一种互锁安全电路

技术领域

本发明涉及小家电互锁电路领域，尤其涉及一种互锁安全电路。

背景技术

小家电行业中缺少使用互锁电路进行大功耗元件同时运行检测保护的措施，导致小家电会同时给多个大功耗负载输出，以使小家电发热严重，严重的还会损坏。

发明内容

为解决上述问题，本技术方案提供一种互锁安全电路。

为实现上述目的，本技术方案如下：

一种互锁安全电路，包括继电器REL1、继电器REL2、继电器REL3以及主控MCU；

所述主控MCU的第一输出端通过电阻R4与三极管Q4的基极连接，所述三极管Q4的发射极还接收输入端VDD，所述三极管Q4的集电极与所述继电器REL2的线圈端正极连接，其线圈端负极与三极管Q5的集电极连接，其基极通过电阻R9与所述主控MCU的第二输出端连接；

所述三极管Q5的发射极与三极管Q3的集电极连接，所述三极管Q3的发射极接地，其基极通过电阻R7与所述主控MCU的公共端连接；

所述主控MCU的第二输出端还通过电阻R2与三极管Q1的基极连接，其发射极接收所述输入端VDD，其基极与所述继电器REL1的线圈端正极连接，其负极与三极管Q2的集电极连接，发射极与所述三极管Q3的集电极连接，基极通过电阻R5与所述主控MCU的第一输出端连接；

所述主控MCU的公共端还通过电阻R20与三极管Q6的基极连接，其发射极亦接收所述输入端VDD，其集电极与所述继电器REL3的正极连接，其负极与三极管Q7的集电极连接，所述三极管Q7的发射极接地，其发射极与基极之间设有电阻R21，所述三极管Q7的基极通过电阻R22与所述主控MCU的第三输出端连接。

在一些实施例中，所述继电器REL1、继电器REL2以及继电器REL3的导通端分别设有第一检测模块、第二检测模块以及第三检测模块。

在一些实施例中，所述第一检测模块包括；

依次与所述继电器REL1导通端连接的二极管D4以及电阻R11，所述电阻R11分别通过电阻R12以及电容C1接地，所述电阻R11与三极管Q8的基极连接，其发射极接地，集电极通过电阻R13接收一电压，所述三极管Q8的集电极通过电阻R14与所述主控MCU的第一检测端连接；

所述第二检测模块包括；

依次与所述继电器REL2导通端连接的二极管D6以及电阻R23，所述电阻R23分别通过电阻R25以及电容C5接地，所述电阻R23与三极管Q10的基极连接，其发射极接地，集电极通过电阻R24接收所述电压，所述三极管Q10的集电极通过电阻R26与所述主控MCU的第二检测端连接；

所述第三检测模块包括；

依次与所述继电器REL3导通端连接的二极管D5以及电阻R15，所述电阻R15分别通过电阻R16以及电容C3接地，所述电阻R15与三极管Q9的基极连接，其发射极接地，集电极通过电阻R17接收所述电压，所述三极管Q9的集电极通过电阻R18与所述主控MCU的第三检测端连接。

在一些实施例中，所述继电器REL1的正极与负极之间设有二极管D1，所述继电器REL2的正极与负极之间设有二极管D2，所述继电器REL3的正极与负极之间设有二极管D3。

本申请有益效果为：

本发明采用多个三极管控制方式，利用不同种类的三极管导通方式的不同，配合输出检测，通过MCU控制实现软件与硬件多重互锁，始终只开一个继电器的互锁方式，彻底杜绝多个继电器同时开的风险，同时解决安规测试中的器件短路测试不通过的问题，提升产品可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参照图1所示，一种互锁安全电路，包括继电器REL1、继电器REL2、继电器REL3以及主控MCU；

所述主控MCU的第一输出端通过电阻R4与三极管Q4的基极连接，所述三极管Q4的发射极还接收输入端VDD，所述三极管Q4的集电极与所述继电器REL2的线圈端正极连接，其线圈端负极与三极管Q5的集电极连接，其基极通过电阻R9与所述主控MCU的第二输出端连接；

所述三极管Q5的发射极与三极管Q3的集电极连接，所述三极管Q3的发射极接地，其基极通过电阻R7与所述主控MCU的公共端连接；

所述主控MCU的第二输出端还通过电阻R2与三极管Q1的基极连接，其发射极接收所述输入端VDD，其基极与所述继电器REL1的线圈端正极连接，其负极与三极管Q2的集电极连接，发射极与所述三极管Q3的集电极连接，基极通过电阻R5与所述主控MCU的第一输出端连接；

所述主控MCU的公共端还通过电阻R20与三极管Q6的基极连接，其发射极亦接收所述输入端VDD，其集电极与所述继电器REL3的正极连接，其负极与三极管Q7的集电极连接，所述三极管Q7的发射极接地，其发射极与基极之间设有电阻R21，所述三极管Q7的基极通过电阻R22与所述主控MCU的第三输出端连接。

