專(zhuān)利名稱(chēng)：一種過(guò)載自動(dòng)保護(hù)長(zhǎng)壽命接近開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種接近開(kāi)關(guān)，特別是一種帶有過(guò)載自動(dòng)保護(hù)電路的長(zhǎng)壽命接近開(kāi)關(guān)。
接近開(kāi)關(guān)被普遍用作行程開(kāi)關(guān)，主要有磁感應(yīng)干簧管式和霍爾元件式，前者的缺點(diǎn)主要在于觸點(diǎn)間開(kāi)距過(guò)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(diǎn)擊穿會(huì)造成誤動(dòng)作；另一方面，受觸點(diǎn)體積和簧片彈性強(qiáng)度的限制，允許通過(guò)的電流不能做得很大，否則會(huì)影響它的工作壽命和動(dòng)作可靠性，如果發(fā)生過(guò)載或者短路(這在實(shí)際使用中是經(jīng)常遇到的)往往會(huì)使觸點(diǎn)“燒結(jié)”或燒斷而報(bào)廢；后者的缺點(diǎn)主要在于耐壓不夠高，輸出電流較小，過(guò)載容易損壞；因而兩者的使用壽命都較短。
本發(fā)明的目的就在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供帶有過(guò)載自動(dòng)保護(hù)電路的長(zhǎng)壽命接近開(kāi)關(guān)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的過(guò)載自動(dòng)保護(hù)電路長(zhǎng)壽命接近開(kāi)關(guān)包括接近開(kāi)關(guān)元件及其由穩(wěn)壓電路、雙回路功放電路及功放保護(hù)電路構(gòu)成的保護(hù)放大電路，功放電路的輸入端接作為開(kāi)關(guān)信號(hào)拾取元件的接近開(kāi)關(guān)元件，輸出端則接負(fù)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(gòu)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(gòu)成；雙回路功放電路包括功放三極管BG1、BG3和導(dǎo)通管BG4，BG4的基極接接近開(kāi)關(guān)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(fù)載Rz1、Rz2；功放保護(hù)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(gòu)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(kāi)關(guān)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(yáng)極與電阻R1的共接點(diǎn)A點(diǎn)與三極管BG1的集電極之間接有隔離二極管D3，在A點(diǎn)與三極管BG3的集電極之間接有隔離二極管D4。
接近開(kāi)關(guān)元件可采用霍爾元件或磁感應(yīng)式干簧管。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將接近開(kāi)關(guān)元件僅作為開(kāi)關(guān)信號(hào)拾取元件，使之始終只流過(guò)穩(wěn)定的弱電流，而最終的負(fù)載由功放管驅(qū)動(dòng)，因而大大延長(zhǎng)了接近開(kāi)關(guān)元件的使用壽命，同時(shí)外電路的干擾脈沖信號(hào)也被有效抑制，使接近開(kāi)關(guān)元件能夠穩(wěn)定可靠地工作，另外，保護(hù)電路的過(guò)載信號(hào)取自于“導(dǎo)通管”本身的內(nèi)阻，因此它不會(huì)額外增加回路的壓降和功耗，開(kāi)關(guān)特性?xún)?yōu)越。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的電路原理圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例二的電路原理圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例三的電路原理圖。
