混合繼電器中電子開關保護模塊的製作方法
2023-05-17 17:58:31 2
混合繼電器中電子開關保護模塊的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種混合繼電器中電子開關保護模塊，其混合繼電器的機械開關的線圈、上電延時斷電電路的輸入端、以及電流檢測與判斷輸出電路的輸入端並聯在輸入門限電路的輸出端上，由輸入門限電路實現同時上電；上電延時斷電電路的輸出端和電流檢測與判斷輸出電路的輸出端連接混合繼電器的電子開關的輸入端，共同為電子開關供電；混合繼電器的電子開關的一輸出端與混合繼電器的機械開關的一觸點直接相連後輸出，混合繼電器的電子開關的另一輸出端與混合繼電器的機械開關的另一觸點經電流檢測與判斷輸出電路後相連輸出。本發明能夠防止電子開關燒毀，並能針對不同工作狀態對電子開關起到保護作用。
【專利說明】混合繼電器中電子開關保護模塊
【技術領域】
[0001]本發明涉及混合繼電器【技術領域】，具體涉及一種混合繼電器中電子開關保護模塊。
【背景技術】
[0002]混合繼電器利用電子開關消減電弧的方式為:上電後，電子開關先導通，機械開關後閉合；掉電後，機械開關先釋放，電子開關後關斷。當前混合繼電器主要採用兩種電子開關工作的方式:方式I是讓電子開關一直處於導通狀態；方式2是讓電子開關在上電和掉電過程中各實現一次接通與關斷，將機械開關閉合和釋放過程涵蓋在電子開關的接通狀態中。這兩種方式存在以下不足之處:
[0003]方式1:若混合繼電器上電後，機械開關因動作卡死未能閉合，電子開關則一直承受大電流負荷，必定會造成電子開關燒毀；
[0004]方式2:對電子開關接通時間的控制要求非常精確穩定，若控制不好或機械開關動作和釋放時間發生變化，都極易導致機械開關損壞。
[0005]為防止電子開關燒毀，設計一個針對不同工作狀態下對電子開關起到保護作用的模塊。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是提供一種混合繼電器中電子開關保護模塊，其能夠防止電子開關燒毀，並能針對不同工作狀態對電子開關起到保護作用。
[0007]為解決上述問題，本發明是通過以下技術方案實現的:
[0008]一種混合繼電器中電子開關保護模塊，主要由輸入門限電路、上電延時斷電電路、以及電流檢測與判斷輸出電路組成；混合繼電器的機械開關的線圈、上電延時斷電電路的輸入端、以及電流檢測與判斷輸出電路的輸入端並聯在輸入門限電路的輸出端上，由輸入門限電路實現同時上電；上電延時斷電電路的輸出端和電流檢測與判斷輸出電路的輸出端連接混合繼電器的電子開關的輸入端，共同為電子開關供電；混合繼電器的電子開關的一輸出端與混合繼電器的機械開關的一觸點直接相連後輸出，混合繼電器的電子開關的另一輸出端與混合繼電器的機械開關的另一觸點經電流檢測與判斷輸出電路後相連輸出。電流檢測與判斷輸出電路對電子開關或機械開關的輸出電流進行檢測，並根據電流的大小輸出相應的電壓值，將此電壓值與判斷輸出電路的電壓基準進行比較，從而判斷輸出電流的狀態，再根據判斷結果輸出電壓，驅動電子開關工作，或不工作。
[0009]上述方案中，所述上電延時斷電電路包括電阻Rl?R4，二極體Vl和V2，穩壓管V3，三極體V4，以及電容Cl ;輸入門限電路輸出端的正極接二極體Vl正極，二極體Vl的負極、電阻Rl的一端、電阻R2的一端、二極體V2的負極和三極體V4的發射極相連接；電阻Rl的另一端與電容Cl的負極相連後，分別連接在輸入門限電路輸出端的負極與電子開關輸入端的負極上；電阻R2的另一端、電阻R3的一端、電容Cl的正極和二極體V2的正極相連接；電阻R3的另一端接穩壓管V3的正極，穩壓管V3的負極接三極體V4的基極，三極體V4的集電極接經電阻R4連接電子開關輸入端的正極。
