一种由运算放大器组成的起保停电路的制作方法

1.本发明涉及电气控制领域，特别是涉及一种由运算放大器组成的起保停电路。


背景技术：

2.在电气控制领域，通常把能够实现起动、保持（自锁）和停止功能的基本控制电路简称为起保停电路，它设置有明显的、利于操作的起动和停止按钮，用来接通和分断所控制的电路，就像应用在计算机中的rom一样，具有“失电易失、得电不易失”的“记忆保持”功能，即当控制电路在失电后会自动断开所控制的电路，在复电后须重新由人工优先干预来实现操作，此时按下起动按钮后，会“记忆”保持为得电的起动工作状态；此时再按下停止按钮后，会“记忆”保持为失电的停止工作状态；正因为有了这样可靠的安全优势，从诞生之日起，一直被广大业者普遍应用。
3.现阶段起保停电路主要采用纯电磁继电器、plc和mcu方式实现控制，其中电磁继电器方式为纯硬件控制，plc和mcu方式为软件与硬件结合控制。
4.发明人在实现本发明实施例过程中发现：
5.现有技术中采用纯电磁继电器，虽然可靠，但是体积大和成本相对较高，尤其是采用纯电磁继电器控制方式功耗较大；而采用plc方式控制和mcu方式控制，虽然体积减小，但是软硬件开发成本相对较高。因此，当前在电气控制领域缺少不但能兼顾具有安全可靠优势，而且能够同时满足结构简单、成本低、体积小和功耗低的起保停电路。


