專(zhuān)利名稱(chēng)：一種數(shù)字式多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制電路系統(tǒng)及其控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電器控制系統(tǒng)，尤其涉及一種電器開(kāi)關(guān)控制系統(tǒng)。 本發(fā)明還涉及一種電器控制裝置，尤其涉及一種電器負(fù)載回路的開(kāi)關(guān)控制裝置。
背景技術(shù)：
目前常用多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制系統(tǒng)，包括雙聯(lián)開(kāi)關(guān)三聯(lián)開(kāi)關(guān)電路系統(tǒng)，其接線一般 有個(gè)控制開(kāi)關(guān)就要設(shè)置一路開(kāi)關(guān)線路，隨著控制開(kāi)關(guān)的增加其線路必定會(huì)變得 非常繁復(fù)，接線相當(dāng)復(fù)雜，如果控制開(kāi)關(guān)彼此距離較遠(yuǎn)的話，就會(huì)浪費(fèi)大量的 線纜材料，布線工作會(huì)變得極其煩瑣，維修難度也大大增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是要提供一種線路更加簡(jiǎn)化合理的多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控 制電路系統(tǒng)，可對(duì)負(fù)載回路進(jìn)行多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制，控制信號(hào)為低壓數(shù)字信號(hào)，多點(diǎn) 開(kāi)關(guān)的數(shù)量不受限制，接線方法簡(jiǎn)單。
本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是要提供一種電器負(fù)載回路的開(kāi)關(guān)控制 裝置，該裝置可以外接電器負(fù)載回路，而該負(fù)載回路中只需串接若干常閉點(diǎn)觸開(kāi) 關(guān)，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載回路的簡(jiǎn)單多點(diǎn)控制。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種數(shù)字式多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制電路系統(tǒng)，包括若干負(fù)載回路以及電源輸入端，各 負(fù)載回路并聯(lián)連接于電源輸入端的零線和火線之間，每個(gè)負(fù)載回路中都串聯(lián)設(shè)置 有若干開(kāi)關(guān)，所述的開(kāi)關(guān)是常閉點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)，所述的每個(gè)負(fù)載回路都串聯(lián)設(shè)置有繼 電器開(kāi)關(guān)，電路系統(tǒng)還設(shè)置有一微控制器，微控制器連接設(shè)置有一 DIP設(shè)置模塊，
所述的負(fù)載回路上還各設(shè)置有一個(gè)對(duì)相應(yīng)負(fù)載回路的常閉點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)的狀態(tài) 進(jìn)行監(jiān)控的點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊，各點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊的輸出端口與微控 制器信號(hào)輸入端連接，該微控制器的控制端經(jīng)電流放大電路與相應(yīng)各負(fù)載回路的 繼電器開(kāi)關(guān)的控制端連接，連接于零線、火線之間的交直流變換電源電路與所述的微控制器及各繼電器 相連，為其提供電源。
所述的點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊包括采樣二極管組、第一隔離采樣電路、第二 隔離采樣電路和限流電阻，
采樣二極管組串聯(lián)于負(fù)載回路內(nèi)，該采樣二極管組由兩組二極管并聯(lián)而成， 每組由兩個(gè)同方向的二極管串聯(lián)組成，該兩組二極管方向相反地并聯(lián)組成采樣二 極管組，采樣二極管組的兩端分別與第一隔離采樣電路的兩輸入端連接，并且在 采樣二極管組與第一隔離采樣電路之間的連接線路上串聯(lián)設(shè)置有限流電阻，第一
隔離采樣電路的輸出端與微控制器的信號(hào)輸入端連接；
所述的各負(fù)載回路的繼電器開(kāi)關(guān)的兩端分別經(jīng)串聯(lián)設(shè)置的限流電阻連接至 第二隔離采樣電路的兩輸入端，第二隔離采樣電路的輸出端與微控制器信號(hào)輸入 端連接；
微控制器的控制端經(jīng)電流放大電路與相應(yīng)各負(fù)載回路的繼電器開(kāi)關(guān)的控制 端連接，
所述的交直流變換電源電路與第一、第二隔離采樣電路相連，為其提供電源。 更優(yōu)化地，該電路系統(tǒng)還可以設(shè)置有若干與各負(fù)載回路相對(duì)應(yīng)的翹板開(kāi)關(guān)控 制回路，每個(gè)翹板開(kāi)關(guān)控制回路包括一翹板開(kāi)關(guān)和翹板開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊，翹板 開(kāi)關(guān)一端接地，另一端串聯(lián)設(shè)置保險(xiǎn)絲電阻和限流電阻，然后串接到第三隔離采 樣電路的一輸入端，第三隔離采樣電路的另一輸入端與交直流變換電源電路輸出 端相連，該第三隔離采樣電路的信號(hào)輸出端與微控制器信號(hào)輸入端連接，在翹板 開(kāi)關(guān)連接交直流變換電源電路一側(cè)還設(shè)置有一濾除翹板開(kāi)關(guān)抖動(dòng)干擾的電容，該 電容的兩端分別連接到第三隔離采樣電路兩輸入端兩側(cè)的電路上。
