CN104378091A - 一种固态继电器监测电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种固态继电器监测电路，在固态继电器的触发控制电路上，设两个并联电路，其第一并联电路设继电器K1的线圈；第二并联电路由正极至负极的方向设置电阻和电容器；与电容器并联设置一条电路，在该电路上串联设置继电器K1的常闭触头和继电器K2的线圈；监测电路设置击穿保护电路，在该电路上串联设置继电器K2的常开触头、各用电器继电器的常开触头、保护继电器的线圈；在接触器的控制电路上，设置串联连接的接触器的辅助常开触头及保护继电器的线圈。采用上述技术方案，将传统器件和SSR组合，实现对SSR在线监测和保护，在SSR器件在击穿失控后，能够有效的将电气回路可靠关断，避免事故的发生。

Description

一种固态继电器监测电路
技术领域
本发明属于工业电气设备的技术领域，涉及固态继电器的控制电路，更具体地说，本发明涉及一种固态继电器监测电路。
背景技术
固态继电器(英文名称为Solid State Relay，简称SSR)也称为无触点开关。它是用半导体器件代替传统有接点继电器、接触器，作为切换装置中具有继电器特性的无触点开关器件。该器件目前已广泛应用于计算机外围接口装置、电加热恒温系统、数控机械、工业自动化装置等设备中。另外，在化工、煤矿等需防爆、防潮、防腐蚀场合中都有大量使用。
虽然固态继电器具有无触点、无火花、无噪音以及控制功率小等许多传统器件无法比拟的优势，但其过压、过流能力差，对温度敏感等弊病却也不容忽视。特别是在大功率加热回路中应用时，一旦器件发生击穿或软击穿损坏时，整个电路将处于失控状态。加热元件在缺乏有效的保护时就会发生十分严重的后果。
例如在冶金铸造行业中，砂型制造设备配套的三乙胺发生器中就大量使用了固态继电器(SSR)。该设备中三乙胺液料加入反应罐内后要加热到60摄氏度左右。但如果加热失控，就会造成爆炸的危险。
发明内容
本发明提供一种固态继电器监测电路，其目的是避免固态继电器击穿造成的危险。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明的固态继电器监测电路，所述的固态继电器设置于工业电气设备的接触器和用电器之间的电路上；
在所述的固态继电器的触发控制电路上，设两个并联电路，即：从电源端开始，依次为：第一并联电路设继电器K1的线圈；第二并联电路由正极至负极的方向设置电阻和电容器；
与电容器并联设置一条电路，在该电路上串联设置继电器K1的常闭触头和继电器K2的线圈；
所述的监测电路设置击穿保护电路，在该电路上串联设置继电器K2的常开触头、各用电器继电器的常开触头、保护继电器的线圈；
在所述的接触器的控制电路上，设置串联连接的所述的接触器的辅助常开触头及保护继电器的线圈。
所述的各用电器继电器的常开触头并联设置。
所述的各用电器继电器的线圈分别各个所述的用电器并联连接。
所述的用电器为电加热器。
在所述的固态继电器的触发控制电路的正极电路上，设置二极管，位于第一并联电路与第二并联电路之间，其导通方向为从正极指向所述的固态继电器。
在所述的固态继电器的触发控制电路的正极电路上，设置二极管，位于第二并联电路与固态继电器之间，其导通方向为从正极指向所述的固态继电器。
在所述的接触器的控制电路上，设置复位按钮；所述的复位按钮与接触器的辅助常开触头及保护继电器的线圈并联。
所述的接触器的控制电路为220V交流电路。
所述的固态继电器的触发控制电路为24V直流电路。
所述的击穿保护电路为24V直流电路。
本发明采用上述技术方案，将传统器件和SSR组合，实现对SSR在线监测和保护，在SSR器件在击穿失控后，能够有效的将电气回路可靠关断，避免事故的发生。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明的主电路示意图；
图2为接触器复位及关断控制电路示意图；
图3为SSR控制电路示意图；
图4为击穿保护电路示意图。
图中标记为：
1、固态继电器，2、接触器，3、用电器，4、继电器K1，5、电阻，6、电容器，7、继电器K2，8、用电器继电器(K3)，9、用电器继电器(K4)，10、用电器继电器(K5)，11、保护继电器，12、复位按钮，13、二极管，14、二极管，15、熔断器。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1至图4所示的电路，是本发明固态继电器监测电路，所述的固态继电器1(SSR)设置于工业电气设备的接触器2和用电器3之间的电路上，通过触发信号，使主电路导通或判断。在SSR上端加装接触器2(KM)，用来在SSR击穿时可靠关断加热主回路。
如图1所示，在主电路上，还设有熔断器15，实现短路保护。所述的熔断器15是一种快速熔断器。
为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现避免固态继电器击穿造成的危险的发明目的，本发明采取的技术方案为：
如图1至图4所示，本发明的固态继电器监测电路，是在所述的固态继电器的触发控制电路上，设两个并联电路，即：从电源端开始，依次为：第一并联电路设继电器K1的线圈；第二并联电路由正极至负极的方向设置电阻5和电容器6；与电容器6并联设置一条电路，在该电路上串联设置继电器K1的常闭触头和继电器K2的线圈；所述的监测电路设置击穿保护电路，在该电路上串联设置继电器K2的常开触头、各用电器继电器(包括用电器继电器8、用电器继电器9、用电器继电器10互相并联连接，然后再串联连接)的常开触头、保护继电器11的线圈；在所述的接触器的控制电路上，设置复位按钮12；在所述的接触器的控制电路上，设置串联连接的所述的接触器2的辅助常开触头及保护继电器11的线圈。
