CN106026054A - 一种开出自检电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种开出自检电路，包括开出回路，开出回路包括第一开关管和开出继电器，第一开关管的控制端用于连接开出控制信号(DOUT)；所述开出继电器的线圈与第一开关管串联后接地，形成串联电路的电源端为启动电源端(VCC‑QD)，该启动电源端连接一个断线自检单元，该自检单元包括一个分压电路，分压电路包括串联的电源端(VCC)与分压元件，所述启动电源端(VCC_QD)为所述分压电路中的分压点。本发明提供的一种开出自检电路，将电源端VCC接入的电源经过分压后形成启动电源，通过启动电源端向开出继电器线圈供电，从而实现开出继电器的断线自检。本发明解决了现有技术不能对开出回路中继电器进行自检的问题。

Description

一种开出自检电路

技术领域

本发明涉及继电保护领域，具体涉及一种开出自检电路。

背景技术

自20世纪80年代末以WXH－11型微机高压线路保护为代表的微机型继电保护产品在国内得到广泛应用以来，到90年代末，几乎所有继电保护产品都实现了微机化，且能够全面满足各级电压的电力设备对继电保护的要求。

根据《微机线路保护装置通用技术条件》3.8.4的要求，微机保护装置应具有在线自动检测功能。装置中任何元件损坏时都不应产生误动作，并且能发出装置异常信号。同时，《DL/T 769-2001电力系统微机继电保护技术导则》也要求微机继电保护装置硬件设计及其自动检测功能应满足以下原则：a)微机继电保护装置中单一电子元件(出口继电器可除外)损坏时，保护装置不会误动作；b)单一电子元件(出口继电器可除外)损坏后，微机继电保护自检测回路能发生报警或装置异常信号，并给出有关信息指明损坏元件的所在部位，在最不利情况下也能将硬件故障定位至模块(插件)；c)硬件损坏后，能够采用方便的手段和方法进行修复或更换。

现有的开出自检回路虽然满足《微机线路保护装置通用技术条件》的要求，但无法检测到开出回路中继电器是否损坏，更不能准确定位出故障位置。当开出回路中的继电器出现断线等故障时，检修人员需要投入大量的时间和精力去查找出现故障的位置，会造成人力资源的浪费。

发明内容

本发明提供一种开出自检电路，用于解决现有技术不能对开出回路中继电器进行检测的问题。

一种开出自检电路，包括开出回路，开出回路包括第一开关管和开出继电器，第一开关管的控制端用于连接开出控制信号(DOUT)；所述开出继电器的线圈与第一开关管串联后接地形成串联电路，串联电路的电源端为启动电源端(VCC-QD)，该启动电源端连接一个断线自检单元，该断线自检单元包括一个分压电路中，分压电路包括串联的电源端(VCC)与分压元件，所述启动电源端(VCC_QD)为所述分压电路中的分压点。

进一步的，所述分压元件包括电阻和稳压二极管，电源端(VCC)串联第一电阻(R4)、稳压二极管和第二电阻(R6)后接地，所述分压点设置在第一电阻(R4)和稳压二极管之间的线路上。

进一步的，所述第一开关管为第一三极管(Q3)；所述第一三极管(Q3)的集电极通过第三电阻(R8)连接电源端(VCC)，基极连接开出控制信号(DOUT)，发射极接地；所述第一三极管(Q3)的集电极还通过开出继电器线圈(RL)连接启动电源端(VCC_QD)，在启动电源端(VCC_QD)和开出继电器线圈(RL)之间的线路上设有防反二极管(D3)。

进一步的，还包括一个启动自检单元；所述自检单元包括第二开关管和第三开关管；所述第二开关管的控制端连接启动信号；所述第二开关管用于连接电源端(VCC)和启动电源端(VCC_QD)；在所述稳压管连接第二电阻(R6)的线路上，设有连接第三开关管控制端的支路；第三开关管连接电源端和地；在第三开关管连接电源端的端口与自检输出信号START_SET的输出接口相连。

进一步的，所述启动信号由第四开关管产生，第四开关管的偏置电压端子分别连接第一自检信号START_P的输入接口和第二自检信号START_N的输入接口，输出端连接第三开关管的控制端。

进一步的，所述第二开关管为MOS管(U1)，所述第三开关管为第二三极管(Q2)，所述第四开关管为第三三极管(Q1)；

所述MOS管(U1)的G极连接第三三极管(Q1)的发射极，S极连接电源端(VCC)，D极连接启动电源端(VCC_QD)；

所述第二三极管(Q2)的集电极通过第四电阻(R2)连接电源端(VCC)，发射极接地，基极通过所述稳压二极管连接启动电源端(VCC_QD)；所述第二三极管(Q2)的集电极与自检输出信号START_SET的输出接口相连；