進(jìn)一步地為了使每個(gè)負(fù)載回路的狀態(tài)更加直觀，每個(gè)負(fù)載回路中最好還設(shè)置
有狀態(tài)指示LED，狀態(tài)指示LED的兩端分別連接至相應(yīng)繼電器開(kāi)關(guān)與電流放大 電路的連接線、相應(yīng)繼電器開(kāi)關(guān)與交直流變換電源電路的連接線上。
同時(shí)本發(fā)明還提供了一種運(yùn)用于上述控制電路系統(tǒng)的數(shù)字式多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制 器，該控制器為一個(gè)由電子元件和線路板組成的集成電路板，該控制器包括電源 輸入端、 一交直流變換電源電路、 一微控制器、若干負(fù)載回路接線端以及串聯(lián)于
每個(gè)負(fù)載回路的繼電器開(kāi)關(guān)，微控制器與DIP設(shè)置模塊連接；各負(fù)載回路火線接線端順序連接一個(gè)對(duì)相應(yīng)負(fù)載回路的常閉點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)信 號(hào)采樣模塊和繼電器開(kāi)關(guān)，然后與電源火線輸入端連接，負(fù)載回路零線接線端與 電源零線輸入端連接，該多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制器還設(shè)置有一微控制器，各點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)信號(hào) 采樣模塊的信號(hào)輸出端與微控制器的輸入端連接，微控制器的控制端經(jīng)電流放大 電路后與相應(yīng)各繼電器開(kāi)關(guān)的控制端相連；
連接于零線、火線之間的交直流變換電源電路與所述的微控制器及各繼電器 相連，為其提供電源。
所述的點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊包括采樣二極管組、第一隔離采樣電路、第二 隔離采樣電路和限流電阻，
采樣二極管組串聯(lián)于相應(yīng)負(fù)載回路火線接線端與繼電器開(kāi)關(guān)之間，該采樣二 極管組由兩組二極管并聯(lián)而成，每組由兩個(gè)同方向的二極管串聯(lián)組成，該兩組二 極管方向相反地并聯(lián)組成采樣二極管組，采樣二極管組的兩端分別與第一隔離采 樣電路的兩輸入端連接，并且在采樣二極管組與第一隔離采樣電路之間的連接線 路上串聯(lián)設(shè)置有限流電阻，第一隔離采樣電路的輸出端與微控制器信號(hào)輸入端連 接，
所述的各負(fù)載回路的繼電器開(kāi)關(guān)的兩端分別經(jīng)串聯(lián)設(shè)置的限流電阻后連接 至第二隔離采樣電路的兩輸入端，第二隔離采樣電路的輸出端與微控制器信號(hào)輸 入端連接；
微控制器的控制端經(jīng)電流放大電路后與相應(yīng)各負(fù)載回路的繼電器開(kāi)關(guān)的控 制端連接，
第一、第二隔離采樣電路的電源輸入端與所述的交直流變換電源電路連接， 由其提供電源。
更優(yōu)化地，該多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制器還可以設(shè)置有翹板開(kāi)關(guān)控制電路，包括若干與 負(fù)載回路輸出端相對(duì)應(yīng)的翹板開(kāi)關(guān)接線端、 一公用接地端以及若干翹板開(kāi)關(guān)信號(hào) 采樣模塊，各翹板開(kāi)關(guān)接線端分別與相應(yīng)的翹板開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊連接，各翹板 開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊電源端與所述的交直流變換電源電路連接，各翹板開(kāi)關(guān)信號(hào)采 樣模塊的信號(hào)輸出端與微控制器信號(hào)輸入端連接。
每個(gè)所述的翹板開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊包括保險(xiǎn)絲電阻、限流電阻、第三隔離采 樣電路以及濾除翹板開(kāi)關(guān)抖動(dòng)干擾的電容，各翹板開(kāi)關(guān)接線端分別串接保險(xiǎn)絲電阻和限流電阻，然后串接到第三隔離采樣電路的一輸入端，第三隔離采樣電路的 另一輸入端與交直流變換電源電路輸出端相連，該第三隔離采樣電路的信號(hào)輸出 端與微控制器信號(hào)輸入端連接，所述的電容的兩端分別連接到第三隔離采樣電路 兩輸入端兩側(cè)的電路上。
進(jìn)一步地為了使每個(gè)外接負(fù)載回路的狀態(tài)更加直觀，該控制器最好還設(shè)置有
若干與負(fù)載回路相對(duì)應(yīng)的狀態(tài)指示LED,狀態(tài)指示LED的兩端分別連接至相應(yīng) 繼電器開(kāi)關(guān)與電流放大電路的連接線、相應(yīng)繼電器開(kāi)關(guān)與交直流變換電源電路的 連接線上。
本發(fā)明的數(shù)字式多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制電路系統(tǒng)及其控制器通過(guò)巧妙的電路設(shè)計(jì)完 成了單線負(fù)載回路多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制的發(fā)明目的，通過(guò)每個(gè)負(fù)載回路中串接任意多個(gè) 常閉點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載回路的簡(jiǎn)單多點(diǎn)控制。大大簡(jiǎn)化了負(fù)載回路，既節(jié)省了 材料，也革命性地降低了布線施工的繁雜度、勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也使得電路系統(tǒng)工 作更加穩(wěn)定、維修也更加方便。