[0010]上述方案中，所述電流檢測與判斷輸出電路為以下兩種之一:
[0011]一種電流檢測與判斷輸出電路包括電阻R5?Rl I，二極體V5和V7，穩壓管V6，三極體V8，電容C2和C3，比較器K，以及電流傳感器B ;輸入門限電路輸出端的正極接二極體V5正極，二極體V5的負極經電阻R5後同時連接電阻R6的一端、電阻R7的一端、電阻R8的一端、電容C2的正極、穩壓管V6的負極、電流傳感器B的電源正極BI端和比較器K的電源正極K8端；電阻R6的另一端連接電流傳感器B的輸出端B3和比較器K的K2、K5端；電阻R7的另一端與電阻R9的一端連接比較器K的Κ6端；電阻R8的另一端與電阻RlO的一端連接比較器K的Κ3端；比較器K的Kl端與三極體V8的集電極連接；比較器K的Κ7端與二極體V7的正極連接，二極體V7的負極經電阻Rll後與三極體V8的基極連接；三極體V8的發射極與電容C3的正極共同連接電子開關輸入端的正極；電容C2的負極、穩壓管V6的正極、電阻R9的另一端、電阻RlO的另一端、電流傳感器B的電源負極Β2端、電容C3的負極和比較器K的電源負極Κ4端相連後，分別連接輸入門限電路輸出端的負極和電子開關輸入端的負極；電子開關的輸出端正極與機械開關的一個輸出端連接作為混合繼電器輸出端的正極；電子開關的輸出端負極連接電流傳感器B的Β4端，電流傳感器B的Β5端與機械開關的另一個輸出端連接組成混合繼電器輸出端的負極。
[0012]另一種電流檢測與判斷輸出電路包括電阻R5?R9，二極體V5，穩壓管V6，電容C2和C3，比較器K，以及電流傳感器B ;輸入門限電路輸出端的正極接二極體V5正極，二極體V5的負極經電阻R5後分別連接電阻R6的一端、電阻R7的一端、電容C2的正極、穩壓管V6的負極、電流傳感器B的電源正極BI端和比較器K的電源正極Κ5端；電阻R6的另一端連接電流傳感器B的輸出端Β3和比較器K的Kl端；電阻R7的另一端與電阻R8的一端共同連接至比較器K的Κ3端；電阻R8的另一端與電容C2的負極、穩壓管V6的正極、電流傳感器的電源負極Β2端、電容C3的負極、以及比較器K的電源負極Κ2端相連後，分別連接輸入門限電路輸出端的負極和電子開關輸入端的負極；比較器K的Κ4端與電阻R9的一端連接電容C3的正極；電阻R9的另一端連接電子開關輸入端的正極；電子開關的輸出端的正極與機械開關的一個輸出端連接作為混合繼電器輸出端的正極；機械開關的另一個輸出端連接電流傳感器B的Β4端，電流傳感器的Β5端與電子開關輸出端的負極連接作為混合繼電器輸出端的負極。
[0013]上述方案中，混合繼電器的機械開關採用電磁繼電器，混合繼電器的電子開關採用通用固體繼電器。
[0014]與現有技術相比，本發明具有如下優點:
[0015]1、輸入門限電路為機械開關和電子開關同時供電，保證電子開關先導通；
[0016]2、繼電器關斷時，機械開關釋放後，才停止對電子開關供電，保證電子開關後關斷；
[0017]3、若機械開關不閉合或不釋放，電子開關都只獨自承擔一定時間的大電流就關斷，不會對電子開關造成損壞。
【專利附圖】
【附圖說明】[0018]圖la)為一種檢測電子開關輸出電流的保護模塊的混合繼電器電路原路框圖；
[0019]圖1b)為圖1a)中上電延時斷電電路的電路圖；
[0020]圖1c)為圖1a)中電流檢測與判斷輸出電路的電路圖；
