專利名稱：一種控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種控制電路技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及控制電路技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于X線機等醫(yī)療設(shè)備中制動 器的控制電路。
背景技術(shù)：
[0002]在計算機X射線斷層掃描(CT)設(shè)備、磁共振成像(MRI)設(shè)備、X線機等醫(yī)療 設(shè)備中，病床通常是可移動的。病床在各個方向上的移動通常由電機來驅(qū)動，并且由制 動器對電機進行制動。為了保證運動的安全性，需要同時控制制動器的動作和電機的驅(qū) 動，以保證一定的時序關(guān)系。由于制動器是感性負載，在斷電的瞬間會產(chǎn)生很高的反 向電壓。這個高電壓會對制動器的控制電路中的觸點開關(guān)產(chǎn)生火花放電，從而會損傷觸 點。長期工作后，還會導(dǎo)致觸點粘連，使得制動器失控，從而給病人的安全帶來了嚴重 威脅。因此，如何消除這個風(fēng)險，對于醫(yī)療設(shè)備的安全性是非常重要的。[0003]另外，出于安全的目的，需要對醫(yī)療設(shè)備提供雙重安全設(shè)計。在出現(xiàn)非正常情 況的時候，控制電路應(yīng)能立即切斷電機的運動并進行制動。[0004]在目前市面所售的大多數(shù)X線機中，多采用變頻器的輸出來驅(qū)動電機運動，并 采用變頻器內(nèi)的繼電器觸點來控制制動器的通斷，以保證電機運動和制動器動作一定的 時序關(guān)系。由于變頻器內(nèi)繼電器受變頻器體積和功率的限制，其觸點的耐受電壓和電流 都不大，在多次經(jīng)受制動器反向高壓的沖擊和火花放電后，繼電器觸點會產(chǎn)生粘連。目 前市場上多采用抑制高壓的辦法，但是在制動器斷電瞬間仍然有較高的電壓和電流通過 繼電器，同樣會產(chǎn)生火花放電。那么，繼電器長期工作后，仍存在繼電器觸點會產(chǎn)生粘 連的安全風(fēng)險。[0005]申請日為1984年11月7日的德國專利DE3441096C公開了一種用在具有直 流制動系統(tǒng)的交流電機中的控制電路。為了抑制從制動到驅(qū)動過程中的火花放電， DE3441096C通過另一晶體管及其觸發(fā)單元、以及二極管來激勵用于控制繼電器的線圈。實用新型內(nèi)容[0006]有鑒于此，本實用新型提出了一種控制電路，其目的在于避免控制電路中的火 花放電。本實用新型進一步的目的是，在出現(xiàn)非正常情況時，使得控制器實現(xiàn)有效、及 時的制動。[0007]本實用新型提供了一種用于一制動器的控制電路，所述控制電路包括一變頻 器，所述變頻器包括一與所述制動器相連接的繼電器，其中，所述繼電器斷開使得所述 制動器斷電；所述控制電路還包括一個在所述繼電器斷開時相應(yīng)地斷開的無觸點開關(guān)， 所述無觸點開關(guān)連接在所述繼電器和所述制動器之間。[0008]優(yōu)選地，所述無觸點開關(guān)為一光耦合開關(guān)。[0009]在一種實施方式中，所述光耦合開關(guān)包括一發(fā)光二極管和一光敏三極管，其 中，所述發(fā)光二極管與所述繼電器串聯(lián)連接，所述光敏三極管與所述制動器串聯(lián)連接。[0010]優(yōu)選地，所述控制電路還包括一個與所述無觸點開關(guān)并聯(lián)連接的第一電阻。[0011]優(yōu)選地，所述光耦合開關(guān)還包括一個與所述發(fā)光二極管串聯(lián)連接的第二電阻。[0012]優(yōu)選地，所述光耦合開關(guān)還包括一個并聯(lián)連接在所述光敏三極管的發(fā)射極和集 電極之間的第一穩(wěn)壓二極管。[0013]優(yōu)選地，所述控制電路還包括一控制器，該控制器的第一輸出端與一能夠根據(jù) 來自所述第一輸出端的控制信號使變頻器斷電的安全電路(K)相連接。[0014]在一種實施方式中，所述控制器與一位置傳感器相連接，并且根據(jù)來自位置傳 感器的信號從第一輸出端輸出控制信號。[0015]優(yōu)選地，所述控制電路還包括一控制器和一個與所述無觸點開關(guān)串聯(lián)的制動器 開關(guān)，其中，所述控制器的第二輸出端與所述制動器開關(guān)的輸入端連接，并且所述制動 器開關(guān)根據(jù)來自所述第二輸出端的控制信號使制動器斷電。