同時(shí)本發(fā)明還通過(guò)翹板開(kāi)關(guān)控制回路的設(shè)置達(dá)到對(duì)相應(yīng)負(fù)載回路的直接開(kāi) 關(guān)控制(常閉點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)對(duì)負(fù)載回路實(shí)施的是開(kāi)關(guān)狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)控制)，使得本發(fā)明 的電路系統(tǒng)及控制器的功能更加完善。


為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明 的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說(shuō)明，其中
圖1是本發(fā)明的數(shù)字式多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制電路系統(tǒng)及其控制器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2a、圖2b是本發(fā)明的數(shù)字式多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制電路系統(tǒng)的工作流程示意圖； 圖3是對(duì)應(yīng)第一負(fù)載回路的翹板開(kāi)關(guān)控制電路部分的結(jié)構(gòu)示意圖， 圖4是對(duì)應(yīng)第一負(fù)載回路的的多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制部分的結(jié)構(gòu)示意圖 圖中
1000數(shù)字式多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制電路器 1001微控制器 1002 DIP設(shè)置模塊 1003電流放大電路(達(dá)林頓電路)1004交直流變換電源電路 101第一負(fù)載回路火線接線端102第一負(fù)載回路零線接線端 103點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊 104第一負(fù)載回路繼電器開(kāi)關(guān)
8105狀態(tài)指示LED 106第一隔離采樣電路
107第二隔離釆樣電路 201第二負(fù)載回路火線接線端
202第二負(fù)載回路零線接線端204第二負(fù)載回路繼電器開(kāi)關(guān)
301對(duì)應(yīng)第一負(fù)載回路的翹板開(kāi)關(guān)接線端
302對(duì)應(yīng)第一負(fù)載回路的翹板開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊
303第三隔離采樣電路
401對(duì)應(yīng)第二負(fù)載回路的翹板開(kāi)關(guān)接線端
402對(duì)應(yīng)第二負(fù)載回路的翹板開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊
501公用接地端
具體實(shí)施例方式
圖l示出了本發(fā)明的數(shù)字式多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制器1000,該控制器為一個(gè)由電子元 件和線路板組成的集成電路板，其接線端由電源輸入端L、 N、負(fù)載回路接線端 101、 102、 201、 202，翹板開(kāi)關(guān)接線端301、 401和公用接地端501組成。電源 輸入端接入220V/50Hz的市電；負(fù)載回路接線端包括火線接線端101、 201和零 線接線端102、 202，本實(shí)施例的多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制器設(shè)置2套負(fù)載回路接線端(也可 以按照需要設(shè)置多套負(fù)載回路接線端)。該多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制器1000還設(shè)置有一微控 制器1001、和交直流變換電源電路1004，微控制器1001與一 DIP設(shè)置模塊1002 連接。
每一套負(fù)載回路接線端與電源輸入端之間的連接如下(以下以第一負(fù)載回路 接線端101、 102為例)
在第一負(fù)載回路火線接線端101和電源火線輸入端102之間設(shè)置有一繼電器 開(kāi)關(guān)104和一對(duì)負(fù)載回路的常閉點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊 103，點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊103 (如圖4所示)包括采樣二極管組、第一隔離采 樣電路106、第二隔離采樣電路107和限流電阻R25，采樣二極管組串聯(lián)于第一 負(fù)載回路火線接線端101與繼電器開(kāi)關(guān)104的常開(kāi)觸點(diǎn)的一端，繼電器開(kāi)關(guān)104 的常開(kāi)觸點(diǎn)的另一端與電源火線輸入端連接，該采樣二極管組由兩組二極管(D6、 D7和D8、 D9)并聯(lián)而成，每組由兩個(gè)同方向的二極管串聯(lián)組成，該兩組二極管 方向相反地并聯(lián)組成采樣二極管組，采樣二極管組的兩端分別與第一隔離采樣電路106的兩輸入端7、 8連接，并且在采樣二極管組一端與第一隔離采樣電路106的輸入端7的連接線路上串聯(lián)設(shè)置有限流電阻R25，第一隔離采樣電路106的輸出端Amplnputl與微控制器1001信號(hào)輸入端連接，
串接于第一負(fù)載回路的繼電器開(kāi)關(guān)的兩端分別經(jīng)串聯(lián)設(shè)置的限流電阻R21、R22后連接至第二隔離采樣電路107的兩輸入端5、 6，第二隔離采樣電路107的輸出端Voltlnputl與微控制器1001信號(hào)輸入端連接；
微控制器1001的控制端經(jīng)電流放大電路1003 (可以是達(dá)林頓電路)后與第一負(fù)載回路的繼電器開(kāi)關(guān)104的控制端連接，
