CN105591373A - 控制器的保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制器的保护电路。其中，该控制器的保护电路包括：保护支路，并联在控制线圈的两端，用于释放控制线圈产生的反向电压，其中，控制线圈为控制感性负载供电回路通断的线圈。通过本发明，解决了现有技术中控制器容易受到干扰的技术问题，进而达到了提高控制器工作稳定性的效果。

Description

控制器的保护电路

技术领域

本发明涉及电子电路领域，具体而言，涉及一种控制器的保护电路。

背景技术

油田自动化系统中所使用的各种类型控制器如远程终端(RemoteTerminalUnit，简称RTU)、可编程控制器(ProgrammableLogicController，简称PLC)，当控制器连接电机、变压器、继电器、电磁阀等工业电气设备时，这些设备为感性负载，投切时会产生很高的反电势，这不仅可能损坏元件，而且会产生高频的电磁波干扰其它电路，通过电源直接侵入到控制器设备中。因为，电感线圈中的电流变化必然产生感应电动势，电流变化率越高，产生的感应电动势越大。这种感应电动势的低频分量将通过某种路径传导到探测电路中，而高频分量将会通过辐射而耦合到探测电路中，成为严重的电磁干扰。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

目前油田上所使用的控制器输出开关量采用继电器光电隔离固态继电器(SolidStateRelay，简称SSR)隔离输出。由于交流接触器等感性负载在通断电时，会在其两端产生反向电压，特别是在其断电时线圈内的能量无法释放，产生的反向电压会很大。此反向电压能量不大，持续时间很短，但幅度很高，因此会产生很强的干扰，通过线路或辐射影响控制器的工作。

针对相关技术中控制器容易受到干扰的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种控制器的保护电路，以至少解决现有技术中控制器容易受到干扰的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种控制器的保护电路。

根据本发明的控制器的保护电路，所述控制器的信号用于控制感性负载，所述保护电路包括：保护支路，并联在控制线圈的两端，用于释放所述控制线圈产生的反向电压，其中，所述控制线圈为控制所述感性负载供电回路通断的线圈。

进一步地，所述保护支路包括：第一保护支路，并联在所述控制线圈的两端，用于对所述反向电压进行旁路泄压。

进一步地，所述第一保护支路包括：第一限压元件和第二限压元件，其中，所述第一限压元件和所述第二限压元件串联后，并联在所述控制线圈的两端，并且第一节点连接至信号地，其中，所述第一节点为所述第一限压元件和所述第二限压元件之间的节点。

进一步地，所述第一限压元件和所述第二限压元件均为压敏电阻。

进一步地，所述保护支路包括：第二保护支路，并联在所述控制线圈的两端，用于对所述反向电压进行短路释放。

进一步地，所述第二保护支路包括：第三限压元件，并联在所述控制线圈的两端。

进一步地，所述第三限压元件为压敏电阻。

进一步地，所述控制线圈包括第一控制线圈和第二控制线圈，其中，所述第一控制线圈两端的电压小于所述第二控制线圈两端的电压，所述保护支路包括：第一保护支路，并联在所述第一控制线圈的两端，用于对所述第一控制线圈产生的所述反向电压进行旁路泄压；以及第二保护支路，并联在所述第二控制线圈的两端，用于对所述第二控制线圈产生的所述反向电压进行短路释放。

进一步地，所述第一控制线圈控制的开关触点与所述第二控制线圈相连接。

进一步地，所述第一保护支路包括：第一限压元件和第二限压元件，其中，所述第一限压元件和所述第二限压元件串联后，并联在所述第一控制线圈的两端，并且第一节点连接至信号地，其中，所述第一节点为所述第一限压元件和所述第二限压元件之间的节点，所述第二保护支路包括：第三限压元件，并联在所述第二控制线圈的两端。

