《基于两个供电滑环检测天窗状态的控制电路.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于两个供电滑环检测天窗状态的控制电路.pdf（7页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN102587782A43申请公布日20120718CN102587782ACN102587782A21申请号201210067406222申请日20120314E05F15/10200601H02P1/2220060171申请人中国科学院国家天文台地址100012北京市朝阳区大屯路甲20号72发明人陈颖为74专利代理机构北京金智普华知识产权代理有限公司11401代理人皋吉甫54发明名称基于两个供电滑环检测天窗状态的控制电路57摘要本发明是一种基于两个供电滑环检测天窗状态的控制电路，该控制电路由直流电源（U），两个滑环供电触头（A，B）、两个供电滑环（A,B）、直流电机（M）、。
2、限位开关（K1，K2）和二极管（D1，D2）构成；将所述直流电源（U）的正级或负极、滑环供电触头（A）、供电滑环（A）、直流电机（M）、所述并联电路、供电滑环（B），滑环供电触头（B）直流电源（U）的负极或正级顺序串联构成所述控制电路。本发明只需两根导线即可完成电机的驱动和限位状态的检测。不仅电路简单，而且能降低电路的故障率。更加便于维护，在实际望远镜天窗状态检测应用中获得了良好的效果。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页1/1页21一种基于两个供电滑环检测天窗状态的控制电路，其特征在于，所述控制电路由直。
3、流电源（U），两个滑环供电触头（A，B）、两个供电滑环（A,B）、直流电机（M）、限位开关（K1，K2）和二极管（D1，D2）构成；其中，串联的限位开关（K1）、二极管（D1）和串联的限位开关（K2）、二极管（D2）构成并联电路；将所述直流电源（U）的正级或负极、滑环供电触头（A）、供电滑环（A）、直流电机（M）、所述并联电路、供电滑环（B），滑环供电触头（B）直流电源（U）的负极或正级顺序串联构成所述控制电路，分别控制天窗开启和关闭。2根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述供电滑环（A）和供电滑环（B）是安装于天文旋转圆顶周边，所述开限位（K1）为天窗开启至最大时的限位，所述关限位（。
4、K2）为天窗关闭到位时的限位开关。3根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括一个检测电路，设置在所述两个滑环触头之间，检测天窗状态；所述检测电路由串联的光耦（T1）、二极管（D3）、（I1）和串联的光耦（T2）、二极管（D4）、恒流源I2并联构成；所述恒流源I1和恒流源I2交替在所述滑环触头两端发送极性相反的恒流脉冲，并根据光耦的输出判断天窗状态如下当光耦T1的输出OUT1为高电平，光耦T2的输出OUT2为低电平，则K1处于断开状态，限位开关（K2）处于接通状态，天窗全开启；当OUT（2）输出高电平，OUT（1）输出低电平，则K2处于断开状态，限位开关K1处于接通状态，天窗。
5、关闭；当判断滑环触头端已经加电，根据电路的加电极性，获得天窗正在开启或正在关闭的状态信息；当OUT（1）和OUT（2）均输出高电平，则判断为故障状态。4根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路中的脉动频率为50HZ，方波脉动恒流值为10MA，光耦输出晶体管的电流限制在10MA以内，R1或R2的限流值为2MA，R1C1的时间常数为脉动频率周期的35倍,电容C1或C2的充电电流为2MA，其放电电流10MA,使OUT1和OUT2获得稳定的电平。权利要求书CN102587782A1/3页3基于两个供电滑环检测天窗状态的控制电路技术领域0001本发明涉及天文圆顶的天窗控制电路。背景技术00。
6、02由于天文圆顶可旋转，安装于天文圆顶上的天窗驱动和控制须使用安装于圆顶周边的导电滑环驱动和控制。现有技术多采用三相交流供电驱动天窗，在这种情况下，至少需要三个供电滑环供电，目前多用五个供电滑环控制天窗。0003图1是现有三相供电的天窗驱动电路,如图所述，该电路采用三相交流电机驱动天窗，安装于可旋转圆顶上的天窗与地面电路的连通须使用安装于可旋转圆顶周边的导电滑环R1,R2,R3,R4,R5，SWCLOSE为天窗关闭的限位开关，SWOPEN为天窗开启的限位开关。该控制电路用了五个导电滑环控制和驱动天窗。若需采集天窗的工作状态，则要另外在天窗上设计天窗状态采集电路采集天窗状态，并需相应的传输电路将。
7、天窗状态传输到地面的控制系统。目前有采用红外传输和无线串口传输方式等。由于安装于天窗上导电滑环多，电路复杂，电路故障率高，不便于维护。发明内容0004发明目的是通过在天窗控制电路中，设置两个供电滑环即可完成天窗的驱动和状态采集；除了在天窗上安装限位开关之外，只需增加两个二极管，即可完成天窗的限位；在滑环供电的地面端，通过一个简单电路即可检测天窗的开限位，关限位，停在中间位置，滑环接触故障，天窗正在打开中，天窗正在关闭中等六个状态。0005为了实现本发明的目的，提出一种基于两个供电滑环检测天窗状态的控制电路，所述控制电路由直流电源U，两个滑环供电触头A，B、两个供电滑环A,B、直流电机M、限位开。