每一負(fù)載回路的控制器部分各設(shè)置有狀態(tài)指示LED，第一負(fù)載回路狀態(tài)指示LED105的兩端分別連接至繼電器開(kāi)關(guān)104與電流放大電路1003的連接線、繼電器開(kāi)關(guān)104與交直流變換電源電路1004的連接線上。
第一、第二隔離采樣電路106、 107的電源輸入端與所述的交直流變換電源電路1004連接，由其提供電源。
同樣的，第二負(fù)載回路的控制器部分同第一負(fù)載回路的相同，包括接線端201、 202，點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊、繼電器開(kāi)關(guān)以及狀態(tài)指示LED，同樣與微控制器IOOI、電流放大電路1003、交直流變換電源電路1004的相應(yīng)端口連接。
另外根據(jù)負(fù)載回路數(shù)量的需求的增加，本發(fā)明的控制器也可設(shè)置更多的負(fù)載回路接線端，并按照上述設(shè)置相應(yīng)增加其控制器內(nèi)的連接線路。
該多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制器1000還設(shè)置有翹板開(kāi)關(guān)控制電路，包括兩個(gè)負(fù)載回路輸出端相對(duì)應(yīng)的翹板開(kāi)關(guān)接線端301、 401、 一公用接地端501以及兩個(gè)翹板開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊302、 402，
以與第一負(fù)載回路相對(duì)應(yīng)的第一負(fù)載回路翹板開(kāi)關(guān)控制部分為例第一翹板開(kāi)關(guān)接線端301與翹板開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊302連接，翹板開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊302與交直流變換電源電路連接、由交直流變換電源電路提供電源，翹板開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊302的信號(hào)輸出端與微控制器1001信號(hào)輸入端連接。
所述的翹板開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊302包括保險(xiǎn)絲電阻RK1、限流電阻RK5、第三隔離采樣電路303以及濾除翹板開(kāi)關(guān)抖動(dòng)干擾的電容CK1 ，翹板開(kāi)關(guān)接線端303串接保險(xiǎn)絲電阻RK1、限流電阻RK5，然后串接到第三隔離采樣電路303的一輸入端1，第三隔離采樣電路303的另一輸入端2與交直流變換電源電路1004相應(yīng)端口連接，該第三隔離采樣電路303的信號(hào)輸出端與微控制器1001信號(hào)輸
入端連接，所述的電容CK1的一端連接到第三隔離采樣電路輸入端2，另一端連 接到保險(xiǎn)絲電阻RK1與限流電阻RK5之間的連接線上。
本發(fā)明的多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制器1000在實(shí)際使用中，其電源輸入端接入220V/50Hz 的市電，而負(fù)載回路接線端外接負(fù)載回路的火線與零線，形成1路、2路或者多 路負(fù)載回路，每一路負(fù)載回路上可以根據(jù)需要串連任意數(shù)量的常閉點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)作為 該負(fù)載回路的多點(diǎn)控制開(kāi)關(guān)；相應(yīng)的翹板開(kāi)關(guān)接線端則分別外接翹板開(kāi)關(guān)Sl、 S2，然后翹板開(kāi)關(guān)Sl、 S2的另一端連接公用接地端501。這樣就組成了本發(fā)明 的數(shù)字式多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制電路系統(tǒng)。
如圖2a、 3、 4所示，本發(fā)明的多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制器1000工作時(shí)，
首先，微控制器1001通電后程序先從DIP設(shè)置模塊1002中讀取DIP的初 始設(shè)置狀態(tài)，根據(jù)DIP狀態(tài)對(duì)相應(yīng)負(fù)載回路的繼電器開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，DIP的狀態(tài) 可以根據(jù)需要在控制器通電前通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)進(jìn)行設(shè)定，DIP設(shè)置模塊1002中相 應(yīng)的推鈕在ON側(cè)代表相應(yīng)回路初始狀態(tài)設(shè)置為通路，反之設(shè)置為斷路，DIP設(shè) 置的作用是設(shè)定控制器通電后負(fù)載回路的初始通斷態(tài)。
然后微控制器1001讀取翹板開(kāi)關(guān)電路的狀態(tài)作為原始狀態(tài)，判斷翹板開(kāi)關(guān) 電路當(dāng)前的狀態(tài)是否發(fā)生變化，如果發(fā)生變化，根據(jù)翹板開(kāi)關(guān)電路的新?tīng)顟B(tài)進(jìn)行 控制，不受負(fù)載回路初始設(shè)置的狀態(tài)和改變前負(fù)載回路的通斷態(tài)影響。如果翹板 開(kāi)關(guān)S1、 S2的狀態(tài)沒(méi)有發(fā)生變化，則判斷繼電器開(kāi)關(guān)的狀態(tài)后檢測(cè)各負(fù)載回路 的第一隔離采樣電路輸出端或第二隔離采樣電路輸出端；
