單穩(wěn)態(tài)繼電器，其包括兩個常開觸點Cl、C2，其中Cl的一端與V2. c連接，另一端接地；C2—端經(jīng)一第一電阻2與Vcc連接，另一端則經(jīng)一第二電阻3接地，當(dāng)VI. c 的電壓大于V2. c的電壓時，Kl導(dǎo)通，于是C1、C2都閉合；當(dāng)VI. c的電壓小于等于V2. c的電壓時，Kl不導(dǎo)通，于是C1、C2都斷開。其中第二電阻3的阻值遠大于第一電阻2的阻值， 例如第二電阻3的阻值為IOOk歐，第一電阻2的阻值為IOk歐。進一步，該邏輯電路還包括一個反相器1，其輸入端連接在觸點C2與第二電阻3的連接端，以改變所述輸出電壓的邏輯電平。由于反相器的作用僅是改變所述輸出電壓的邏輯電平，如果沒有反相器，那么只需對圖4所示的滯回區(qū)間曲線上下翻轉(zhuǎn)即可，即溫度從Tl 以下上升到T2時，為低電平，溫度從T2以上下降到Tl時為高電平；或者使第二電阻3的阻值遠小于第一電阻2的阻值，這樣不加反相器仍能得到圖4所示的滯回區(qū)間。輸入量Uin可以是電壓、電流或者電阻。圖3中Uin是實時溫度的對應(yīng)電壓，Uthl 對應(yīng)于高溫點T2的電壓值，Uth2對應(yīng)于低溫點Tl的電壓值，這里Tl < T2，可以構(gòu)造一個電路使 Uthl < Uth2。為了便于敘述，這里假設(shè) T2 = 115°C, Tl = 80°C，Uth2 = 2V，Uthl =IV。于是在圖3中，Uthl(IV)是CMP2的比較電壓，Uth2 (2V)是CMPl的比較電壓，按照溫度的變化趨勢，可以將電路狀態(tài)分述如下情形1，當(dāng)溫度在常溫，比如25°C，設(shè)此時Uin = 3V,對CMPl而言，由于Uin (3V) > Uth2 (2V)，所以CMPl輸出高電平，這里高電平用電源Vcc表示，于是VI. b = Vcc，所以Vl不導(dǎo)通，進而VI. c開路。對CMP2而言，由于Uin(3V) > Uthl (IV)，所以CMP2輸出低電平，這里低電平用0 表示，于是V2.b = 0，所以V2不導(dǎo)通，進而V2. c開路。由于VI. c和V2. c都是開路，所以繼電器Kl的線圈中無電流，故Cl和C2都斷開， 于是第二電阻3兩端的電壓為0，經(jīng)反相器1后輸出電平為高電平，即Uo = Vcc。情形2，當(dāng)溫度開始升高，例如升到80°C，此時Uin = 2V，再稍微升高一點，比如 85°C，設(shè)此時 Uin = 1. 8V,對CMPl而言，由于Uth2 QV) > Uin (1. 8V)，所以CMPl輸出低電平，于是VI. b = 0，所以Vl導(dǎo)通，進而VI. C = Ncco對CMP2而言，由于Uin(1.8V) > Uthl (IV)，所以CMP2輸出低電平，于是V2. b = 0，所以V2不導(dǎo)通，進而V2. c開路。由于V2. c開路，所以繼電器Kl的線圈中無電流，故Cl和C2都斷開，于是第二電阻3兩端的電壓為0，經(jīng)反相器1后輸出電平為高電平，故Uo = \c。情形3，當(dāng)溫度繼續(xù)升高到115°C時，此時Uin = IV，再稍微升高一點，比如120°C， 設(shè)此時Uin = 0. 8V,對CMPl而言，由于Uth2 QV) > Uin (0. 8V)，所以CMPl輸出低電平，于是VI. b = 0，所以Vl導(dǎo)通，進而VI. C = Ncco對CMP2而言，由于Uthl (IV) > Uin (0. 8V)，所以CMP2輸出高電平，于是V2. b = Vcc，所以V2導(dǎo)通，進而V2. c = 0。由于VI. c和V2. c都導(dǎo)通，所以繼電器Kl的線圈中有電流，故Cl和C2都閉合，同時第二電阻3的阻值遠大于第一電阻2的阻值，于是第二電阻3兩端的電壓為Vcc，經(jīng)反相器1后輸出電平為低電平，故Uo = 0。