[0016]優(yōu)選地，所述制動器開關(guān)包括一個第二三極管；其中，所述第二三極管的基極 與所述控制器的第二輸出端相連接。[0017]優(yōu)選地，所述制動器開關(guān)還包括一個并聯(lián)連接在所述第二三極管發(fā)射極和集電 極之間的第二穩(wěn)壓二極管。[0018]優(yōu)選地，所述控制器與一位置傳感器相連接，并且根據(jù)來自位置傳感器的信號 從第二輸出端輸出控制信號。[0019]從上述方案中可以看出，由于本實用新型在繼電器和制動器之間連接了無觸點 開關(guān)，該無觸點開關(guān)承擔(dān)了制動器的線圈回路的通斷過程，不會產(chǎn)生火花放電，所以能 夠有效地防止火花放電，能夠大大延長開關(guān)器件的使用壽命。進一步避免了制動器由于 繼電器觸點粘連而導(dǎo)致的失控，保證了設(shè)備運行的安全性和可靠性。[0020]另外，本實用新型通過兩個相對獨立的開關(guān)串聯(lián)的方式來控制制動器，并且采 用位置傳感器的反饋構(gòu)成閉環(huán)控制，實現(xiàn)了設(shè)備的雙重安全和非正常情況的有效、及時 的致動。


[0021]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[0022]圖1為根據(jù)本實用新型一實施例的控制電路的電路圖。[0023]在附圖中，所用附圖標記如下[0024]Ul變頻器Kl繼電器[0025]Li，L2，L3交流電輸入端U，V，W交流電輸出端[0026]PE接地端K安全電路[0027]Ml電機Jl控制器[0028]VRl位置傳感器 OUTl第一輸出端[0029]OUT2第二輸出端 Sl來自O(shè)UTl的控制信號[0030]幻來自O(shè)UT2的控制信號 V+電源正極[0031]V-電源負極Rl并聯(lián)電阻[0032]K2無觸點開關(guān)Dl發(fā)光二極管[0033]R2串聯(lián)電阻Tl光敏三極管[0034]Vl第一穩(wěn)壓二極管Yl制動器[0035]V3雙向穩(wěn)壓二極管K3制動器開關(guān)[0036]T2第二三極管V2第二穩(wěn)壓二極管具體實施方式
[0037]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，以下舉實施例對本實用新 型進一步詳細說明。[0038]圖1為根據(jù)本實用新型一實施例的控制電路的電路圖。如圖1所示，控制電路 用于一制動器Y1，而制動器Yl用于制動一待制動設(shè)備Ml。在本實施例中，待制動設(shè) 備Ml例如是一個電機Ml。[0039]控制電路包括一變頻器U1，該變頻器Ul包括交流電輸入端Li，L2, L3、交流 電輸出端U，V，W、接地端PE以及一個繼電器Kl。其中，變頻器Ul將從交流電輸入 端Li，L2，L3輸入的三相交流電變頻后，從交流電輸出端U，V，W輸出給電機Ml。 電機Ml不僅與交流電輸出端U，V，W相連接，還與變頻器的接地端PE相連接。[0040]繼電器Kl與制動器Yl相連接。繼電器Kl斷開，使得制動器Yl失電，從而 對電機Ml制動。在本實施例中，控制電路還包括一個無觸點開關(guān)K2，該無觸點開關(guān)K2 連接在繼電器Kl和制動器Yl之間。當繼電器Kl斷開時，無觸點開關(guān)K2相應(yīng)地斷開， 從而使得制動器Yl失電而制動。由于無觸點開關(guān)K2承擔(dān)了制動器Yl的線圈回路的通 斷過程，因而能夠有效地防止火花放電。[0041]優(yōu)選地，控制電路還包括一個與無觸點開關(guān)K2 (本實施例中為光耦合開關(guān)K2) 并聯(lián)連接的第一電阻R1，以分擔(dān)電路中的電流，保護無觸點開關(guān)K2。[0042]在本實施例中，無觸點開關(guān)K2具體用一個光耦合開關(guān)K2來實現(xiàn)。如圖1所 示，光耦合開關(guān)K2包括一個發(fā)光二極管Dl和一個光敏三極管Tl，其中，發(fā)光二極管Dl 與繼電器Kl串聯(lián)連接，光敏三極管Tl與制動器Yl串聯(lián)連接。在繼電器Kl閉合時，電 流流經(jīng)發(fā)光二極管D1，則發(fā)光二極管Dl發(fā)光，光敏三極管Tl基于發(fā)光二極管Dl發(fā)出 的光向制動器Yl供電。當繼電器Kl斷開時，沒有電流流經(jīng)發(fā)光二極管D1，則發(fā)光二 極管Dl不發(fā)出光，相應(yīng)地光敏三極管Tl由于沒有發(fā)光二極管Dl發(fā)出的光而不能向制動 器Yl供電，導(dǎo)致制動器Yl失電，因此制動器Yl對電機Ml制動。