以第一負(fù)載回路為例，如果負(fù)載回路的繼電器開(kāi)關(guān)104為吸合狀態(tài)、無(wú)常閉 點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)按下時(shí)，第二隔離采樣電路輸出端Voltl叩utl始終為高電平，判斷第一 隔離采樣電路輸出端Amplnputl是否為低電平，是則進(jìn)行其它負(fù)載回路的檢測(cè)， 反之控制繼電器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，然后進(jìn)行其它負(fù)載回路的檢測(cè)；如果負(fù)載回路的繼電 器開(kāi)關(guān)104為斷開(kāi)狀態(tài)，則判斷第二隔離釆樣電路輸出端Voltlnputl是否為低電 平，是則進(jìn)行其它負(fù)載回路的檢測(cè)，反之則控制繼電器開(kāi)關(guān)吸合，然后進(jìn)行其它 負(fù)載回路的檢測(cè)。其它負(fù)載回路檢測(cè)完成后，循環(huán)執(zhí)行以上步驟。
負(fù)載回路中繼電器開(kāi)關(guān)104狀態(tài)的判斷和繼電器開(kāi)關(guān)狀態(tài)的控制是通過(guò)以 下方式實(shí)現(xiàn)的(控制端的定義為微控制器與電流放大電路連接的端口)微控制器1001首先通過(guò)其控制端的電平狀態(tài)判斷回路的繼電器開(kāi)關(guān)104的
狀態(tài)。控制端為高電平代表繼電器開(kāi)關(guān)104當(dāng)前為斷開(kāi)狀態(tài)，控制端為低電平代表繼電器開(kāi)關(guān)104當(dāng)前為吸合狀態(tài)。如果要控制繼電器開(kāi)關(guān)104斷開(kāi)，微控制器1001的控制端輸出高電平即可；如果要控制繼電器開(kāi)關(guān)104吸合，微控制器1001的控制端輸出低電平即可。
圖3為對(duì)應(yīng)第一負(fù)載回路的翹板開(kāi)關(guān)控制電路部分結(jié)構(gòu)示意圖，翹板開(kāi)關(guān)Sl閉合時(shí)，第三隔離采樣電路303輸入端1、 2有電流，第三隔離采樣電路輸出端Keylnputl輸出低電平；翹板開(kāi)關(guān)Sl斷開(kāi)時(shí)，第三隔離采樣電路303輸入端1、2無(wú)電流，輸出端Keylnputl輸出高電平。微控制器掃描檢測(cè)到第三隔離采樣電路輸出端Keylnputl為低電平即發(fā)出指令控制繼電器開(kāi)關(guān)104吸合，如果在檢測(cè)到低電平前已經(jīng)是吸合狀態(tài)，繼電器開(kāi)關(guān)104將仍保持吸合狀態(tài)；如果檢測(cè)到第三隔離采樣電路輸出端Keylnputl為高電平即發(fā)出指令控制繼電器開(kāi)關(guān)104斷開(kāi)。同樣的，對(duì)應(yīng)其他負(fù)載回路的翹板開(kāi)關(guān)控制電路部分的結(jié)構(gòu)及工作原理與此相同。
圖4為第一負(fù)載回路的的多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制部分結(jié)構(gòu)示意圖，當(dāng)繼電器開(kāi)關(guān)104吸合、無(wú)常閉點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)按下時(shí)，第一負(fù)載回路通路時(shí)采樣二極管組(D6、 D7和D8、 D9)兩端的電壓約為1. 4V，經(jīng)過(guò)限流電阻R25加在光耦U3D的7、 8端(即第一隔離釆樣電路輸入端)，7、 8端有電流，其IO、 9端通路，第一隔離采樣電路輸出端A卿I叩utl與地連接為低電平；若繼電器開(kāi)關(guān)104吸合、有常閉點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)按下時(shí)，回路斷路，采樣二極管組(D6、 D7和D8、 D9)兩端無(wú)電壓，光耦U3D的7、 8端無(wú)電流，其IO、 9端斷路，輸出端AmpInputl端經(jīng)電阻R34與交直流變換電源電路1004連接為高電平。
當(dāng)繼電器開(kāi)關(guān)104吸合、無(wú)常閉點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)按下時(shí)，限流電阻R21和限流電阻R22與繼電器開(kāi)關(guān)104連接端被短路，光耦U3C的5、 6端無(wú)電流，其12、 ll端斷路，第二隔離采樣電路Voltlnputl端經(jīng)電阻R33與交直流變換電源電路1004連接為高電平；當(dāng)繼電器開(kāi)關(guān)104斷開(kāi)、無(wú)常閉點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)按下時(shí)，電流經(jīng)過(guò)限流電阻R21、光耦U3C的5、 6端、電阻R22、采樣二極管組、串聯(lián)的若干常閉點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)和負(fù)載，雖然形成回路，由于電路中的電阻R21和電阻R22阻值較大，因此負(fù)載回路中的電流很小，負(fù)載無(wú)法正常工作。但光耦U3C的5、 6端有電流，其12、 ll端通路，輸出端Voltlnputl與地連接為低電平。
微控制器1001首先判斷回路的繼電器開(kāi)關(guān)104的狀態(tài)。如果繼電器開(kāi)關(guān)104的狀態(tài)為吸合，微控制器1001則檢測(cè)第一隔離采樣電路輸出端Amplnputl的電平狀態(tài)該端為高電平，微控制器1001即控制繼電器開(kāi)關(guān)104斷開(kāi)，反之控制 繼電器開(kāi)關(guān)104吸合(即維持繼電器開(kāi)關(guān)104吸合狀態(tài))；如果繼電器開(kāi)關(guān)104
的狀態(tài)為斷開(kāi)，微控制器1001則檢測(cè)第二隔離采樣電路輸出端Voltl叩utl端的 電平狀態(tài)該端為高電平，微控制器1001即控制繼電器開(kāi)關(guān)104吸合，反之控 制繼電器開(kāi)關(guān)104斷開(kāi)(即維持繼電器開(kāi)關(guān)104斷開(kāi)狀態(tài))。完成上述程序后微 控制器1001繼續(xù)掃描檢測(cè)下一負(fù)載回路的狀態(tài)。
