CN101059548A - 一种电磁线圈的断线检测电路 - Google Patents
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Abstract
一种电磁线圈的断线检测电路，特别是直流工作的电磁线圈的断线检测电路。包括工作电源U1，控制装置，所述电磁线圈的断线检测电路还包括二极管D1～D4、检测电源U2、作为信号输出装置的光耦G1，电磁线圈L的一端分别接二极管D1、D2的阴极和控制装置的一端，电磁线圈L的另一端接光耦G1的第一输入端和二极管D1的阳极，光耦G1的第二输入端接工作电源U1和检测电源U2的负极，工作电源U1的正极接控制装置的另一端，检测电源U2的正极接二极管D2的阳极，二极管D3和D4串联后，二极管D3的阳极接光耦G1的第一输入端，二极管D4的阴极接光耦G1的第二输入端。优点：功耗小、可靠性高、适应性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种电磁线圈的断线检测电路，特别是直流工作的电磁线圈的断线检测电路。
背景技术
随着断路器技术的发展，通信型的断路器日见频繁，其除了传统断路器的功能外，还具有可通信化的特点，通过断路器的通信功能互联成区域网，实现联网通信、集中监控，对多种电网参数和运行参数进行监测，为了能够快速排除故障，首先要保证断路器本身的可靠性，因此对断路器自身的故障检测尤为重要。通常断路器内部设置一些附件，控制断路器的分合闸。分励脱扣器是一种远距离操纵分闸的附件。当电源电压等于额定控制电源电压的70％-110％之间的任一电压时，就能可靠分断断路器。欠电压脱扣器是在它的端电压降至某一规定范围时，使断路器有延时或无延时断开的一种脱扣器。因此，当受保护电路中电源电压发生一定的电压降时，能自动断开断路器切断电源，使该断路器连接的负载电器或电气设备免受欠电压的损坏。使用时，欠电压脱扣器线圈接在断路器电源侧，欠电压脱扣器通电后，断路器才能合闸，否则断路器合不上闸。合闸电磁铁中，电磁铁线圈激励后，电磁铁闭合使储能弹簧释放，断路器合闸。上述附件一般均采用电磁线圈，由于其工作电压一般均为市电，电压较高，为保证功耗，线圈的匝数较多，线径较细，在长期使用过程中，由于热膨胀、振动等原因，难免会使线圈内部断线。因此，需对上述附件装置的电磁线圈进行断线检测，从而提供一个信号给其它电路作为对电磁线圈是否断线的判断依据，以便能及时判断断路器的自身故障所在，及时排除，恢复断路器正常工作状态。
中国专利CN2481031Y公开了一种“多功能断电报警器”，采用继电器线圈构成断电检测回路，以干电池E、报警芯片IC、继电器J的常闭触点j构成报警电路。进行断电检测时，开关K1接2脚，报警开关K2闭合，继电器J线圈得电，其常闭触点j打开，报警电路投入戒备状态。一旦发生断电，继电器J失电，其常闭触点j转而接通，报警电路随即发出讯响。本实用新型的多功能断电报警器针对电网内发生的盗线情况。
目前，对线圈进行断线检测与上述装置雷同，也采用串联继电器来实现，如图1。电磁线圈L与一个内阻远大于自己的继电器J串联，控制开关3并联于继电器J两端，工作电源U1施加于电磁线圈L与继电器J的串联体上，打开控制开关3，电磁线圈L与继电器J串联通电，由于继电器J内阻远大于电磁线圈L内阻，则工作电源U1绝大部分施加于继电器J上，使继电器J吸合，其常开触点闭合，输出“通”信号，表示电磁线圈L未断线，由于继电器J内阻很大，电流很小，不能使电磁线圈L正常工作。当电磁线圈L断线时，电磁线圈L内阻∞，电流为0，继电器J不能吸合，其常开触点保持常开状态，输出“断”信号，表示电磁线圈L断线。