[0043]在本實施例中，光耦合開關(guān)K2還包括一個與發(fā)光二極管Dl串聯(lián)連接的第二電 阻R2，以分擔(dān)發(fā)光二極管Dl上的電壓和功率，保護發(fā)光二極管D1。[0044]在本實施例中，光耦合開關(guān)K2還包括一個并聯(lián)連接在光敏三極管Tl的發(fā)射極 和集電極之間的第一穩(wěn)壓二極管VI。其中，第一穩(wěn)壓二極管Vl的正極與光敏三極管Tl 的發(fā)射極相連接，負極與光敏三極管Tl的集電極相連接。[0045]如圖1所示，控制電路還包括一個控制器Jl。該控制器Jl的輸入端與一位置傳 感器VRl相連接，位置傳感器(具體例如為一電位器)將電機Ml運行的位置實時反饋到 控制器J1，控制器Jl據(jù)此可以計算出電機Ml的速度和位置，并進行監(jiān)視。當出現(xiàn)異常 的時候，控制器Jl從第一輸出端OUTl和第二輸出端OUT輸出控制信號Sl和S2。其 中，控制器Jl的第一輸出端OUTl與一能夠使變頻器Ul斷電的安全電路K相連接。[0046]如圖1所示，控制電路還可以包括一個與無觸點開關(guān)K2串聯(lián)連接的制動器開關(guān) K3，而控制器Jl的第二輸出端OUT2則與該制動器開關(guān)K3的輸入端連接。在本實施例 中，制動器開關(guān)K3包括一個第二三極管T2，相應(yīng)地，第二三極管T2的基極與控制器Jl 的第二輸出端OUT2相連接?？刂破鱆l的第二輸出端OUT2輸出的控制信號幻使得制 動器開關(guān)K3斷開，進一步確保制動器Yl失電而制動。[0047]制動器開關(guān)K3還包括一個并聯(lián)連接在第二三極管T2發(fā)射極和集電極之間的第 二穩(wěn)壓二極管V2。其中，第二穩(wěn)壓二極管V2的正極與第二三極管T2的集電極相連接， 負極與第二三極管T2的發(fā)射極相連接。[0048]基于以上描述的控制電路，接著介紹本申請的電機啟動和制動過程。在啟動 時，控制器Jl的第二輸出端OUT2輸出的控制信號幻使制動器開關(guān)K3導(dǎo)通，同時控制 器Jl的第一輸出端OUTl輸出的控制信號Sl使得安全電路K閉合，變頻器Ul在交流電 輸出端為電機Ml供電，使電機Ml得電運行。然后，變頻器Ul在一定的時序下控制繼 電器Kl閉合得電，使無觸點開關(guān)K2導(dǎo)通，從而使制動器Yl得電，釋放制動器Y1，因 而電機得以啟動。[0049]正常制動時，首先控制器Jl的第一輸出端OUTl輸出控制信號Sl使安全電路K 斷開，停止驅(qū)動變頻器U1，則電機Ml進入制動狀態(tài)。相應(yīng)地，無觸點開關(guān)K2斷開， 制動器Yl的制動器線圈失電，制動器Yl制動。延時一段時間后，控制器Jl的第二輸 出端OUT2輸出控制信號幻才使得制動器開關(guān)K3斷開。由于電機Ml具有慣性且制動 器Yl及時響應(yīng)，能保證制動過程的安全。從上面的制動過程可以看出，無觸點開關(guān)K2 承擔(dān)了制動器Yl的線圈回路的通斷過程，能夠有效防止火花放電。[0050]基于上面的描述，進一步分析一下基于本實施例的運動過程的閉環(huán)控制。在運 動過程中，位置傳感器VRl將電機Ml運行的位置實時反饋到控制器J1，控制器Jl通過 計算來監(jiān)控病床(經(jīng)由電機Ml驅(qū)動)運動的速度和位置。然后在輸出端OUTl和OUT2 輸出控制信號Sl和幻來分別控制安全電路K和制動器開關(guān)K3，從而控制變頻器Ul和 制動器Y1，構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)。運行過程中，一旦控制器Jl監(jiān)測到異常，則通過第二輸出 端OUT2輸出控制信號幻直接切斷制動器開關(guān)K3，同時通過第一輸出端OUTl輸出控制 信號Sl來斷開安全電路K，使變頻器Ul斷電，從而切斷制動器Yl的供電和電機Ml的 驅(qū)動，達到雙重安全和快速制動的良好效果。[0051]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1.