下面結(jié)合圖3、圖4以第一負(fù)載回路控制的具體案例來(lái)說(shuō)明電路的工作細(xì)節(jié)。 假設(shè)通電前DIP的第一負(fù)載回路預(yù)設(shè)為通路狀態(tài)，第一負(fù)載回路翹板開(kāi)關(guān)Sl 初始狀態(tài)為斷開(kāi)狀態(tài)，通電后由DIP設(shè)置為通路則第一負(fù)載回路為通路。
根據(jù)程序流程圖2a，微控制器1001將采樣第三隔離采樣電路輸出端 Keylnputl狀態(tài)，圖3所示翹板開(kāi)關(guān)Sl狀態(tài)為斷開(kāi)，第三隔離采樣電路輸入端無(wú) 電流，輸出端Keyl叩utl為高電平，微控制器1001讀取高電平保存作為翹板開(kāi) 關(guān)的初始狀態(tài)。
然后判斷輸出端Keylnputl的電平狀態(tài)是否發(fā)生改變，若翹板開(kāi)關(guān)Sl閉合， 第三隔離釆樣電路輸入端有電流，輸出端Keylnputl為低電平，即輸出端 Keylnputl電平狀態(tài)發(fā)生改變(保存的原狀態(tài)為高電平)，微控制器檢測(cè)到其狀 態(tài)為低電平，即控制第一負(fù)載回路繼電器開(kāi)關(guān)吸合，由于繼電器開(kāi)關(guān)104初始即 為吸合狀態(tài)，所以負(fù)載回路仍然是接通的。翹板開(kāi)關(guān)Sl狀態(tài)改變后，則采樣新 的輸出端Keylnputl狀態(tài)(此時(shí)為低電平)作為判斷下一次狀態(tài)是否改變的參考 狀態(tài)。翹板開(kāi)關(guān)S1的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)分別對(duì)應(yīng)輸出端Keylnputl為低電平/高電平，在 采樣輸出端Keylnputl的狀態(tài)發(fā)生改變后，只要查到輸出端Keylnputl為低電平， 微控制器1001就控制繼電器開(kāi)關(guān)104吸合，反之控制繼電器開(kāi)關(guān)104斷開(kāi)，翹 板開(kāi)關(guān)Sl的控制不受繼電器開(kāi)關(guān)104初始狀態(tài)影響。在程序的實(shí)際執(zhí)行中要依 次對(duì)每個(gè)回路的翹板開(kāi)關(guān)進(jìn)行上述檢測(cè)。
完成每個(gè)路翹板開(kāi)關(guān)的檢測(cè)后開(kāi)始檢測(cè)負(fù)載回路中是否有常閉點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)按
下
例如，在圖4狀態(tài)繼電器開(kāi)關(guān)104吸合，第一負(fù)載回路為通路。根據(jù)圖2a 程序流程先判斷繼電器開(kāi)關(guān)104的狀態(tài)，如果繼電器開(kāi)關(guān)104為吸合狀態(tài)，判斷 第一負(fù)載回路中第一隔離采樣電路106的輸出端Amplnputl是否為低電平，由圖 4狀態(tài)分析，若沒(méi)有常閉點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)按下，第一隔離采樣電路106的輸入端有電流， 輸出端Amplnputl為低電平，微控制器1001不改變繼電器開(kāi)關(guān)104的狀態(tài)，繼 續(xù)進(jìn)行其它回路的檢測(cè)；如果有任一常閉點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)按下，繼電器開(kāi)關(guān)104雖然吸 合，但負(fù)載回路斷路，回路中無(wú)電流，第一隔離采樣電路106的輸入端無(wú)電流， 輸出端Amplnputl為高電平，微控制器1001改變繼電器開(kāi)關(guān)104的狀態(tài)后繼續(xù)進(jìn)行其它負(fù)載回路的狀態(tài)檢測(cè)。
如果繼電器開(kāi)關(guān)104的狀態(tài)為斷開(kāi)，則判斷第二隔離采樣電路輸出端Voltl叩utl是否為低電平，若有常閉點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)按下，負(fù)載回路無(wú)電流，第二隔離
采樣電路107的輸入端無(wú)電流，輸出端Voltlnputl為高電平，微控制器1001改
變繼電器開(kāi)關(guān)104的狀態(tài)后繼續(xù)進(jìn)行其它負(fù)載回路的檢測(cè)；若無(wú)常閉點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)按
下，負(fù)載回路有較小的電流，第二隔離采樣電路107的輸入端有電流，輸出端Voltlnputl為低電平，微控制器1001控制端不改變繼電器開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，繼續(xù)進(jìn)行其它負(fù)載回路的檢測(cè)。
完成了每個(gè)負(fù)載回路的狀態(tài)檢測(cè)后，程序返回繼續(xù)讀取第三隔離采樣電路輸出端KeyI叩utl狀態(tài)，循環(huán)執(zhí)行以上步驟。
微控制器1001也可以通過(guò)中斷方式來(lái)對(duì)回路的狀態(tài)進(jìn)行采樣和處理(如圖2b所示)，當(dāng)微控制器1001輸入端有電平跳變的時(shí)候，先執(zhí)行翹板開(kāi)關(guān)控制回路的檢査，狀態(tài)有變化則根據(jù)新的狀態(tài)對(duì)負(fù)載回路進(jìn)行控制；狀態(tài)沒(méi)有變化則對(duì)負(fù)載回路進(jìn)行檢査，檢查的方法如前述方案，執(zhí)行完相應(yīng)的處理后微控制器進(jìn)入等待中斷狀態(tài)，有中斷信號(hào)再進(jìn)行上述的循環(huán)檢查和處理。