[0059]溫度繼續(xù)升高后，由于Uin < 0. 8V，所以Uo仍保持為O。情形4，當(dāng)溫度開始下降，降低到115°C，Uin = IV，再稍微降低一些，比如110°C, 設(shè)此時Uin = 1. IV，對CMPl而言，由于Uth2 QV) > Uin (1. IV)，所以CMPl輸出低電平，于是VI. b = 0，所以Vl導(dǎo)通，進而VI. C = Ncco對CMP2而言，由于Uin(l. IV) > Uthl (IV)，所以CMP2輸出低電平，于是V2. b = 0，所以V2不導(dǎo)通，但由于Cl是閉合的(因從情形3所述的高溫開始下降)，故V2. c = 0。由于Vl導(dǎo)通，V2. c經(jīng)閉合的Cl接地，所以繼電器Kl的線圈中仍然有電流，故C2 閉合，于是第二電阻3兩端的電壓為Vcc，經(jīng)反相器1后輸出電平為低電平，故Uo = 0。情形5，當(dāng)溫度繼續(xù)下降到80°C，此時Uin = 2V，再稍微降低一點，比如75°C，設(shè)此時 Uin = 2. IV,對CMPl而言，由于Uin (2. IV) > Uth2 (2V)，所以CMPl輸出低電平，于是VI. b = Vcc，所以Vl不導(dǎo)通，進而VI. C開路。對CMP2而言，由于Uin (2. IV) > Uin (IV)，所以CMPl輸出低電平，于是V2. b = 0， 所以V2不導(dǎo)通，進而V2. c開路。由于VI. c和V2. c都是開路，所以繼電器Kl的線圈中無電流，故Cl和C2都斷開， 于是第二電阻3兩端的電壓為0，經(jīng)反相器1后輸出電平為高電平，即Uo = Vcc。溫度從75°C繼續(xù)下降時，由于Uin > 2. IV，Uo保持為Vcc。按照上述情形1 情形5，可以得出如圖4所示的控制電路輸入輸出關(guān)系，當(dāng)需要調(diào)節(jié)溫度上限80°C或溫度下限115°C時，可以直接調(diào)節(jié)Uthl或Uth2即可，于是便實現(xiàn)獨立調(diào)節(jié)溫度上下限的功能。此外，本實用新型與背景技術(shù)中提到的申請?zhí)枮?522^44. 8的實用新型專利申請的壓力變送控制器的不同之處在于首先，后者壓力變送控制器有兩個輸出量，其最終的輸出值仍需要對所述兩個輸出量進行進一步邏輯判斷后才能得出，而本實用新型的控制電路只有單個輸出量，其無需經(jīng)進一步的邏輯判斷；再者，后者壓力變送器采用RS觸發(fā)器， RS觸發(fā)器輸出有一個不定態(tài)(即，在某些輸入溫度條件下，輸出不穩(wěn)定)，而本實用新型的控制電路沒有采用觸發(fā)器，其輸出的是穩(wěn)定值，沒有不定態(tài)。本實用新型涉及一種電路，特別是一種控制電路，其包括兩個比較器和一個邏輯電路，其中第一比較器和第二比較器各具有兩個輸入端和一個輸出端，一輸入量分別輸入這兩個比較器的一個輸入端，這兩個比較器的輸出端都與所述邏輯電路連接，以得到一滯回區(qū)間，通過分別改變所述第一比較器和第二比較器另一輸入端的電壓大小來改變該邏輯電路輸出的邏輯電平，以對所述滯回區(qū)間的上限和下限進行獨立調(diào)節(jié)，其中，所述第一比較器另一輸入端的電壓為所述滯回區(qū)間的上限對應(yīng)的電壓，所述第二比較器另一輸入端的電壓為所述滯回區(qū)間的下限對應(yīng)的電壓，所述邏輯電路的輸出量為單個輸出量。以實現(xiàn)對所述滯回區(qū)間的上限和下限進行獨立調(diào)節(jié)。