接通控制开关3，工作电源U1施加于电磁线圈L两端，继电器J失电不吸合，电磁线圈L正常工作。也就是说串联继电器J后不影响电磁线圈L正常工作。上述电磁线圈的断线检测电路存在下列缺点：继电器J与电磁线圈L串联后接工作电源U1，若电磁线圈L工作需很大工作电源U1时，继电器J的工作电压也很大，导致功耗大，体积大；当需使电磁线圈L正常工作而通其工作电源U1时，继电器J将失电，此时则不能正常输出电磁线圈L是否断线的信号，可靠性低；继电器J的内阻必需远小于电磁线圈L的内阻，对电磁线圈L的适应性差。
发明内容
本发明的目的是提供一种低功耗、高可靠性、高适应性的电磁线圈断线检测电路。
本发明的目的是这样来实现的，一种电磁线圈的断线检测电路，包括工作电源U1，控制装置3，其特征在于：所述电磁线圈的断线检测电路还包括二极管D1～D4、检测电源U2、作为信号输出装置的光耦G1，电磁线圈L的一端分别接二极管D1、D2的阴极和控制装置3的一端，电磁线圈L的另一端接光耦G1的第一输入端和二极管D1的阳极，光耦G1的第二输入端接工作电源U1和检测电源U2的负极，工作电源U1的正极接控制装置3的另一端，检测电源U2的正极接二极管D2的阳极，二极管D3和D4串联后，二极管D3的阳极接光耦G1的第一输入端，二极管D4的阴极接光耦G1的第二输入端。
本发明所述控制装置3为按钮SB1或三极管VT1。
本发明所述的按钮SB1的一端接电磁线圈L的一端和二极管D1、D2的阴极，另一端接工作电源U1的正极。
本发明所述的三极管VT1的集电极接工作电源U1的正极，三极管VT1的发射极接电磁线圈L的一端，三极管VT1的基极用于接收触发控制信号。
本发明的电磁线圈的断线检测电路中，光耦G1为低电压工作的元器件，所以检测电源U2可采用低电压，与传统的断线检测电路只能通过电磁线圈L的工作电源U1作为检测电源进行检测相比，检测电路工作电流小，因此大大降低了功耗；电磁线圈L加工作电源U1，通过控制装置3触发后进入正常工作状态，光耦G1能输出电磁线圈L是否断线的信号，当电磁线圈L不工作时，通过加检测电源U2仍能输出电磁线圈L是否断线的信号，故，不管电磁线圈L是否处于工作状态，均能通过光耦G1输出电磁线圈L是否断线的信号，因此相较于传统的断线检测电路提高了可靠性；由于光耦G1工作于小电流状态，当电磁线圈L的内阻不同时，电流I2不同，只需调整检测电源U2使得电流I2足够驱动光耦G1工作就可实现电磁线圈L的断线检测，相比于传统的断线检测电路必须采用内阻远小于电磁线圈内阻的继电器作为信号输出，本发明的电路对待检测的电磁线圈L的内阻大小无要求，故，能适应多种电磁线圈，适应性高。
附图说明
图1为现有的电磁线圈断线检测电路。
图2为本发明的电磁线圈断线检测电路。
图3为本发明一实施例的电原理图。
图4为本发明另一实施例的电原理图。
具体实施方式
图3为本发明的一实施例。控制装置3采用按钮SB1，按钮SB1的一端接电磁线圈L的一端和二极管D1、D2的阴极，另一端接工作电源U1的正极。工作电源U1为高电压电源，能驱动电磁线圈L工作，使电磁系统吸合。检测电源U2为低电压，仅能驱动光耦G1导通而不能驱动电磁线圈L工作，二极管D1并联在电磁线圈L两端，为续流二极管。二极管D3、D4串联后，并联在光耦G1的两个输入端上，限制了光耦G1的输入端电压，保护光耦G1不会因为电流I1很大而烧坏。当然，本发明并不局限于二个二极管串联，为了保证光耦G1可靠导通，根据光耦G1输入端导通电压的大小可增加二极管串联的数量。光耦G1的两个输出端可与上位机检测电路相连接。
