CN104538254A - 一种直流开关 - Google Patents

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张保增
周亚楠
冯二浩
刘金权
侯安家
李金龙
李贞城
罗学宇
任慧超
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State Grid Corp of China SGCC
Xuji Group Co Ltd
State Grid Jilin Electric Power Corp
Henan Xuji Instrument Co Ltd
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State Grid Corp of China SGCC
Xuji Group Co Ltd
State Grid Jilin Electric Power Corp
Henan Xuji Instrument Co Ltd
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/22—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R22/00—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters
    • G01R22/06—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters by electronic methods

Abstract

本发明涉及一种直流开关，包括继电器，一个继电器控制模块，该继电器控制模块包括一个MCU，MCU控制连接所述继电器的线圈，MCU采样连接一个电流传感器和一个电压传感器，电流传感器用于测量流过继电器触点回路的电流，电压传感器用于测量该直流开关的输入电压。本发明能够实时直观地监控该直流开关中的电流和电压的状态，对直流开关的运行状态有一个直观的了解，也能够通过电压和电流值进一步计算出用电量。

Description

一种直流开关
技术领域
本发明涉及一种直流开关，属于直流开关领域。
背景技术
近来由于新能源的兴起，低压直流用电提上了日程。对低压直流设备的研发也多了起来。申请号为200920205110.6，实用新型名称为“一种机械电子式直流开关”的专利申请，公开了一种机械电子式直流开关，在该专利中，DC单元、MCU控制单元、按键单元依次连接，DC单元与正负极输入接头、负极输出接头连接，主开关单元与隔离灭弧单元并联连接，且其输入端分别与正极输入接头、DC单元连接，输出端与正极输出接头连接，MCU控制单元与主开关单元、隔离灭弧单元连接，通过检测按键开关单元的状态控制主开关单元、隔离灭弧单元的开通与关断。但是该对比文件并不能对直流开关中的电流电压数据实时监控，也就无法对直流开关的运行状态有一个直观的了解。
发明内容
本发明的目的是提供一种直流开关，用以解决现有直流开关不能实时监控其电流和电压的问题。
为实现上述目的，本发明的方案包括一种直流开关，包括继电器，该直流开关还包括一个继电器控制模块，该继电器控制模块包括一个MCU，MCU控制连接继电器的线圈，MCU采样连接一个电流传感器和一个电压传感器，该直流开关的输入接口和输出接口之间的线路上串联继电器的触点，电流传感器用于测量流过继电器触点回路的电流，电压传感器用于测量该直流开关的输入电压。
继电器的线圈回路中串联一个三极管，三极管的基极连接MCU，MCU的一个输出端口连接三极管的发射极。
继电器的线圈并联一个用于吸收继电器断开瞬间线圈的能量的压敏电阻。
直流开关还包括一个通讯单元，MCU连接通讯单元。
MCU的一个输出端口通过一个按键开关连接三极管的发射极。
输入接口通过一个电源转换单元连接MCU和通讯单元。
继电器的触点为常开触点。
MCU采样连接一个电流传感器和一个电压传感器，电流传感器用于测量流过继电器触点回路的电流，电压传感器用于测量该直流开关的输入电压；实时直观地监控该直流开关中的电流和电压的状态，对直流开关的运行状态有一个直观的了解，也能够通过电压和电流值进一步计算出用电量。
另外，在继电器线圈的两端并联一个压敏电阻，能够提供一定的阻抗，限制继电器断开瞬间的线圈的电流，保证触头较快分离，减小拉弧，提高该直流开关的安全性。
附图说明
图1是本发明实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
一种直流开关，包括继电器，该直流开关还包括一个继电器控制模块，该继电器控制模块包括一个MCU，MCU控制连接继电器的线圈，MCU采样连接一个电流传感器和一个电压传感器，该直流开关的输入接口和输出接口之间的线路上串联继电器的触点，电流传感器用于测量流过继电器触点回路的电流，电压传感器用于测量该直流开关的输入电压。
基于以上技术方案，结合附图，给出以下一个具体实施方式。
本发明提供一种直流开关，实现了直流开关控制和计量的一体化实现，使得能够对直流设备用电进行精确计量。
如图1所示，该直流开关包括电流传感器1、电压传感器2、MCU3、通讯单元4、电源转换单元5、三极管6、继电器7、按键开关8、压敏电阻9。
正极输入接头通过继电器7的常开触点连接到正极输出接头，电流传感器1串接在正极输入接头与正极输出接头之间，电压传感器2并接在正、负输入接头之间，MCU3采样连接电流传感器1和电压传感器2，MCU连接通讯单元4，电源转换单元5为MCU3和通讯单元4供电，电源转换单元5的两个输入端口分别连接正、负极输入接头，一个输出端口分别连接MCU3和通讯单元4，另一个输出端口连接负极输出接头，继电器7并联压敏电阻9，用于吸收继电器7断开瞬间的线圈的能量。
MCU3控制继电器7的线圈得电与否，具体为：MCU3通过按键开关8连接三极管6的发射极，MCU3连接三极管6的基极，三极管6的集电极连接继电器7。
MCU3时刻监视按键开关8的状态。当检测到按键8按下后，通过控制三极管6导通，使得继电器7闭合，输出接通。当检测到按键8断开后，通过控制三极管6不导通，使得继电器7断开，断开过程中压敏电阻9吸收继电器7驱动线圈储存的能量。同时压敏电阻9提供一定的阻抗，限制继电器7断开瞬间的线圈的电流，保证触头较快分离，减小拉弧。
电压传感器和电流传感器将电压与电流值传送到MCU3，MCU3根据采样电压和电流计算用电量和累计用电电能，通过通讯单元4(通讯单元4具体为ZigBee无线通讯模块)进行传输，采用无线的方式读取和传输开关所带负载的用电情况，同时也可以实现对直流开关的通断控制。
以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种直流开关，包括继电器，其特征在于，所述直流开关还包括一个继电器控制模块，该继电器控制模块包括一个MCU，所述MCU控制连接所述继电器的线圈，所述MCU采样连接一个电流传感器和一个电压传感器，所述直流开关的输入接口和输出接口之间的线路上串联所述继电器的触点，所述电流传感器用于测量流过继电器触点回路的电流，所述电压传感器用于测量该直流开关的输入电压。
2.根据权利要求1所述的直流开关，其特征在于，所述继电器的线圈回路中串联一个三极管，所述三极管的基极连接所述MCU，所述MCU的一个输出端口连接三极管的发射极。
3.根据权利要求2所述的直流开关，其特征在于，所述继电器的线圈并联一个用于吸收继电器断开瞬间线圈的能量的压敏电阻。
4.根据权利要求3所述的直流开关，其特征在于，所述直流开关还包括一个通讯单元，所述MCU连接所述通讯单元。
5.根据权利要求4所述的直流开关，其特征在于，所述MCU的一个输出端口通过一个按键开关连接三极管的发射极。
6.根据权利要求5所述的直流开关，其特征在于，所述输入接口通过一个电源转换单元连接所述MCU和通讯单元。
7.根据权利要求6所述的直流开关，其特征在于，所述继电器的触点为常开触点。
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