所述第三三极管(Q1)的发射极连接第二自检信号START_N，基极连接第一自检信号START_P的输入接口，集电极连接MOS管(U1)的G极；所述第三三极管(Q1)的集电极还通过第五电阻(R7)连接电源端(VCC)。

本发明提供的一种开出自检电路，至少包括开出继电器的断线自检。本发明的技术方案是将电源端VCC接入的电源经过分压后形成启动电源，通过启动电源端向开出继电器线圈供电，同时在开出控制信号(DOUT)输入开出控制信号，即可实现开出继电器的断线自检。

分压元件采用稳压管，得到的电压更稳定。

本发明提供的一种开出自检电路，还包括三极管的击穿自检。通过检测第一三极管集电极的电平即可实现开出回路三极管的击穿自检，不用单独设置三极管击穿自检的电路，方便操作并能节约成本。

本发明提供的一种开出自检电路，还包括启动自检。将第一自检信号START_P输入高电平，第二自检信号START_N设置为低电平，通过检测自检输出信号START_SET即可实现自检电路的启动自检。

采用三极管、MOS管实现的启动自检单元结构简单，成本低。

附图说明

图1为开出自检回路的实施例1的电路原理图；

图2为实施例2中自检电路的电路原理图。

具体实施方式

本发明提供一种开出自检电路，通过设置开出回路启动电源，实现对开出回路中继电器的自检。

实施例1

本实施例所提供的开出自检电路的电路图如图1所示，开出回路部分为：三极管Q3的基极通过电阻R9连接开出控制信号DOUT的输入接口，发射极接地，集电极通过上拉电R8连接电源端VCC，三极管Q3的基极还通过下拉电阻R10接地。开出继电器线圈RL的两端分别连接三极管Q3的集电极和二极管D3的负极，二极管D3的正极连接启动电源端VCC_QD，二极管D3的作用是防止电流向启动电源端VCC_QD流动；继电器RL还并联有二极管D4。断线自检单元部分为：电源端VCC串联电阻R4、稳压管D1、稳压管D2和电阻R6后接地，在电阻R4和稳压管D1之间设有分压点，分压电通过电阻R5连接启动电源端VCC_QD。

本实施例提供的开出自检电路能够实现三极管Q3的击穿自检和开出继电器的断线自检。

三极管Q3的击穿自检：启动电源端VCC_QD不启动，对三极管Q3的集电极进行检测；如果三极管Q3的集电极为高电平，则三极管Q3正常工作，没有被击穿；如果三极管Q3的集电极为低电平，则三极管Q3被击穿。

当开出回路为多个时，依次检测三极管的集电极；当检测到某个三极管的集电极为低电平时，则对应开出回路的三极管被击穿，从而实现对被击穿三极管的定位。

开出继电器RL的断线自检：开出回路的电源端VCC不启动，开出控制信号DOUT的输入接口输入开出控制信号DOUT，检测启动电源端VCC_QD；当启动电源端VCC_QD为高电平时，继电器RL出现断线；当启动电源VCC_QD为低电平时，继电器RL正常工作，没有出现断线。

当开出回路为多个时，依次在开出控制信号DOUT的输入接口输入开出控制信号DOUT，并检测相应的启动电源端VCC_QD，当检测到某个启动电源端VCC_QD为高电平时，则对应出回路的继电器出现断线，从而实现对被断线继电器的定位。

在本实施例中，断线自检单元的分压电路采用的分压元件是稳压二极管，作为其他实施方式，可以采用其他的分压元件，如适当阻值的电阻，或具有分压功能的芯片等。

本实施例中第一开关管采用的是三极管，目的是为了实现开出回路三极管的击穿自检；作为其他实施方式，当不需要设置对三极管的击穿自检时，可以使用其它开关管，如晶闸管、MOS管等。

实施例2

为使本实施例提供的自检电路能够实现启动自检功能，对上述实施例1的开出自检回路的电路进行改进。经改进后，本实施例提供的自检电路如图2所示，其中U1是PMOS管，PMOS管U1的G极连接三极管Q1的集电极，S极连接电源端VCC，D极连接启动电源端VCC_QD；三极管Q1的发射极连接自检信号START_N的输入接口，基极通过电阻R3连接自检信号START_P的输入接口；自检信号START_P的输入接口通过下拉电阻R1接地；三极管Q1的集电极通过上拉电阻R7连接电源端VCC。分压电路实现的方法与实施例1相同。三极管Q2的发射极接地，基极通过分压电路的稳压二极管D2、稳压二极管D1和电阻R5连接启动电源端VCC_QD；三极管Q2的集电极还连接自检输出信号START_SET的输出接口。