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種控制電路，其特征在于，所述控制電路包括兩個比較器(CMP1，CMP2)和一個邏輯電路，其中第一比較器(CMPl)和第二比較器(CMP》各具有兩個輸入端和一個輸出端，一輸入量分別輸入這兩個比較器的一個輸入端，這兩個比較器的輸出端都與所述邏輯電路連接，以得到一滯回區(qū)間，通過分別改變所述第一比較器(CMPl)和第二比較器(CMP》另一輸入端的電壓大小來改變該邏輯電路輸出的邏輯電平，以對所述滯回區(qū)間的上限和下限進行獨立調(diào)節(jié)，其中，所述第一比較器(CMPl)另一輸入端的電壓為所述滯回區(qū)間的上限對應(yīng)的電壓，所述第二比較器(CMP2)另一輸入端的電壓為所述滯回區(qū)間的下限對應(yīng)的電壓，所述邏輯電路的輸出量為單個輸出量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述邏輯電路包括兩個三極管(VI，V2)， 其中，所述兩個三極管中第一三極管(Vl)的基極與所述第一比較器(CMPl)的輸出端連接， 所述第一三極管(Vl)的發(fā)射極與電源連接；所述兩個三極管中第二三極管(V2)的基極與所述第二比較器(CMP》的輸出端連接，所述第二三極管(Vl)的發(fā)射極接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，所述邏輯電路進一步包括一個繼電器 (Kl)，所述繼電器(Kl)與所述兩個三極管的集電極(VI. C，V2.C)串聯(lián)，當(dāng)所述兩個三極管都導(dǎo)通時所述繼電器工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，所述繼電器為單穩(wěn)態(tài)繼電器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其特征在于，所述單穩(wěn)態(tài)繼電器的一觸點((^)的一端經(jīng)一第一電阻(2)與電源連接，另一端則經(jīng)一第二電阻(3)接地，且所述第二電阻(3)上的電壓降為所述邏輯電路的輸出電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述電路，其特征在于，所述控制電路進一步包括一個反相器(1)， 其輸入端連接在所述觸點(以)與所述第二電阻的連接端，以改變所述輸出電壓的邏輯電平。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述電路進一步包括一個傳感器，所述傳感器用于將輸入信號轉(zhuǎn)換為所述輸入量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電路，其特征在于，所述輸入信號為溫度信號、壓力信號或流量信號。
專利摘要本實用新型涉及一種電路，特別是一種控制電路，其包括兩個比較器和一個邏輯電路，其中第一比較器和第二比較器各具有兩個輸入端和一個輸出端，一輸入量分別輸入這兩個比較器的一個輸入端，這兩個比較器的輸出端都與所述邏輯電路連接，以得到一滯回區(qū)間，通過分別改變所述第一比較器和第二比較器另一輸入端的電壓大小來改變該邏輯電路輸出的邏輯電平，以對所述滯回區(qū)間的上限和下限進行獨立調(diào)節(jié)，其中，所述第一比較器另一輸入端的電壓為所述滯回區(qū)間的上限對應(yīng)的電壓，所述第二比較器另一輸入端的電壓為所述滯回區(qū)間的下限對應(yīng)的電壓，所述邏輯電路的輸出量為單個輸出量。以實現(xiàn)對所述滯回區(qū)間的上限和下限進行獨立調(diào)節(jié)。
文檔編號G05B19/04GK202267840SQ201120348049
公開日2012年6月6日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者施國昌, 錢孝云 申請人:上海西門子醫(yī)療器械有限公司