如圖1所示，為采用霍爾元件H作為接近信號(hào)拾取元件的實(shí)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(fù)極，構(gòu)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(dǎo)通管BG4，BG4的基極接霍爾元件H的輸出端，H的正、負(fù)極則分別接穩(wěn)壓電源的正負(fù)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(fù)載Rz1、Rz2；功放保護(hù)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(gòu)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(kāi)關(guān)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(fù)極，但為防止在實(shí)際應(yīng)用時(shí)電源接反，可串接二極管D9后接電源負(fù)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(lái)隔離保護(hù)電路和負(fù)載回路，以防止電容C1經(jīng)電阻R1向負(fù)載回路放電；圖中A點(diǎn)為D6的陽(yáng)極與電阻R1的共接點(diǎn)；二極管D3接在A點(diǎn)與三極管BG1的集電極之間，二極管D4接在A點(diǎn)與三極管BG3的集電極之間，使A點(diǎn)與BG1、BG3隔離，其電位不受BG1、BG3各自工作狀態(tài)的影響；由于在實(shí)際應(yīng)用中負(fù)載Rz1、Rz2有可能為電感負(fù)載，為防止其反峰電流對(duì)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(shí)，如果霍爾元件H處于接通狀態(tài)，則三極管BG4、BG3截止，而B(niǎo)G1導(dǎo)通，接通并驅(qū)動(dòng)Rz1的負(fù)載回路；如果霍爾元件H處于斷開(kāi)狀態(tài)，則三極管BG4、BG3導(dǎo)通，接通并驅(qū)動(dòng)Rz2的負(fù)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?yàn)橛捎诠Ψ殴蹷G1的基極接在BG4的集電極，而B(niǎo)G3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(dǎo)通狀態(tài)，接通并驅(qū)動(dòng)各自對(duì)應(yīng)的負(fù)載回路；此時(shí)圖中的A點(diǎn)電位始終被鉗制在晶體管飽和壓降(小于1V)的范圍內(nèi)，BG2則由于其基極串接了穩(wěn)壓管D7而被截止，對(duì)整個(gè)電路不起作用；在功放管保護(hù)電路中，電阻R3既是三極管BG4的負(fù)載電阻，同時(shí)又是功放管BG1、BG3的基極電阻，加在R3兩端的電壓來(lái)自穩(wěn)壓源，流過(guò)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(dāng)工作回路發(fā)生短路或者負(fù)載電流超過(guò)導(dǎo)通管集電極電流的恒定值，“導(dǎo)通管”的壓降迅速增大，圖中A點(diǎn)電位隨之上升，電容C1充電，C1兩端的電壓上升到一定值時(shí)，穩(wěn)壓二極管D7被擊穿，三極管BG2導(dǎo)通，將三極管BG1、BG3的輸入信號(hào)短路，迫使其迅速截止，電路自鎖，于是導(dǎo)通管BG1、BG3就得到了保護(hù)。只有當(dāng)故障排除以后，電路才能恢復(fù)正常工作。選擇不同穩(wěn)壓值的穩(wěn)壓二極管D7可以設(shè)定保護(hù)電路的起控電壓；適當(dāng)調(diào)整R1·C1的時(shí)間常數(shù)，可以改變保護(hù)電路的起控時(shí)間。
如圖2所示，為實(shí)施例二，其與實(shí)施例一的不同之處在于采用干簧管H’作為接近信號(hào)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(fù)極；因而當(dāng)干簧管H’處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，BG4、BG3導(dǎo)通，BG1截止，Rz2的負(fù)載回路被接通；當(dāng)干簧管H’處于閉合狀態(tài)時(shí)，BG4、BG3截止，BG1導(dǎo)通，Rz1的負(fù)載回路被接通。
如圖3所示，為實(shí)施例三，其與實(shí)施例一的不同之處在于采用干簧管H’作為接近信號(hào)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(gòu)成；干簧管H’所接的位置與實(shí)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(fù)載回路正好相反當(dāng)干簧管H’處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，BG4、BG3截止，BG1導(dǎo)通，Rz1的負(fù)載回路被接通；當(dāng)干簧管H’出于閉合狀態(tài)時(shí)，BG4、BG3導(dǎo)通，BG1截止，Rz2的負(fù)載回路被接通。