当按钮SB1断开时，电流I1为0，检测电源U2通过二极管D2、电磁线圈L、光耦G1形成通路，形成电流I2，使光耦G1输入端导通发光，输出端呈导通状态，表示输出电磁线圈L完好；若电磁线圈L断线，则不能形成上述回路，光耦G1输入端不发光，输出端呈截止状态。当按钮SB1闭合时工作电源U1通过电磁线圈L、光耦G1形成通路，形成电流I1，由于工作电源U1＞＞检测电源U2，二极管D2反偏截止，检测电源U2将不再提供电流，电流I2＝0，通过电流I1驱动光耦G1输入端导通发光，输出端呈导通状态，表示输出电磁线圈L完好；若电磁线圈L断线，则不能形成上述回路，光耦G1输出端为高阻状态，表示电磁线圈L断线。上位机根据光耦G1的输出端的状态对电磁线圈L是否断线进行判断，从而再控制其它电路进行相应的处理。
图4为本发明的另一实施例。控制装置3采用三极管VT1，三极管VT1的集电极接工作电源U1的正极，三极管VT1的发射极接电磁线圈L的一端，三极管VT1的基极用于接收触发控制信号。
当三极管VT1未加控制信号时为截止状态。电流I1为0，检测电源U2通过二极管D2、电磁线圈L、光耦G1形成电流通路，使光耦G1输入端导通发光，输出端呈导通状态，输出电磁线圈L呈完好状态。当三极管VT1加控制信号时导通，工作电源U1通过二极管D1、电磁线圈L、光耦G1、三极管VT1形成通路，形成电流I1，由于工作电源U1＞＞检测电源U2，所以二极管D2反偏截止，工作电源U2将不再提供电流，电流I2＝0，此时光耦G1仍输出导通信号，同样二极管D3、D4串联后可以限制光耦G1的输入端电压，保护光耦G1不会因为电流I1很大而烧坏。当电磁线圈L断线时，工作电源U1、检测电源U2均无法通过电磁线圈L形成通路，电流I1、I2为0，光耦G1输入端电流为0，输出端呈截止状态，输出电磁线圈L呈断线状态。无论三极管VT1在导通或截止状态，均能输出与电磁线圈L断电与否对应的光耦G1导通、截止信号，为其他电路提供电磁线圈断线检测的依据。
本发明的电磁线圈断线检测电路并不局限于对断路器附件的电磁线圈的断线检测，同样适用于直流电机，直流接触器，直流电磁铁等任何具有直流工作的电磁线圈的断线检测。
Claims (4)
1.一种电磁线圈的断线检测电路，包括工作电源(U1)，控制装置(3)，其特征在于：所述电磁线圈的断线检测电路还包括二极管(D1～D4)、检测电源(U2)、作为信号输出装置的光耦(G1)，电磁线圈(L)的一端分别接二极管(D1、D2)的阴极和控制装置(3)的一端，电磁线圈(L)的另一端接光耦(G1)的第一输入端和二极管(D1)的阳极，光耦(G1)的第二输入端接工作电源(U1)和检测电源(U2)的负极，工作电源(U1)的正极接控制装置(3)的另一端，检测电源(U2)的正极接二极管(D2)的阳极，二极管(D3)和(D4)串联后，二极管(D3)的阳极接光耦(G1)的第一输入端，二极管(D4)的阴极接光耦(G1)的第二输入端。
2、根据权利要求1所述的电磁线圈的断线检测电路，其特征在于所述控制装置(3)为按钮(SB1)或三极管(VT1)。
3、根据权利要求2所述的电磁线圈的断线检测电路，其特征在于所述的按钮(SB1)的一端接电磁线圈(L)的一端和二极管(D1、D2)的阴极，另一端接工作电源(U1)的正极。
4、根据权利要求2所述的电磁线圈的断线检测电路，其特征在于所述的三极管(VT1)的集电极接工作电源(U1)的正极，三极管(VT1)的发射极接电磁线圈(L)的一端，三极管(VT1)的基极用于接收触发控制信号。
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