在本实施例的自检电路中，电源端VCC经过稳压二极管D2、稳压二极管D1的分压后三极管Q2基极的电压很低，三极管Q2不导通。当向START_N的输入接口输入低电平，向信号START_P的输入接口输入高电平时，三极管Q1导通，PMOS管U1的G极和S极有压差则PMOS管导通，启动电源端VCC_QD的电压升高，经过两个稳压管D1和D2后三极管Q2导通，START_RET为低电平，启动异常时START_RET通过上拉电阻R2为高电平。

自检分为三种，分别为三极管击穿自检、启动自检和开出继电器断线自检。所述三极管的击穿自检和开出继电器的断线自检与实施例1相同，所述启动自检的方法如下：所述启动自检通过检测自检输出信号START_SET输出接口的输出信号实现。向自检信号START_N的输入接口输入低电平，向自检信号START_P的输入接口输入高电平，如果检测到START_RET为低电平，则自检启动正常工作，如果检测到START_RET为高电平时，则自检启动异常。

在本实施例中，自检单元通过PMOS管、三极管、稳压管和电阻连接而成，作为其他实施方式，可以采用其他的方式实现，如三极管Q1可以换成偏置电路，在偏置电路上设置能接收并识别START_N信号和START_P信号的控制器，然后根据接收到的START_N信号和START_P信号控制PMOS管U1的通断；PMOS管U1也可以采用继电器等其他可控通断的装置。

以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种开出自检电路，包括开出回路，开出回路包括第一开关管和开出继电器，第一开关管的控制端用于连接开出控制信号(DOUT)；其特征在于，所述开出继电器的线圈与第一开关管串联后接地形成串联电路，串联电路的电源端为启动电源端(VCC-QD)，该启动电源端连接一个断线自检单元，该断线自检单元包括一个分压电路，分压电路包括串联的电源端(VCC)与分压元件，所述启动电源端(VCC_QD)为所述分压电路中的分压点。

2.根据权利要求1所述的一种开出自检电路，其特征在于，所述分压元件包括电阻和稳压二极管，电源端(VCC)串联第一电阻(R4)、稳压二极管和第二电阻(R6)后接地，所述分压点设置在第一电阻(R4)和稳压二极管之间的线路上。

3.根据权利要求1所述的一种开出自检电路，其特征在于，所述第一开关管为第一三极管(Q3)；所述第一三极管(Q3)的集电极通过第三电阻(R8)连接电源端(VCC)，基极连接开出控制信号(DOUT)，发射极接地；所述第一三极管(Q3)的集电极还通过开出继电器线圈(RL)连接启动电源端(VCC_QD)，在启动电源端(VCC_QD)和开出继电器线圈(RL)之间的线路上设有防反二极管(D3)。

4.根据权利要求2所述的一种开出自检电路，其特征在于，还包括一个启动自检单元；所述自检单元包括第二开关管和第三开关管；所述第二开关管的控制端连接启动信号；所述第二开关管用于连接电源端(VCC)和启动电源端(VCC_QD)；在所述稳压管连接第二电阻(R6)的线路上，设有连接第三开关管控制端的支路；第三开关管连接电源端和地；在第三开关管连接电源端的端口与自检输出信号START_SET的输出接口相连。

5.根据权利要求4所述的一种开出自检电路，其特征在于，所述启动信号由第四开关管产生，第四开关管的偏置电压端子分别连接第一自检信号START_P的输入接口和第二自检信号START_N的输入接口，输出端连接第三开关管的控制端。

6.根据权利要求5所述的一种开出自检电路，其特征在于，所述第二开关管为MOS管(U1)，所述第三开关管为第二三极管(Q2)，所述第四开关管为第三三极管(Q1)；

所述MOS管(U1)的G极连接第三三极管(Q1)的发射极，S极连接电源端(VCC)，D极连接启动电源端(VCC_QD)；

所述第二三极管(Q2)的集电极通过第四电阻(R2)连接电源端(VCC)，发射极接地，基极通过所述稳压二极管连接启动电源端(VCC_QD)；所述第二三极管(Q2)的集电极与自检输出信号START_SET的输出接口相连；

所述第三三极管(Q1)的发射极连接第二自检信号START_N的输入接口，基极连接第一自检信号START_P，集电极连接MOS管(U1)的G极；所述第三三极管(Q1)的集电极还通过第五电阻(R7)连接电源端(VCC)。