權(quán)利要求
1.一種過(guò)載自動(dòng)保護(hù)長(zhǎng)壽命接近開(kāi)關(guān)，其特征在于包括有接近開(kāi)關(guān)元件及其由穩(wěn)壓電路、雙回路功放電路及功放保護(hù)電路構(gòu)成的保護(hù)放大電路，功放電路的輸入端接作為開(kāi)關(guān)信號(hào)拾取元件的接近開(kāi)關(guān)元件，輸出端則接負(fù)載回路。
2.如權(quán)利要求1所述的過(guò)載自動(dòng)保護(hù)長(zhǎng)壽命接近開(kāi)關(guān)，其特征在于(a)雙回路功放電路包括功放三極管BG1、BG3和導(dǎo)通管BG4，BG4的基極接接近開(kāi)關(guān)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，另一路電阻R4接BG1、BG3的發(fā)射極，BG1、BG3的集電極分別接負(fù)載Rz1、Rz2；(b)功放保護(hù)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(gòu)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(kāi)關(guān)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(yáng)極與電阻R1的共接點(diǎn)A點(diǎn)與三極管BG1的集電極之間接有隔離二極管D3，在A點(diǎn)與三極管BG3的集電極之間接有隔離二極管D4。
3.如權(quán)利要求2所述的過(guò)載自動(dòng)保護(hù)長(zhǎng)壽命接近開(kāi)關(guān)，其特征在于所述的三極管BG2、BG1、BG3的發(fā)射極共接點(diǎn)直接接電源負(fù)極。
4.如權(quán)利要求2所述的過(guò)載自動(dòng)保護(hù)長(zhǎng)壽命接近開(kāi)關(guān)，其特征在于所述的三極管BG2、BG1、BG3的發(fā)射極共接點(diǎn)串接二極管D9后接電源負(fù)極。
5.如權(quán)利要求2或3或4所述的過(guò)載自動(dòng)保護(hù)長(zhǎng)壽命接近開(kāi)關(guān)，其特征在于所述的接近開(kāi)關(guān)元件為霍爾元件H，其輸出端接BG4的基極，其正、負(fù)極則分別接穩(wěn)壓電源的正負(fù)極。
6.如權(quán)利要求2或3或4所述的過(guò)載自動(dòng)保護(hù)長(zhǎng)壽命接近開(kāi)關(guān)，其特征在于所述的接近開(kāi)關(guān)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(fù)極。
7.如權(quán)利要求2或3或4所述的過(guò)載自動(dòng)保護(hù)長(zhǎng)壽命接近開(kāi)關(guān)，其特征在于所述的接近開(kāi)關(guān)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(quán)利要求2或3或4所述的過(guò)載自動(dòng)保護(hù)長(zhǎng)壽命接近開(kāi)關(guān)，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(fù)極構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求2或3或4所述的過(guò)載自動(dòng)保護(hù)長(zhǎng)壽命接近開(kāi)關(guān)，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(gòu)成。
全文摘要
一種過(guò)載自動(dòng)保護(hù)長(zhǎng)壽命接近開(kāi)關(guān),包括接近開(kāi)關(guān)元件及由穩(wěn)壓電路、雙回路功放電路及功放保護(hù)電路構(gòu)成的保護(hù)放大電路,功放電路的輸入端接作為開(kāi)關(guān)信號(hào)拾取元件的接近開(kāi)關(guān)元件,輸出端則接負(fù)載回路。本發(fā)明將接近開(kāi)關(guān)元件僅作為開(kāi)關(guān)信號(hào)拾取元件,使之始終只流過(guò)穩(wěn)定的弱電流,而最終的負(fù)載由功放管驅(qū)動(dòng),因而大大延長(zhǎng)了接近開(kāi)關(guān)元件的使用壽命,另外功放保護(hù)電路不會(huì)額外增加回路的壓降和功耗,開(kāi)關(guān)特性?xún)?yōu)越。
文檔編號(hào)H03K17/945GK1207599SQ9811099
公開(kāi)日1999年2月10日 申請(qǐng)日期1998年7月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月29日
發(fā)明者何岳明 申請(qǐng)人:何岳明