进一步地，所述第一限压元件、所述第二限压元件和所述第三限压元件均为压敏电阻。

在本发明中，采用具有以下结构的控制器的保护电路：保护支路，并联在控制线圈的两端，用于释放所述控制线圈产生的反向电压，其中，所述控制线圈为控制所述感性负载供电回路通断的线圈。通过设置能够对感性负载的控制线圈产生的反向电压进行释放的保护支路，实现了将感性负载在通断电时在控制线圈两端所产生的反向电压释放掉，避免反向电压通过线路或辐射影响控制器的工作，解决了现有技术中控制器容易受到干扰的技术问题，进而达到了提高控制器工作稳定性的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的控制器的保护电路的示意图；以及

图2是根据本发明优选实施例的控制器的保护电路的电路图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例提供了一种控制器的保护电路，以下对本发明实施例所提供的控制器的保护电路做具体介绍：

图1是根据本发明实施例的控制器的保护电路的示意图，如图1所示，该控制器的保护电路主要包括保护支路10，其中，控制器用于控制感性负载，保护支路10并联在控制线圈J的两端，用于释放控制线圈J产生的反向电压，其中，控制线圈J为控制感性负载供电回路通断的线圈。

本发明实施例所提供的控制器的保护电路，通过设置能够对感性负载的控制线圈产生的反向电压进行释放的保护支路，实现了将感性负载在通断电时在控制线圈两端所产生的反向电压释放掉，避免反向电压通过线路或辐射影响控制器的工作，解决了现有技术中控制器容易受到干扰的问题，进而达到了提高控制器工作稳定性的效果。

具体地，在本发明实施例中，根据感性负载工作电压的高低，提供了不同结构的保护支路10，以下具体说明：

对于感性负载工作电压相对较低的情况，保护支路10主要包括第一保护支路，该第一保护支路并联在控制线圈的两端，用于对反向电压进行旁路泄压。即，对于感性负载工作电压相对较低的情况，保护支路10通过旁路泄压方式对控制线圈两端的反向电压进行释放。

在本发明实施例中，第一保护支路主要包括第一限压元件和第二限压元件，其中，第一限压元件和第二限压元件串联后，并联在控制线圈的两端，并且第一节点连接至信号地，其中，第一节点为第一限压元件和第二限压元件之间的节点。具体地，第一限压元件和第二限压元件均可以为压敏电阻。

对于感性负载工作电压相对较高的情况，保护支路10主要包括第二保护支路，该第二保护支路并联在控制线圈的两端，用于对反向电压进行短路释放。即，对于感性负载工作电压相对较高的情况，保护支路10通过短路泄压方式对控制线圈两端的反向电压进行释放。

在本发明实施例中，第二保护支路主要包括并联在控制线圈两端的第三限压元件，具体地，第三限压元件同样可以为压敏电阻。

优选地，在本发明实施例中，还可以设置多条保护支路，以分别对多个感谢负载在相应的控制线圈两端产生的反向电压进行释放，图2是根据本发明优选实施例的控制器的保护电路的电路图，如图2所示，在该优选实施例中，示意性示出了控制线圈包括第一控制线圈J1和第二控制线圈J2，其中，第一控制线圈J1两端的电压小于第二控制线圈J2两端的电压，在本发明实施例中，第一控制线圈J1两端的电压为电源VCC的输出电压，可以为24VDC，第二控制线圈J2两端的电压为电源U的输出电压，可以为220VAC或380VAC，则保护支路10包括第一保护支路101和第二保护支路102，其中，第一保护支路101并联在第一控制线圈J1的两端，用于对第一控制线圈J1产生的反向电压进行旁路泄压；第二保护支路102并联在第二控制线圈J2的两端，用于对第二控制线圈J2产生的反向电压进行短路释放。

进一步地，第二控制线圈J2可以是交流接触器的控制线圈，第一控制线圈J1和其控制的开关触点K组成中间继电器，开关触点K与第二控制线圈J2相连接，即，中间继电器用于控制第二控制线圈J2的导通与否。

具体地，第一保护支路101主要包括第一限压元件R1和第二限压元件R2，其中，第一限压元件R1和第二限压元件R2串联后，并联在第一控制线圈J1的两端，并且第一节点连接至信号地，其中，第一节点为第一限压元件R1和第二限压元件R2之间的节点。第二保护支路102主要包括第三限压元件R3，该第三限压元件R3并联在第二控制线圈J2的两端。在本发明实施例中，第一限压元件R1、第二限压元件R2和第三限压元件R3均可以为压敏电阻。

