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电控锁怎么做保护电路

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 楼主| pleee 发表于 2018-12-29 16:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
保护电路, 单片机, 控制, 元器件, 器件
单片机控制一个电控锁，调试的时候有一次发现单片机输出高电平时间过长（超过3秒），导致电控锁线圈烧毁。现在想加一个控制通电时长的保护电路，希望元器件能少一点，而且要保证上电的时候不能误动作。各位有没有什么好的推荐电路，谢谢了。

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cjseng 发表于 2018-12-29 18:09 | 显示全部楼层
去掉R36，把C14装到R36位置
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pleee
考虑过这个方案，电容换到电阻位置，R38加大一点，电压降到VGS导通条件，但是看了一下VGS的动态范围比较大（0.6-2.5），怕时间不稳定。估计要具体测试来调整RC常数了。  发表于 2019-1-2 09:51
chongdongchen 发表于 2018-12-29 19:47 | 显示全部楼层
增加这个硬件保护是有必要的，但应该先去解决程序问题。
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山东电子小菜鸟 发表于 2018-12-31 17:17 | 显示全部楼层
学习了
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gx_huang 发表于 2018-12-31 19:02 | 显示全部楼层
这个，只要软件控制好就可以了，为何要增加硬件电路的开销？
正常的软件，出现这个问题的概率，肯定比硬件故障概率更低。
如果只是调试时怕烧坏电控锁，可以不接电控锁，或者接假负载。
另外，电控锁的线圈这么不靠谱呀，3秒就烧毁了，有些不相信。
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pleee
@gx_huang ：使用D触发器+RC暂稳态电路我也想过，但是怕D触发器受干扰或者瞬间上电之类的导致误触发。温度保护器件看到过温控继电器，但是体积太大也没有考虑。  发表于 2019-1-2 11:42
gx_huang
@pleee ：如果软件连这个都不能保证，也太菜了，软件该面壁思过了。即使你加个单稳态的输出电路，单个脉冲触发，每次输出肯定不会超过3S，问题是，假如软件每3秒触发一次，一样烧电控锁的。硬件想避免，只能要求电控锁适合长期通电不烧坏，或者电控锁加温度保护。  发表于 2019-1-2 10:42
pleee
没办法，现在软件说没办法保证进程异常的问题，结果回过头来还是要硬件添加保护电路。我最担心的就是加进去的硬件保护电路出现偶尔的异常，那样问题就大了  发表于 2019-1-2 09:54
pleee
没办法，现在软件说没办法保证进程异常的问题，结果回过头来还是要硬件添加保护电路。我最担心的就是加进去的硬件保护电路出现偶尔的异常，那样问题就大了  发表于 2019-1-2 09:54
pleee
电控锁的规格书上明确说了不能超过3秒，当时我们调试的时候发现机器异常，然后就闻到焦味了。应该是时间很长，肯定超过3秒了。  发表于 2019-1-2 09:37
山东电子小菜鸟 发表于 2019-1-1 19:42 | 显示全部楼层
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xch 发表于 2019-1-2 09:35 | 显示全部楼层
好奇怪的C14。