在電路正常工作中，繼電器吸合或斷開(kāi)的狀態(tài)，由微控制器1001的控制端控制，相應(yīng)負(fù)載回路的狀態(tài)指示LED105，也由微控制器1001的同一個(gè)控制端控制，因此狀態(tài)指示LED105可以根據(jù)繼電器的吸合或斷開(kāi)來(lái)指示負(fù)載回路的狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字式多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制電路系統(tǒng)，包括若干負(fù)載回路以及電源輸入端，各負(fù)載回路并聯(lián)連接于電源輸入端的零線和火線之間，每個(gè)負(fù)載回路中都串聯(lián)設(shè)置有若干開(kāi)關(guān)，其特征在于所述的開(kāi)關(guān)是常閉點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)，所述的每個(gè)負(fù)載回路都串聯(lián)設(shè)置有繼電器開(kāi)關(guān)，電路系統(tǒng)還設(shè)置有一微控制器，微控制器連接設(shè)置有一DIP設(shè)置模塊，所述的負(fù)載回路上還各設(shè)置有一個(gè)對(duì)相應(yīng)負(fù)載回路的常閉點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊，各點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊的輸出端口與微控制器信號(hào)輸入端連接，該微控制器的控制端經(jīng)電流放大電路與相應(yīng)各負(fù)載回路的繼電器開(kāi)關(guān)的控制端連接，連接于零線、火線之間的交直流變換電源電路與所述的微控制器及各繼電器相連，為其提供電源。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制電路系統(tǒng)，其特征在于所 述的點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊包括采樣二極管組、第一隔離采樣電路、第二隔離采 樣電路和限流電阻，采樣二極管組串聯(lián)于負(fù)載回路內(nèi)，該采樣二極管組由兩組二極管并聯(lián)而成， 每組由兩個(gè)同方向的二極管串聯(lián)組成，該兩組二極管方向相反地并聯(lián)組成采樣二 極管組，采樣二極管組的兩端分別與第一隔離采樣電路的兩輸入端連接，并且在 采樣二極管組與第一隔離采樣電路之間的連接線路上串聯(lián)設(shè)置有限流電阻，第一隔離采樣電路的輸出端與微控制器的信號(hào)輸入端連接；所述的各負(fù)載回路的繼電器開(kāi)關(guān)的兩端分別經(jīng)串聯(lián)設(shè)置的限流電阻連接至 第二隔離采樣電路的兩輸入端，第二隔離采樣電路的輸出端與微控制器信號(hào)輸入端連接；微控制器的控制端經(jīng)電流放大電路與相應(yīng)各負(fù)載回路的繼電器開(kāi)關(guān)的控制 端連接，所述的交直流變換電源電路與第一、第二隔離采樣電路相連，為其提供電源。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)字式多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制電路系統(tǒng)，其特征在于: 該電路系統(tǒng)還設(shè)置有若干與各負(fù)載回路相對(duì)應(yīng)的翹板開(kāi)關(guān)控制回路，每個(gè)翹板開(kāi) 關(guān)控制回路包括一翹板開(kāi)關(guān)和翹板開(kāi)關(guān)信號(hào)釆樣模塊，翹板開(kāi)關(guān)一端接地，另一 端串聯(lián)設(shè)置保險(xiǎn)絲電阻和限流電阻，然后串接到第三隔離采樣電路的一輸入端，第三隔離采樣電路的另一輸入端與交直流變換電源電路輸出端相連，該第三隔離 采樣電路的信號(hào)輸出端與微控制器信號(hào)輸入端連接，在翹板開(kāi)關(guān)連接交直流變換 電源電路一側(cè)還設(shè)置有一濾除翹板開(kāi)關(guān)抖動(dòng)干擾的電容，該電容的兩端分別連接 到第三隔離采樣電路兩輸入端兩側(cè)的電路上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字式多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制電路系統(tǒng)，其特征在于每個(gè)負(fù)載回路還設(shè)置有狀態(tài)指示LED,狀態(tài)指示LED的兩端分別連接至相應(yīng)繼電 器開(kāi)關(guān)與電流放大電路的連接線、相應(yīng)繼電器開(kāi)關(guān)與交直流變換電源電路的連接 線上。
5. —種運(yùn)用于上述控制電路系統(tǒng)的數(shù)字式多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制器，該控制器為一 個(gè)由電子元件和線路板組成的集成電路板，其特征在于該控制器包括電源輸入端、 一交直流變換電源電路、 一微控制器、若干負(fù)載回路接線端以及串聯(lián)于每個(gè)負(fù)載回路的繼電器開(kāi)關(guān)，微控制器與DIP設(shè)置模塊連接；各負(fù)載回路火線接線端順序連接一個(gè)對(duì)相應(yīng)負(fù)載回路的常閉點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)信號(hào)采 樣模塊和繼電器開(kāi)關(guān)，然后與電源火線輸入端連接，負(fù)載回路零線接線端與電源 零線輸入端連接，該多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制器還設(shè)置有一微控制器，各點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣 模塊的信號(hào)輸出端與微控制器的輸入端連接，微控制器的控制端經(jīng)電流放大電路后與相應(yīng)各繼電器開(kāi)關(guān)的控制端相連；連接于零線、火線之間的交直流變換電源電路與所述的微控制器及各繼電器 相連，為其提供電源。