技术实现要素：

6.为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种由运算放大器组成的起保停电路。
7.本发明所采用的技术方案是：
8.一种由运算放大器组成的起保停电路，包括起动按钮s1、停止按钮s2、输出端out、运算放大器模块、同相偏置模块和反相偏置模块；
9.起动按钮s1是常开按钮，用于提供起动的输入控制信号；而停止按钮s2是常开按钮，用于提供停止的输入控制信号；输出端out用于传输、驱动或指示给下一级电路；
10.运算放大器模块包含隔离二极管d1、限流电阻r5、限流电阻r6和运算放大器u1，起动按钮s1的一端连接电源vcc，隔离二极管d1阳极连接起动按钮s1的另一端，其阴极连接限流电阻r5的一端，限流电阻r5的另一端连接运算放大器u1的同相端、限流电阻r6的一端和输出端out，限流电阻r6的另一端连接运算放大器u1的输出端；
11.同相偏置模块包含基准电阻r1、基准电阻r2和缓冲电容c1，其中基准电阻r2、缓冲电容c1和所述停止按钮s2并联，其并联节点的一端接电源地，而另一端连接基准电阻r1的一端和运算放大器u1的同相端，此端点为运算放大器u1的同相端提供偏置电压，而基准电阻r1的另一端连接电源vcc；
12.反相偏置模块包含基准电阻r3和基准电阻r4，基准电阻r3一端连接电源vcc，另一
端连接基准电阻r4的一端和运算放大器u1的反相端，此端点为运算放大器u1的反相端提供偏置电压，而基准电阻r4的另一端接电源地；
13.另外，由同相偏置模块提供的偏置电压值小于由反相偏置模块提供的偏置电压值。
14.进一步地，起动按钮s1替换为机械开关s3，停止按钮s2替换为机械开关s4。
15.本发明的有益效果是，本发明提供的一种由运算放大器组成的起保停电路与现有技术相比如下：
16.（1）对比采用纯电磁继电器，体积减小和成本降低；尤其是对比采用纯电磁继电器方式控制，功耗有较大减少；
17.（2）对比采用plc方式控制和mcu方式控制，减少了软硬件开发成本；
18.总之，本方案提供的一种由运算放大器组成的起保停电路，不但克服了现有技术中采用纯电磁继电器、plc和mcu方式实现起保停控制的缺陷，而且也同样能继承安全可靠的优势，并给电气控制领域增添了一种能够同时满足结构简单、成本低、体积小和功耗低的技术应用方面选择。
附图说明
19.图1为本发明一种由运算放大器组成的起保停电路一个典型示意图。
20.图2为本发明一种由运算放大器组成的起保停电路另一个典型示意图。
21.图3为本发明一种由运算放大器组成的起保停电路一个具体实例。
22.图4为本发明一种由运算放大器组成的起保停电路另一个具体实例。
具体实施方式
23.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
24.如图1所示，为本发明一种由运算放大器组成的起保停电路典型示意图，包括起动按钮s1、停止按钮s2、输出端out、运算放大器模块、同相偏置模块和反相偏置模块；
25.起动按钮s1是常开按钮，用于提供起动的输入控制信号；而停止按钮s2是常开按钮，用于提供停止的输入控制信号；输出端out用于传输、驱动或指示给下一级电路；
26.运算放大器模块包含隔离二极管d1、限流电阻r5、限流电阻r6和运算放大器u1，起动按钮s1的一端连接电源vcc，隔离二极管d1阳极连接起动按钮s1的另一端，其阴极连接限流电阻r5的一端，限流电阻r5的另一端连接运算放大器u1的同相端、限流电阻r6的一端和输出端out，限流电阻r6的另一端连接运算放大器u1的输出端；
27.同相偏置模块包含基准电阻r1、基准电阻r2和缓冲电容c1，其中基准电阻r2、缓冲电容c1和所述停止按钮s2并联，其并联节点的一端接电源地，而另一端连接基准电阻r1的一端和运算放大器u1的同相端，此端点为运算放大器u1的同相端提供偏置电压，而基准电阻r1的另一端连接电源vcc；
28.反相偏置模块包含基准电阻r3和基准电阻r4，基准电阻r3一端连接电源vcc，另一
端连接基准电阻r4的一端和运算放大器u1的反相端，此端点为运算放大器u1的反相端提供偏置电压，而基准电阻r4的另一端接电源地；
29.另外，由同相偏置模块提供的偏置电压值小于由反相偏置模块提供的偏置电压值。
30.刚上电时，此时起动按钮s1和停止按钮s2均未动作，反相偏置模块提供的偏置电压首先建立并保持固定不变；由于运算放大器u1虚短作用，其同相端电压与其反相端电压有趋于相等之势，但是一方面由于缓冲电容c1的延时作用，使得同相端电压上升速度缓慢，另一方面由于运算放大器u1同相端和输出端out 直接相连，此过程运算放大器u1同相端基准电压又小于其反相端基准电压，使得运算放大器u1长时间输出低电平，导致输出端out也长时间保持低电平；
31.当按下起动按钮s1时，电源vcc经过起动按钮s1、隔离二极管d1和限流电阻r5直接输送至运算放大器u1的同相端和输出端out，一方面使得运算放大器u1同相端电压值大于反相端电压值，则运算放大器u1输出变为高电平，另一方面输出端out的高电平直接反馈至运算放大器u1同相端，又使得其同相端电压值持续大于其反相端电压值，从而保持运算放大器u1输出为高电平，实现了起动和保持功能；
32.当按下停止按钮s2时，一方面，运算放大器u1同相端直接接电源地，同相端电压下降至零；另一方面，运算放大器u1同相端和输出端out 直接相连，拉低其同相端电压值，使得运算放大器u1同相端电压值小于其反相端电压值，运算放大器u1输出变为低电平，导致输出端out持续为低电平，实现了停止功能。
33.如图2所示，为本发明一种由运算放大器组成的起保停电路另一个典型示意图，是在图1的基础上，将起动按钮s1替换为机械开关s3，停止按钮s2替换为机械开关s4。
34.如图3所示，为本发明一种由运算放大器组成的起保停电路一个具体实例，其工作过程与图1的典型示意图大致相同，其中起关键作用器件是：运算放大器u1，采用型号是lm324，隔离二极管d1，采用的采用型号是1n4148；另外，输出端out外接了一个由限流电阻r7与发光二极管led串联的支路到电源地，用于指示起保停电路工作状态；进行相应动作后，即当发光二极管led亮时，输出端out为高电平，作起动和保持后的动作指示；当发光二极管led灭时，输出端out为低电平，作停止后的动作指示。
35.如图4为本发明一种由运算放大器组成的起保停电路另一个具体实例，其工作过程与图3的具体实例大致相同，不同的是，输出端out外接了一个三极管q1驱动继电器j1的开关电路，其中三极管q1型号为s8050，继电器j1型号为hf46
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hs1，续流二极管d2为1n4148；进行相应动作后，即当输出端out为高电平时，继电器j1执行得电动作；当输出端out为低电平时，继电器j1执行失电动作。