你这mcu上电时默认输出高电平？如果这样，你得弄个倒相而不是加个电容。
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pleee
单片机启动的一瞬间，IO上电会先于内核启动，这时候会有一个瞬间的高电平，应该是每个IO口都是这样的。  发表于 2019-1-2 15:32
xch
@pleee ：哪个脚？是不是用错脚  发表于 2019-1-2 12:33
pleee
mcu是STMf4系列，上电默认低电平，但是单片机上电初的一瞬间，这个脚的电平是会先拉高一瞬间，虽然时间很短，但是电控锁就会有动作的声音。所以加了一个电容滤波，防止设备刚上电的时候电控锁误动作。  发表于 2019-1-2 09:57
xch
倒相方法：Q4-G 连接MCU电源，Q4-S连接MCU驱动。驱动程序做响应修改。R32阻值偏大，Q2关闭速度慢。听说它的工作电流很大，速度慢容易烧了。  发表于 2019-1-2 09:40
lfc315 发表于 2019-1-2 11:42 | 显示全部楼层
弄2个MCU哇，互相监控，有异常杀死对方
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pleee
这的确是个方法，但是有点浪费资源。  发表于 2019-1-2 13:38
lfc315 发表于 2019-1-2 11:45 | 显示全部楼层
如果我自己做，在线圈串个合适的自恢复保险
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pleee
自恢复的参数不是很稳定，而且电控锁本身参数就不固定，我买的这种电控锁，线圈内阻大小还是有一定差距的，规格书上写的电流范围也是3-5A，所以不怎么好选择保险丝。  发表于 2019-1-2 13:40
yueguang3048 发表于 2019-1-2 13:45 | 显示全部楼层
个人鄙见：
1.我猜测这种电子锁是那种超市门口存物品的弹射锁吧？？？3S应该不会坏，之前做过一个，长时间（我接通了5S）闭合发烫的很。其实这种锁只要一个小于500ms(这个时间自己测，不同的锁开关不一样)的脉冲，让管子导通瞬间即可。（上一下你这锁子的datasheet）
2.C14是为了缓慢打开N-MOS吧，这样会有延时存在（看个人需求是否可以满足），可以考虑再加大一下这个电容。否则完全没必要放这货吧。
3.最致命的一点：既然MCU上电默认是高电平或者说上电瞬间存在一个短暂的高电平，为何不设计低电平使能呢？？？为何要在这里死磕，非要磕个头破血流，脑浆四射？？？
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pleee
再解释一下，我这里的情况是：本身软件设定导通电磁锁1秒，但是调试的时候因为其他外围器件工作异常导致单片机进程出现问题，导致电磁锁导通时间超过3秒（估计十几秒）烧毁。只是寻求一个可靠保护的定时断路保护电路。至于这边的MOS管开关电路，因为不存在频率要求，因此是一个极度简单的控制电路，每个人有每个人不同的用法，只要能达到要求，随便怎么玩都可...  发表于 2019-1-2 15:23
pleee
@yueguang3048 ：争取短时间导通，现在软件那边是导通1秒 规格书上说0.5-3秒。我也不会傻到一定要导通3秒。只是为了可靠导通，设定了一秒而已。这个没有什么问题  发表于 2019-1-2 15:13
pleee
@yueguang3048 ：不是说浪费电路资源浪费不起，但是仅仅在于更换低电平驱动这个点上，我并不赞同你的观点，可以用一个电容解决的东西，没必要浪费去多加几个额外的电子器件。而且你说的延时等影响，在我这个电路上也根本没有讨论意义  发表于 2019-1-2 15:11
yueguang3048
@pleee ：如果你担心所谓的”浪费电路资源“，那R36、C14就真没必要加了。既然软件进程异常，那就分析一下软件异常。一个项目要么增加硬件成本，要么增加软件成本。既然要增加保护电路，难道就加不起一个小小的三极管？？？兄Dei  发表于 2019-1-2 15:01
yueguang3048
@pleee ：首先搞明白目的是开关锁，不是加热锁。只要满足打开条件，取可靠触发最短的时间。时间短，功率消耗也会低。  发表于 2019-1-2 14:55
pleee
2、加c14并不会对打开速度造成多大的影响（或者说这里对开关速度的要求并不严格），电容的大小也足够了（0.1UF其实就够了）。你说换成低电平使能，那样如果直接驱动的话那要换成PMOS,而换成PMOS的话需要栅极高电平达到12V以上，单片机无法直接拉到这种电平，这就要又要加一个三极管来，这样难道不是浪费电路资源吗。。。  发表于 2019-1-2 14:21
pleee
1、锁的导通时间规格书上0.5-3秒，虽然3秒4秒不会损坏锁，但是正常用的时候也不放心通电那么长时间。调试的时候发现通电是超过很长时间（估计10秒），单片机进程异常导致的。  发表于 2019-1-2 14:18
chunyang 发表于 2019-1-2 13:52 | 显示全部楼层
先仔细看锁线圈的规格书，严格按参数设计，先电流控制，再考虑好时序设计。
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chunyang
@pleee ：如果锁的操作说明文件中明确说了通电不能超过3秒，那么才考虑时间限制，最可靠的方法是单稳态电路。  发表于 2019-1-3 15:33
pleee
大型的电控锁电流参数都差距比较大，我买的同样的两个锁，一个电流4.2A，一个电流3.5A。设备有保险丝和开关电源保护。严格按照规格书的话必须要控制导通时间不超过三秒。现在软件那边说保证不了软件进程出现异常，所以保护电路我不得不加上去。  发表于 2019-1-2 14:26
gx_huang 发表于 2019-1-2 16:06 | 显示全部楼层
还是这个观点，硬件是可以加时间限制，但是时间限制不保险的，还是把NTC内置到电控锁线圈附近加温度保护比较合理。
如果软件连这个输出时间都无法保证，这个软件显然不是可靠的，谁敢买你们的锁？
买了你们的锁，好了，线圈烧坏了，无法电控开锁了，咋办？
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lfc315 发表于 2019-1-2 16:27 | 显示全部楼层
uS级都能控制，何来几秒级别的控制都无法保证，这软件也太菜了吧？
怕死机就硬件加个狗
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pleee
貌似不是死机，是操作系统进程出现异常，外部有看门狗，但是喂狗操作正常，没有导致单片机复位。  发表于 2019-1-2 16:55
cjseng 发表于 2019-1-2 16:38 | 显示全部楼层
加个单稳态电路吧，软件的事不好说，程序跑飞了呢？欠压复位了呢？晶振停振了呢？
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cjseng
@pleee ：用传统的555搭一个就是了  发表于 2019-1-3 21:48
pleee
一开始想着D触发器+rc的单稳态电路，有空试试看，但是怕干扰。有没有好一点的单稳态电路推荐呢  发表于 2019-1-2 16:56
xch 发表于 2019-1-2 18:26 | 显示全部楼层