所述继电器K1又称SSR关断感应继电器；继电器K2又称充电感应继电器。
本发明利用RC组成的延时放电回路与相关继电器组成的逻辑电路实现SSR的击穿检测以及保护功能。如图1-4所示，由继电器K3-K5作为电压检测与KA0以及K1/K2共同组成完整的检测保护电路，实现在线击穿检测和保护。
如图3所示，在正常状态下，每次当24VDC控制电压关断以后，SSR的输出就应当消失。继电器K1的线圈失电，其常闭触头闭合，电容器6(图中C)就会通过继电器K2放电，使其短暂的动作一次，完成在线检测功能。电容器6放电完毕，则检测结束。
电阻5的作用限制了电容器6的过大的充电电流。同时，在电容器6放电时，限制其对触发电路的影响。
此时，如果K3-K5有任意一个或多个保持吸合状态，就表明SSR击穿失控了。如果检测到SSR击穿失控了，此时，由继电器K2和继电器K3-K5组成的逻辑控制电路就驱动保护继电器11(图中KA0)和接触器2(图中KM)关断SSR的上级电源，避免加热回路持续工作而造成严重的爆炸事故。
SSR通过光电感应，实现光电隔离。
如图4所示，所述的各用电器继电器，包括用电器继电器8、用电器继电器9、用电器继电器10的常开触头并联设置。
即当用电器继电器8、用电器继电器9、用电器继电器10的任意一个常开触头闭合，都会使保护继电器11的线圈得电，进行保护动作。
如图1所示，所述的用电器继电器8、用电器继电器9、用电器继电器10的线圈与所述的用电器3并联连接。
用电器继电器8、用电器继电器9、用电器继电器10的线圈用以检测三个用电器的是否通电。如果在SSR关断后，仍然通电，则表明出现故障。
所述的用电器为电加热器。
如背景技术中指出的：
在冶金铸造行业中，砂型制造设备配套的三乙胺发生器中就大量使用了固态继电器(SSR)。该设备中三乙胺液料加入反应罐内后要加热到60摄氏度左右。但如果加热失控，就会造成爆炸的危险。本发明将传统器件和SSR组合，并加上在线监测和保护电路的配合，实现器件在击穿失控后，能够有效的把加热回路可靠关断，避免爆炸事故的发生。
如图3所示，在所述的固态继电器的触发控制电路的正极电路上，设置二极管13(图中的VD1)，位于第一并联电路与第二并联电路之间，其导通方向为从正极指向所述的固态继电器1。
二极管13的作用是：在电容放电时，只会对继电器K2起作用。
如图3所示，在所述的固态继电器的触发控制电路的正极电路上，设置二极管14(图中的VD2)，位于第二并联电路与固态继电器之间，其导通方向为从正极指向所述的固态继电器1。
二极管14的作用是：限制反向电流。
在所述的接触器的控制电路上，设置复位按钮12(即图2中的RESET按钮)；所述的复位按钮12与接触器2的辅助常开触头及保护继电器11的线圈并联。
RESET按钮用来复位，在消除故障以后，解除故障的控制回路的保护作用。
如图2所示，所述的接触器的控制电路为220V交流电路。
如图3所示，所述的固态继电器的触发控制电路为24V直流电路。
如图4所示，所述的击穿保护电路为24V直流电路。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种固态继电器监测电路，所述的固态继电器(1)设置于工业电气设备的接触器(2)和用电器(3)之间的电路上，其特征在于：
在所述的固态继电器的触发控制电路上，设两个并联电路，即：从电源端开始，依次为：第一并联电路设继电器K1(4)的线圈；第二并联电路由正极至负极的方向设置电阻(5)和电容器(6)；
与电容器(6)并联设置一条电路，在该电路上串联设置继电器K1(4)的常闭触头和继电器K2(7)的线圈；
所述的监测电路设置击穿保护电路，在该电路上串联设置继电器K2(7)的常开触头、各用电器继电器(8、9、10)的常开触头、保护继电器(11)的线圈；
在所述的接触器的控制电路上，设置串联连接的所述的接触器(2)的辅助常开触头及保护继电器(11)的线圈。
2.按照权利要求1所述的固态继电器监测电路，其特征在于：所述的各用电器继电器(8、9、10)的常开触头并联设置。
3.按照权利要求1所述的固态继电器监测电路，其特征在于：所述的各用电器继电器(8、9、10)的线圈分别与各个用电器(3)并联连接。
4.按照权利要求1所述的固态继电器监测电路，其特征在于：所述的用电器为电加热器。
5.按照权利要求1所述的固态继电器监测电路，其特征在于：在所述的固态继电器的触发控制电路的正极电路上，设置二极管(13)，位于第一并联电路与第二并联电路之间，其导通方向为从正极指向所述的固态继电器(1)。
6.按照权利要求1所述的固态继电器监测电路，其特征在于：在所述的固态继电器的触发控制电路的正极电路上，设置二极管(14)，位于第二并联电路与固态继电器之间，其导通方向为从正极指向所述的固态继电器(1)。
7.按照权利要求1所述的固态继电器监测电路，其特征在于：在所述的接触器的控制电路上，设置复位按钮(12)；所述的复位按钮(12)与接触器(2)的辅助常开触头及保护继电器(11)的线圈并联。
8.按照权利要求1所述的固态继电器监测电路，其特征在于：所述的接触器的控制电路为220V交流电路。
9.按照权利要求1所述的固态继电器监测电路，其特征在于：所述的固态继电器的触发控制电路为24V直流电路。
10.按照权利要求1所述的固态继电器监测电路，其特征在于：所述的击穿保护电路为24V直流电路。
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