8、关K1，K2和二极管D1，D2构成；其中，串联的限位开关K1及二极管D1和串联的限位开关K2及二极管D2构成并联电路；将所述直流电源U的正级或负极、滑环供电触头A、供电滑环A、直流电机M、并联电路、供电滑环B，滑环供电触头B直流电源U的负极或正级顺序串联构成所述控制电路，分别控制天窗开启和关闭。0006所述供电滑环A和供电滑环B是安装于天文旋转圆顶周边，所述开限位K1为天窗开启至最大时的限位开关，所述关限位K2为天窗关闭到位时的限位开关。0007所述控制电路还包括一个检测电路，设置在所述两个滑环触头之间，检测天窗状态；所述检测电路由串联的光耦T1、二极管D3、受控恒流源I1和串联的光耦T2、二。
9、极管D4、I2并联构成；所述I1和I2交替在所述滑环触头两端发送极性相反的恒流脉冲，并根据光耦的输出判断天窗状态如下当光耦T1的输出OUT1为高电平，光耦T2的输出OUT2为低电平，则限位K1处于断开状态，K2处于接通状态，天窗全开启；当OUT2输出高电平，OUT1输出低电平，则K2处于断开状态，K1处于接通状态，天窗关闭；说明书CN102587782A2/3页4当判断滑环触头端已经加电，根据电路的加电极性，获得天窗正在开启或正在关闭的状态信息；当OUT1和OUT2均输出高电平，则判断为故障状态。0008所述控制电路中的脉动频率为50HZ，方波脉动恒流值为10MA，光耦输出晶体管的电流限制在1。
10、0MA以内，R1或R2的限流值为2MA，R1C1的时间常数为脉动频率周期的35倍,电容C1或C2的充电电流为2MA，其放电电流10MA,使OUT1和OUT2获得稳定的电平。附图说明0009图1是现有三相供电的天窗驱动电路；图2本发明的天窗驱动限位电路；图3是电源极性反接电路；图4天窗状态的检测电路。具体实施方式0010为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。0011图2本发明的天窗驱动限位电路；本发明的电路在随圆顶旋转的天窗上只需安装驱动电机、两个限位开关以及两个二极管即可完成天窗的驱动和天窗状态信号的采集。其与地面的联系只需两个供电滑环即可。。
11、0012以上电路为天窗关闭过程的供电示意图。其中直流电机M为天窗驱动电机；开限位K1为天窗敞开至最大时的限位开关；关限位K2为天窗关闭到位时的限位开关；供电滑环A和供电滑环B是安装于天文旋转圆顶周边，以便向安装在旋转的圆顶上面的天窗驱动设备供电。电路中的电流从电源正极流出经滑环供电触头流向供电滑环A，再经滑环引出端A流向直流电机M，再经二极管D2和关限位开关K2流向供电滑环B和滑环供电触头流回电源负极构成回路，直流电机方向驱动。当被直流电机M驱动的天窗触动了关限位开关K2时，该供电回路断开。直流电机停止驱动。0013图3是电源极性反接电路；为天窗打开过程的供电示意图，若电源极性如图反接，电路中。
12、的电流从电源正极流出经滑环供电触头流向供电滑环B，再经滑环引出端B流向开限位开关K1，再经二极管D1流向直流电机M，然后经供电滑环A和滑环供电触头流回电源负极构成回路，。当直流电机M所驱动的天窗触动了开限位开关K1时，该供电回路断开。直流电机停止驱动。0014图4天窗状态的检测电路。对于天窗状态的检测主要是对K1、K2状态的检测，本电路检测方法是无需在两滑环之间的电路增加任何器件或电路，只需在滑环供电触头两端设计简单电路即可完成K1和K2状态的检测。其检测电路工作过程如下在滑环触头两端未供电驱动电机时，检测电路中的受控恒流源I1和I2交替在滑环触头两端发送极性相反的恒流脉冲。当开限位K1处于断。
13、开状态，K2应该处于接通状态，那么天窗状态应该是全开启。此时受控恒流源I1的电流不能流过K1，光耦T1的发光二极管没有电流流过，光耦T2的OUT2输出为高电平；受控恒流源I2的电流顺利流过K2，光耦T2的发光二极管被点亮。OUT2有低电平输出。若K2处于断开状态，K1应该处于接通状态，此说明书CN102587782A3/3页5时天窗应该是关闭的。则，OUT2输出高电平，光耦T1的OUT1输出低电平。若K1和K2都处于接通状态，那么，天窗既没有全开启，也没有全关闭，是停在开启与关闭的中间状态。此时OUT1和OUT2同时输出低电平。还有一种极端状态OUT1和OUT2均输出高电平，从机械机构上讲，K。
14、1和K2没有可能同时被断开，如果出现了这种状态，即可判断为故障状态。其故障的可能性有供电滑环接触不良，限位开关损坏以及出现了其它电路故障等，为故障状态。上述检测的状态其驱动电机均处于静态，因此在检测电路工作之前，电路自行判断滑环触头端是否加电。因此我们可以根据电路的加电极性，还可以获得天窗正在开启或正在关闭的状态信息。也就是说，该检测电路可以获得六个状态信息。0015电路中的脉动频率与R1、C1，R2、C2的参数要选择适当才能使得OUT1和OUT2获得稳定的电平。在实际应用中，该电路的脉动频率约50HZ，方波脉动恒流值为10MA，因此光耦输出晶体管的电流也被限制在10MA以内，我们选择R1或R。
15、2的限流值设计为2MA，R1C1的时间常数选在脉动频率周期35倍，即给电容C1或C2的充电电流为2MA，其放电电流10MA，R1和C1的选配原则是满足OUT1的稳定。由于电路中选用电流源为检测激励源，只要适当选择电流源的输出级器件的耐压，驱动电路的驱动电压以及电机产生的反峰电压对检测电路不会构成威胁。0016该电路不仅可以用于天窗的控制和检测，而且可以用于其它两根导线直流驱动装置场合的限位检测。0017以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。说明书CN102587782A1/2页6图1图2说明书附图CN102587782A2/2页7图3图4说明书附图CN102587782A。