这是ST手册写的GPIO 复位时和复位后。一般都是高阻抗状态。除非你用了仿真器接口和复位引脚复位时才输出高电平。
你再检查设计

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xch
@pleee ：那就改成负逻辑驱动。  发表于 2019-1-3 09:59
pleee
复位和第一次上电不是一样的，其实你可以做个试验。你把单片机io口去控制一个三极管然后控制小型继电器。你测一下上电的时候继电器有没有发出声响就知道了。我用st的单片机很久了，经常遇到上电误动的，特别是在驱动继电器之类的设备的时候，因为这类设备响应速度极快，而且会有声响。更简单的测试方法，就是用示波器抓一次你就知道了  发表于 2019-1-3 09:35
tianxj01 发表于 2019-1-4 09:09 | 显示全部楼层
完全不必要硬件开销，哪怕担心单片机因为程序问题锁死，从而改变实际IO端口驱动时间，那么我们完全可以考虑通过定时器硬件来驱动，或者PWM单次模式，由于完成动作纯硬件，因此哪怕锁死，硬件照样严格执行你的定时要求，或者中断来执行，一般锁死，中断是可以得到正确执行的。
硬件上，其实很简单，把R36换成105贴片，把R38换成105电阻，把C14换成反向二极管，就直接组成一个微分线路，不管你lock pow 驱动多长时间，mos管只能导通1S左右，这样修改，缺点是关断沿比较缓慢，但是只是驱动一个锁芯，就不是问题了，说不定由于缓慢的关断沿，实现基本过零关断，连D17都可以不用了。
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