[0021]圖2a)為一種檢測機械開關輸出電流的保護模塊的混合繼電器電路原路框圖；
[0022]圖2b)為圖2a)中電流檢測與判斷輸出電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0023]實施例1:
[0024]本發明所設計的一種檢測電子開關輸出電流的保護模塊的混合繼電器電路框圖如圖1a)所示。其中混合繼電器的機械開關採用電磁繼電器，混合繼電器的電子開關採用通用固體繼電器。檢測電子開關輸出電流的保護模塊，包含輸入門限電路、上電延時斷電電路、電流檢測與判斷輸出電路。上電延時斷電電路、電流檢測與判斷輸出電路、電子開關的輸入採用供負連接方法；上電延時斷電電路、電流檢測與判斷輸出電路的正極相連，由輸入門限電路驅動；電流檢測與判斷輸出電路檢測電子開關的輸出電流，並輸出驅動電壓；上電延時斷電電路、電流檢測與判斷輸出電路的輸出電壓，驅動電子開關工作。
[0025]本發明設計的上電延時斷電電路由RC充電電路形成延時，由三級管和穩壓管組成的門限電路形成穩定的電壓輸出，為電子開關部分供電，延時時間到後輸出低，停止供電。通過調節電阻R2和電容Cl，進行延時時間的調整。
[0026]本實施例上電延時斷電電路電路圖如圖1b)所示，包括電阻Rl?R4，二極體Vl和V2，穩壓管V3，三極體V4，電容Cl。輸入門限電路輸出的正極接二極體Vl正極，二極體Vl的負極與電阻Rl連接二極體V2的負極和三極體V4的發射極，電子Rl的另一端與電容Cl的負極連接在輸入門限電路與電子開關輸入的負極上，電阻R2的另一端與電阻R3接電容Cl的正極和二極體V2的正極，電阻R3的另一端接穩壓管V3的正極，穩壓管V3的負極接三極體V4的基極，三極體V4的集電極接電阻R4，電阻R4的另一端接電子開關輸入端的正極。
[0027]本發明設計的電流檢測與判斷輸出電路包括RC快速充電電路，其作用是當電源斷電後，為電流檢測和判斷輸出部分電路充當電源。電流檢測部分由電流傳感器B對電子開關的輸出電流進行檢測並根據電流的大小，輸出相應的電壓值。判斷輸出部分由比較器K和比較基準組成，根據傳感器輸出電壓值的大小，判斷電子開關的工作狀態，若處於正常工作狀態，則輸出高，為電子開關繼續供電；若處於「零」電流或獨自承擔大電流狀態，則輸出低，使電子開關關斷。
[0028]本實施例電流檢測與判斷輸出電路電路圖如圖1c)所示，包括電阻R5?Rll，二極體V5和V7，穩壓管V6，三極體V8，電容C2和C3，比較器K，電流傳感器B。輸入門限電路輸出的正極接二極體V5正極，二極體V5的負極與電阻R5連接，電阻R5的另一端與電阻R6、電阻R7、電阻R8連接電容C2的正極、穩壓管V6的負極、電流傳感器B的電源正端BI和比較器K的電源正端K8，電阻R6的另一端連接電流傳感器B的輸出端B3和比較器K的K2、K5埠，電阻R7的另一端與電阻R9連接比較器K的K6埠，電阻R8的另一端與電阻RlO連接比較器K的K3埠，比較器K的Kl埠與三極體V8的集電極連接，比較器K的K7埠與二極體V7的正極連接，二極體V7的負極連接電阻Rll，電阻Rll的另一端與三極體V8的基極連接，三極體的發射極與電容C3的正極連接電子開關輸入正極，電容C2的負極、穩壓管V6的正極、電阻R9的另一端、電阻RlO的另一端、電流傳感器B的電源負端B2、電容C3的負端和比較器K的電源負端K4與輸入門限電路輸出的負極、電子開關輸入負極連接，電子開關的輸出正端與機械開關的一個輸出端連接作為混合輸出的正端，電子開關的輸出負端連接電流傳感器B的B4端，電流傳感器B的B5端與機械開關的另一個輸出端連接組成混合輸出的負極。