以下结合图2中示出的保护电路的具体电路图，对本发明实施例所提供的控制器的保护电路的工作原理做具体介绍：

利用压敏电阻特性，当两端的电压等于或超出其敏感电压时，电阻就会从无穷大，迅速减小，高脉冲被旁路至控制器接地端，当高电压过去之后，压敏电阻阻值又恢复到无穷大，从而保护了后级电路，不被高电压或高脉冲击坏，排除对控制器的干扰。

具体地,压敏电阻R1、压敏电阻R2、压敏电阻R采用电路功能型压敏电阻，应用于瞬态过电压保护，根据所保护电压值来选择压敏电阻型号。

在正常工作时，压敏电阻R阻抗为无穷大；当交流接触器线圈J2断电时，在交流接触器线圈J2两端会产生反向电压，当此电压大于压敏电阻R的耐压值时，压敏电阻R短路释放掉交流接触器线圈J2内存储的能量，避免了高压的产生。

压敏电阻R1、压敏电阻R2阻抗为无究大，当中间继电器线圈J1两端的电压等于或超出其敏感电压时，高脉冲电压被压敏电阻R1、压敏电阻R2旁路至控制器接地端，保护了后级电路，不被高电压或高脉冲击坏或干扰控制器。

通过以上描述可以看出，本发明实施例还具有以下优点：

1.当两端的电压等于或超出其敏感电压时，高脉冲被旁路至控制器接地端，当高电压过去之后，压敏电阻阻值又恢复到无穷大，从而保护了后级电路，不被高电压或高脉冲击坏；

2.电路简单，制作方便；

3.可接入控制器输出的启动、停止控制回路中；

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种控制器的保护电路，其特征在于，所述控制器用于控制感性负载，所述保护电路包括：

保护支路，并联在控制线圈的两端，用于释放所述控制线圈产生的反向电压，其中，所述控制线圈为控制所述感性负载供电回路通断的线圈，

其中，所述保护支路包括：第一保护支路，并联在所述控制线圈的两端，用于对所述反向电压进行旁路泄压，

所述第一保护支路包括：第一限压元件和第二限压元件，其中，所述第一限压元件和所述第二限压元件串联后，并联在所述控制线圈的两端，并且第一节点连接至信号地，其中，所述第一节点为所述第一限压元件和所述第二限压元件之间的节点。

2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述第一限压元件和所述第二限压元件均为压敏电阻。

3.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述保护支路包括：

第二保护支路，并联在所述控制线圈的两端，用于对所述反向电压进行短路释放。

4.根据权利要求3所述的保护电路，其特征在于，所述第二保护支路包括：第三限压元件，并联在所述控制线圈的两端。

5.根据权利要求4所述的保护电路，其特征在于，所述第三限压元件为压敏电阻。

6.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述控制线圈包括第一控制线圈和第二控制线圈，其中，所述第一控制线圈两端的电压小于所述第二控制线圈两端的电压：

所述第一保护支路并联在所述第一控制线圈的两端，用于对所述第一控制线圈产生的所述反向电压进行旁路泄压；以及

所述保护支路还包括：第二保护支路，并联在所述第二控制线圈的两端，用于对所述第二控制线圈产生的所述反向电压进行短路释放。

7.根据权利要求6所述的保护电路，其特征在于，所述第一控制线圈控制的开关触点与所述第二控制线圈相连接。

8.根据权利要求6或7所述的保护电路，其特征在于：

所述第一保护支路包括：第一限压元件和第二限压元件，其中，所述第一限压元件和所述第二限压元件串联后，并联在所述第一控制线圈的两端，并且第一节点连接至信号地，其中，所述第一节点为所述第一限压元件和所述第二限压元件之间的节点，

所述第二保护支路包括：第三限压元件，并联在所述第二控制线圈的两端。

9.根据权利要求8所述的保护电路，其特征在于，所述第一限压元件、所述第二限压元件和所述第三限压元件均为压敏电阻。