在本实施例中，所述继电器REL1、继电器REL2以及继电器REL3的导通端分别设有第一检测模块、第二检测模块以及第三检测模块。

在本实施例中，所述第一检测模块包括；

依次与所述继电器REL1导通端连接的二极管D4以及电阻R11，所述电阻R11分别通过电阻R12以及电容C1接地，所述电阻R11与三极管Q8的基极连接，其发射极接地，集电极通过电阻R13接收一电压，所述三极管Q8的集电极通过电阻R14与所述主控MCU的第一检测端连接；

所述第二检测模块包括；

依次与所述继电器REL2导通端连接的二极管D6以及电阻R23，所述电阻R23分别通过电阻R25以及电容C5接地，所述电阻R23与三极管Q10的基极连接，其发射极接地，集电极通过电阻R24接收所述电压，所述三极管Q10的集电极通过电阻R26与所述主控MCU的第二检测端连接；

所述第三检测模块包括；

依次与所述继电器REL3导通端连接的二极管D5以及电阻R15，所述电阻R15分别通过电阻R16以及电容C3接地，所述电阻R15与三极管Q9的基极连接，其发射极接地，集电极通过电阻R17接收所述电压，所述三极管Q9的集电极通过电阻R18与所述主控MCU的第三检测端连接。

检测原理如下：

以继电器REL1为例，其余继电器同理，当继电器REL1的导通端与负载导通时，三极管Q8导通，5V通过三极管Q8接地，因此主控MCU的第一检测端为低电平，主控MCU判断继电器REL1正在工作。

在本实施例中，所述继电器REL1的正极与负极之间设有二极管D1，所述继电器REL2的正极与负极之间设有二极管D2，所述继电器REL3的正极与负极之间设有二极管D3。

在电路控制中，两路输出信号之间经常需要互锁，即当施加第一路输入信号时，第一路输出端工作，第二路输出端就被锁住；当施加第二路输入信号时，第二路输出端工作，第一路输出端被锁住；而当两路输入信号同时施加时，两路输出端都不工作。现有的互锁电路主要采用软件编程或带有互锁功能的机械开关实现；

本申请具体工作原理如下：

本发明采用多个三极管控制方式(其他任何类似开关的元器件均认为是相同方案)，利用不同种类的三极管导通方式的不同，配合输出检测，通过MCU控制(如下图一)实现软件与硬件多重互锁，始终只开一个继电器的互锁方式，彻底杜绝多个继电器同时开的风险，同时解决安规测试中的器件短路测试不通过的问题，提升产品可靠性。

如下图1所示：

Q8、Q9、Q10及其周围的元器件所组成的电路模块为继电器是否有输出的检测电路，在继电器没有输出时，HEAT1_CHECK、HEAT2_CHECK、HEAT3_CHECK所对应MCU的I/O口所检测到的信号为稳定的高电平；当某个继电器有输出的，对应继电器输出的检测口所检测到的为一个方波信号，对应MCU的I/O口通过电平的不同判断对应的继电器确实已经有输出(即对应的继电器已经吸合)，MCU中的软件先需要优先判断其余两个继电器必须关闭，在确保其余两个继电器已经关闭的前提下，软件再开所需要开通的继电器。

Q3为继电器1与继电器2的总开关，当Q3对应的HEAT_COM为低电平时，此时Q3截止，Q6导通，因Q3截止，无论HEAT1与HEAT2为何种电平时，继电器1和继电器2均无输出。因Q6导通，再通过HEAT3的高低电平的转化通过Q7实现继电器3的控制。当Q3对应的HEAT_COM为高电平时，Q6截止，Q3导通，此时无论HEAT3为高电平或者低电平，均无法使继电器3吸合。实现继电器3与继电器1/继电器2的互锁。

当HEAT_COM为高电平时，继电器3始终无法吸合；此时通过Q1、Q2、Q4、Q5实现继电器1与继电器2只能开一个的互锁。具体原理如下：

当HEAT_COM为高电平时，此时Q3导通，Q6截止，MCU通过软件设置为HEAT1为高电平、HEAT2为低电平，此时Q1与Q2均导通，Q4与Q5均截止，该状态下只有继电器1能开启；若MCU通过软件设置为HEAT1为低电平、HEAT2为高电平，此时Q1与Q2均截止，Q4与Q5均导通，该状态下只有继电器2能开启。

综上，利用不同种类的三极管导通方式的不同，当HEAT_COM为高电平时，无论HEAT3为何种电平，继电器3均无法开启，只能在继电器1与继电器2中选择开1个继电器；当HEAT_COM为低电平时，因Q3截止，此无论HEAT1与HEAT2为何种电平，继电器1与继电器2均不能开启，只能开启继电器3；配合输出检测实现软件与硬件多重互锁，确保在任何情况均只能开一个继电器，提升电控可靠性。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请实施的范围，其他凡其原理和基本结构与本申请相同或近似的，均在本申请的保护范围之内。