[0029]實施例2
[0030]本發明設計的檢測機械開關輸出電流的保護模塊的混合繼電器電路原路框圖如圖2a)所示。其中混合繼電器的機械開關採用電磁繼電器，混合繼電器的電子開關採用通用固體繼電器。檢測機械開關輸出電流的保護模塊，包含輸入門限電路、上電延時斷電電路、電流檢測與判斷輸出電路。上電延時斷電電路、電流檢測與判斷輸出電路、電子開關的輸入採用供負連接方法；上電延時斷電電路、電流檢測與判斷輸出電路的正極相連，由輸入門限電路驅動；電流檢測與判斷輸出電路檢測機械開關的輸出電流，並輸出驅動電壓；上電延時斷電電路、電流檢測與判斷輸出電路的輸出電壓，驅動電子開關工作。
[0031]本發明設計的上電延時斷電電路由RC充電電路形成延時，由三級管和穩壓管組成的門限電路形成穩定的電壓輸出，為電子開關部分供電，延時時間到後輸出低，停止供電。通過調節電阻R2和電容Cl，進行延時時間的調整。
[0032]本實施例上電延時斷電電路與實施例1相同，電路圖如圖1b)所示。
[0033]本發明設計的電流檢測與判斷輸出電路包括RC快速充電電路，其作用是當電源斷電後，為電流檢測和判斷輸出部分電路充當電源。電流檢測部分由電流傳感器B對機械開關的輸出電流進行檢測並根據電流的大小，輸出相應的電壓值。判斷輸出部分由比較器K和比較基準組成，根據傳感器輸出電壓值的大小，判斷電子開關的工作狀態，若處於正常工作狀態，則輸出高，為電子開關繼續供電；若處於「零」電流或獨自承擔大電流狀態，則輸出低，使電子開關關斷。
[0034]本實施例電流檢測與判斷輸出電路電路圖如圖2b)所示，包括電阻R5?R9，二極體V5，穩壓管V6，電容C2和C3，比較器K，電流傳感器B。輸入門限電路輸出的正極接二極體V5正極，二極體V5的負極與電阻R5連接，電阻R5的另一端與電阻R6、電阻R7連接電容C2的正極、穩壓管V6的負極、電流傳感器B的電源正端BI和比較器K的電源正端K5，電阻R6的另一端連接電流傳感器B的輸出端B3和比較器K的Kl埠，電阻R7的另一端與電阻R8連接比較器K的K3埠，電阻R8的另一端與電容C2的負端、穩壓管V6的正端、電流傳感器B的電源負端B2、電容C3的負端和比較器K的電源負端K2與輸入門限電路輸出的負極、電子開關輸入負極連接，比較器K的K4埠與電阻R9連接電容C3的正極，電阻R9的另一端連接電子開關輸入正端，電子開關的輸出正端與機械開關的一個輸出端連接作為混合輸出的正端，機械開關的另一個輸出端與電流傳感器B的B4端，電流傳感器B的B5端與電子開關的輸出負端連接作為混合輸出的負端。
【權利要求】
1.混合繼電器中電子開關保護模塊，其特徵在於:主要由輸入門限電路、上電延時斷電電路、以及電流檢測與判斷輸出電路組成；混合繼電器的機械開關的線圈、上電延時斷電電路的輸入端、以及電流檢測與判斷輸出電路的輸入端並聯在輸入門限電路的輸出端上；上電延時斷電電路的輸出端和電流檢測與判斷輸出電路的輸出端連接混合繼電器的電子開關的輸入端；混合繼電器的電子開關的一輸出端與混合繼電器的機械開關的一觸點直接相連後輸出，混合繼電器的電子開關的另一輸出端與混合繼電器的機械開關的另一觸點經電流檢測與判斷輸出電路後相連輸出。