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字式多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于所述的點(diǎn) 觸開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊包括采樣二極管組、第一隔離采樣電路、第二隔離采樣電路 和限流電阻，采樣二極管組串聯(lián)于相應(yīng)負(fù)載回路火線接線端與繼電器開(kāi)關(guān)之間，該采樣二 極管組由兩組二極管并聯(lián)而成，每組由兩個(gè)同方向的二極管串聯(lián)組成，該兩組二 極管方向相反地并聯(lián)組成采樣二極管組，采樣二極管組的兩端分別與第一隔離采 樣電路的兩輸入端連接，并且在采樣二極管組與第一隔離采樣電路之間的連接線 路上串聯(lián)設(shè)置有限流電阻，第一隔離釆樣電路的輸出端與微控制器信號(hào)輸入端連 接，所述的各負(fù)載回路的繼電器開(kāi)關(guān)的兩端分別經(jīng)串聯(lián)設(shè)置的限流電阻后連接至第二隔離采樣電路的兩輸入端，第二隔離采樣電路的輸出端與微控制器信號(hào)輸 入端連接；微控制器的控制端經(jīng)電流放大電路后與相應(yīng)各負(fù)載回路的繼電器開(kāi)關(guān)的控 制端連接，第一、第二隔離采樣電路的電源輸入端與所述的交直流變換電源電路連接， 由其提供電源。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的數(shù)字式多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于該多 點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制器還設(shè)置有翹板開(kāi)關(guān)控制電路，包括若干與負(fù)載回路輸出端相對(duì)應(yīng)的 翹板開(kāi)關(guān)接線端、 一公用接地端以及若干翹板開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊，各翹板開(kāi)關(guān)接 線端分別與相應(yīng)的翹板開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊連接，各翹板開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊電源端 與所述的交直流變換電源電路連接，各翹板開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊的信號(hào)輸出端與微 控制器信號(hào)輸入端連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字式多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于每個(gè)所述 的翹板開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊包括保險(xiǎn)絲電阻、限流電阻、第三隔離采樣電路以及濾 除翹板開(kāi)關(guān)抖動(dòng)干擾的電容，各翹板開(kāi)關(guān)接線端分別串接保險(xiǎn)絲電阻和限流電 阻，然后串接到第三隔離采樣電路的一輸入端，第三隔離采樣電路的另一輸入端 與交直流變換電源電路輸出端相連，該第三隔離采樣電路的信號(hào)輸出端與微控制 器信號(hào)輸入端連接，所述的電容的兩端分別連接到第三隔離采樣電路兩輸入端兩 側(cè)的電路上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)字式多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于該控制器 還設(shè)置有若干與負(fù)載回路相對(duì)應(yīng)的狀態(tài)指示LED，狀態(tài)指示LED的兩端分別連 接至相應(yīng)繼電器開(kāi)關(guān)與電流放大電路的連接線、相應(yīng)繼電器開(kāi)關(guān)與交直流變換電 源電路的連接線上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種數(shù)字式多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制電路系統(tǒng)及其控制器，該電路系統(tǒng)包括若干負(fù)載回路，電路系統(tǒng)設(shè)置有一微控制器，每個(gè)負(fù)載回路中串接若干常閉點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)、一繼電器開(kāi)關(guān)及點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣模塊，各采樣模塊輸出端口與微控制器信號(hào)輸入端連接，微控制器的控制端經(jīng)電流放大電路與相應(yīng)繼電器開(kāi)關(guān)的控制端連接。同時(shí)本發(fā)明提供了相應(yīng)電路結(jié)構(gòu)的數(shù)字式多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制器，在外接電器負(fù)載回路及翹板開(kāi)關(guān)后即組成本發(fā)明的多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制電路系統(tǒng)。本發(fā)明通過(guò)巧妙的電路設(shè)計(jì)完成了單線負(fù)載回路多點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制的發(fā)明目的，大大簡(jiǎn)化了負(fù)載回路，降低了布線施工的繁雜度、勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也使得電路系統(tǒng)工作更加穩(wěn)定、維修也更加方便。
文檔編號(hào)G05B19/04GK101630149SQ200910046489
公開(kāi)日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月24日
發(fā)明者潘曉斌, 錢(qián)正平 申請(qǐng)人:萊得圣智能科技(上海)有限公司