一種用于一制動器(Yl)的控制電路，所述控制電路包括一變頻器(Ul)，所述變頻 器(Ul)包括一與所述制動器(Yl)相連接的繼電器(Kl)，其中，所述繼電器(Kl)斷開 使得所述制動器(Yi)斷電；其特征在于，所述控制電路還包括一個在所述繼電器(Kl)斷開時相應(yīng)地斷開的無觸 點開關(guān)(K2)，所述無觸點開關(guān)連接在所述繼電器(Kl)和所述制動器(Yl)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，所述無觸點開關(guān)為一光耦合開關(guān) (K2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制電路，其特征在于，所述光耦合開關(guān)0^)包括一發(fā)光 二極管(Dl)和一光敏三極管(Tl)，其中，所述發(fā)光二極管(Dl)與所述繼電器(Kl)串 聯(lián)連接，所述光敏三極管(Tl)與所述制動器(Yl)串聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，所述控制電路還包括一個與所述無 觸點開關(guān)(K2)并聯(lián)連接的第一電阻(Rl)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制電路，其特征在于，所述光耦合開關(guān)0^)還包括一個 與所述發(fā)光二極管(Dl)串聯(lián)連接的第二電阻(R2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制電路，其特征在于，所述光耦合開關(guān)0^)還包括一個 并聯(lián)連接在所述光敏三極管(Tl)的發(fā)射極和集電極之間的第一穩(wěn)壓二極管(VI)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，所述控制電路還包括一控制器 (Jl)，該控制器的第一輸出端(OUTl)與一能夠根據(jù)來自所述第一輸出端(OUTl)的控制 信號61)使變頻器(Ul)斷電的安全電路(K)相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制電路，其特征在于，所述控制器(Jl)與一位置傳感器 (VRl)相連接，并且根據(jù)來自位置傳感器(VRl)的信號從第一輸出端(OUTl)輸出控制 信號(Si)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，所述控制電路還包括一控制器(Jl) 和一個與所述無觸點開關(guān)0^)串聯(lián)的制動器開關(guān)(K； )，其中，所述控制器(Jl)的第二 輸出端(OUT2)與所述制動器開關(guān)(Κ3)的輸入端連接，并且所述制動器開關(guān)根據(jù)來自所 述第二輸出端(OUT2)的控制信號62)使制動器(Yl)斷電。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制電路，其特征在于，所述制動器開關(guān)(K； )包括一個第 二三極管(Τ2)；其中，所述第二三極管(Τ2)的基極與所述控制器的第二輸出端(OUT2) 相連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制電路，其特征在于，所述制動器開關(guān)(K； )還包括一個 并聯(lián)連接在所述第二三極管C^)發(fā)射極和集電極之間的第二穩(wěn)壓二極管(V2)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制電路，其特征在于，所述控制器(Jl)與一位置傳感器 (VRl)相連接，并且根據(jù)來自位置傳感器(VRl)的信號從第二輸出端(OUT2)輸出控制 信號(S2)。
專利摘要本申請公開了一種用于一制動器(Y1)的控制電路，所述控制電路包括一變頻器(U1)，所述變頻器(U1)包括一與所述制動器(Y1)相連接的繼電器(K1)，其中，所述繼電器(K1)斷開使得所述制動器(Y1)斷電；所述控制電路還包括一個在所述繼電器(K1)斷開時相應(yīng)地斷開的無觸點開關(guān)(K2)，所述無觸點開關(guān)連接在所述繼電器(K1)和所述制動器(Y1)之間。從上述方案中可以看出，由于本實用新型在繼電器和制動器之間連接了無觸點開關(guān)，該無觸點開關(guān)承擔(dān)了制動器的線圈回路的通斷過程，不會產(chǎn)生火花放電，所以能夠有效地防止火花放電，能夠大大延長開關(guān)器件的使用壽命。進一步避免了制動器由于繼電器觸點粘連而導(dǎo)致的失控，保證了設(shè)備運行的安全性和可靠性。
文檔編號H02P3/26GK201813338SQ201020534870
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月19日
發(fā)明者汪大任, 郭燦 申請人:上海西門子醫(yī)療器械有限公司