2.根據權利要求1所述的混合繼電器中電子開關保護模塊，其特徵在於: 上電延時斷電電路包括電阻Rl~R4，二極體Vl和V2，穩壓管V3，三極體V4，以及電容Cl ;輸入門限電路輸出端的正極接二極體Vl正極，二極體Vl的負極、電阻Rl的一端、電阻R2的一端、二極體V2的負極和三極體V4的發射極相連接；電阻Rl的另一端與電容Cl的負極相連後，分別連接在輸入門限電路輸出端的負極與電子開關輸入端的負極上；電阻R2的另一端、電阻R3的一端、電容Cl的正極和二極體V2的正極相連接；電阻R3的另一端接穩壓管V3的正極，穩壓管V3的負極接三極體V4的基極，三極體V4的集電極接經電阻R4連接電子開關輸入端的正極。
3.根據權利要求1或2所述的混合繼電器中電子開關保護模塊，其特徵在於: 電流檢測與判斷輸出電路包括電阻R5~Rl I，二極體V5和V7，穩壓管V6，三極體V8，電容C2和C3，比較器K，以及電流傳感器B ;輸入門限電路輸出端的正極接二極體V5正極，二極體V5的負極經電阻R5後同時連接電阻R6的一端、電阻R7的一端、電阻R8的一端、電容C2的正極、穩壓管V6的負極、電流傳感器B的電源正極BI端和比較器K的電源正極K8端；電阻R6的另一端連接電流傳感器B的輸出端B3和比較器K的K2、K5端；電阻R7的另一端與電阻R9的一端連接比較器K的Κ6端；電阻R8的另一端與電阻RlO的一端連接比較器K的Κ3端；比較器K的Kl端與三極體V8的集電極連接；比較器K的Κ7端與二極體V7的正極連接，二極體V7的負極經電阻Rll後與三極體V8的基極連接；三極體V8的發射極與電容C3的正極共同連接電子開關輸入端的正極；電容C2的負極、穩壓管V6的正極、電阻R9的另一端、電阻RlO的另一端、電流傳感器B的電源負極Β2端、電容C3的負極和比較器K的電源負極Κ4端相連後， 分別連接輸入門限電路輸出端的負極和電子開關輸入端的負極；電子開關的輸出端正極與機械開關的一個輸出端連接作為混合繼電器輸出端的正極；電子開關的輸出端負極連接電流傳感器B的Β4端，電流傳感器B的Β5端與機械開關的另一個輸出端連接組成混合繼電器輸出端的負極。
4.根據權利要求1或2所述的混合繼電器中電子開關保護模塊，其特徵在於: 電流檢測與判斷輸出電路包括電阻R5~R9，二極體V5，穩壓管V6，電容C2和C3，比較器K，以及電流傳感器B ;輸入門限電路輸出端的正極接二極體V5正極，二極體V5的負極經電阻R5後分別連接電阻R6的一端、電阻R7的一端、電容C2的正極、穩壓管V6的負極、電流傳感器B的電源正極BI端和比較器K的電源正極Κ5端；電阻R6的另一端連接電流傳感器B的輸出端Β3和比較器K的Kl端；電阻R7的另一端與電阻R8的一端共同連接至比較器K的Κ3端；電阻R8的另一端與電容C2的負極、穩壓管V6的正極、電流傳感器的電源負極Β2端、電容C3的負極、以及比較器K的電源負極Κ2端相連後，分別連接輸入門限電路輸出端的負極和電子開關輸入端的負極；比較器K的Κ4端與電阻R9的一端連接電容C3的正極；電阻R9的另一端連接電子開關輸入端的正極；電子開關的輸出端的正極與機械開關的一個輸出端連接作為混合繼電器輸出端的正極；機械開關的另一個輸出端連接電流傳感器B的B4端，電流傳感器的B5端與電子開關輸出端的負極連接作為混合繼電器輸出端的負極。
5.根據權利要求1所述的混合繼電器中電子開關保護模塊，其特徵在於:混合繼電器的機械開關採用電磁繼電器，混合繼電`器的電子開關採用通用固體繼電器。
【文檔編號】H03K17/08GK103647533SQ201310646173
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月3日 優先權日:2013年12月3日
【發明者】海翔, 任海峰, 吳林, 王立忠, 崔黎, 蔣端林, 郭竟 申請人:桂林航天電子有限公司