CN106526477A - 一种多路开关状态监控电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多路开关状态监控电路，包含多组开关连接输入端、多路电压检测模组、电压转换模块、多个手动开关、组合逻辑电路单元与供电模块，其中开关连接输入端的每一组均对应包含相互独立的第一输入端与第二输入端；电压检测模组中的每一组均包含第一电压检测模块与第二电压检测模块；第一输入端、第二输入端分别于与被监控的同一开关的输入端、输出端对应并联；组合逻辑电路单元与电压转换模块的输出相连，并对应进行识别判断及编码输出；供电模块提供电压转换模块及组合逻辑电路单元的所需用电。本发明对多路开关进行状态监控，并在自动跳闸或被监控开关的输入端缺电时输出报警信号，方便集中管理。

Description

一种多路开关状态监控电路

技术领域

本发明涉及电力电子领域，具体涉及一种多路开关状态监控电路。

背景技术

目前许多低压电力开关比如断路器在使用过程中需要手动开关，且通常断路器具备短路保护功能，由于一些电气负载不具备如照明灯或显示屏等在掉电时易于被观察的性质，且在使用时因不需要人时刻看守而难以及时发现其是否掉电，当上级监控中心发现断路器断开后，难以及时判断是因为维修需要而人为手动关闭或是断路器的自动短路保护，当具有多路开关时更难以对每路开关的状态进行监控，因此有必要设计一种多路开关状态监控电路。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种具备多路开关状态监控的电路，以方便对掉电后不易被观察的设备的对应电力控制开关进行集中监控，避免因未及时发现而出现不良影响。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种多路开关状态监控电路，包含多组开关连接输入端、多路电压检测模组、电压转换模块、多个手动开关、组合逻辑电路单元与供电模块，其中开关连接输入端的每一组均对应包含相互独立的第一输入端与第二输入端；电压检测模组中的每一组均包含第一电压检测模块与第二电压检测模块；所述第一输入端、第二输入端分别于与被监控的同一开关的输入端、输出端对应并联；所述第一电压检测模块与第一输入端电连接，用于检测第一输入端的电压，第二电压检测模块与第二输入端电连接，用于检测第二输入端的电压，各电压检测模组的第一电压检测模块与第二电压检测模块的输出分别与电压转换模块相连，以将其对应调整或匹配为数字电路所能识别的电压或者能够进行比较的电压；组合逻辑电路单元与电压转换模块的输出相连，并对应进行识别判断及编码输出，以利用较小的位宽输出确定的开关状态；所述手动开关的数量与开关连接输入端的组数相同且一一对应，第一电压检测模块对应电压转接模块的输出端经过手动开关与组合逻辑电路的输入端相连；供电模块提供电压转换模块及组合逻辑电路单元的所需用电。

进一步的，各电压检测模组中对应的第一电压检测模块、第二电压检测模块均分别包含限流电阻及与限流电阻串联的光电二极管对，所述光电二极管对包含两个首尾反向并接的光电二极管。

进一步的，所述电压转换模块包含共地连接的与各电压检测模组对应连接的多组放大电路，每组放大电路均包含第一路三极管放大模块与第二路三极管放大模块，分别对应与所连电压检测模组的第一电压检测模块、第二检测模块相连；第一路三极管放大模块及第二路三极管放大模块均为共发射极放大电路结构，其中的三极管均光敏三极管，其分别只对应接收第一电压检测模块、第二电压检测模块中的光电二极管对所发出的光线照射；第一路三极管放大模块的光敏三极管只在被第一电压检测模块的光电二极管对照射时导通；第二路三极管放大模块的光敏三极管只在被第二电压检测模块的光电二极管对照射时导通。

进一步的，还包含通信模块，所述通信模块的输入与组合逻辑电路单元的输出相连；所述通信模块包含RS485通信单元。

进一步的，所述组合逻辑电路包含若干异或逻辑电路、与非逻辑电路，其中，异或逻辑电路的两个输入端，与非逻辑电路的两个输入端均分别对应连接同一电压检测模组对应的电压转接模块输出端；组合逻辑电路还包含编码电路，编码电路的输入分别与各异或逻辑电路的输出端、与非逻辑电路的输出端、电压转接模块经手动开关后的连接端对应相连。

进一步的，还包含报警模块；报警模块的输入与组合逻辑电路单元的其中一个输出端独立相连。

本发明通过多组输入端同时采集各被监控开关的输入电压及输出电压，通过光电二极管对实现光耦隔离信号传输，在经过电压转换模块之后，被监控的开关输入电压与输出电压能快速确定，当被监控的开关合闸时，其输入端与输出端的电压及相位相同，因此，通过异或逻辑电路能够确定其开关的开闸状态，而在被监控开关合闸时，如果被监控开关的输入端有电，则光电二极管对照射光敏三极管，使得光敏三极管导通，电压转接模块的共发射极放大电路结构均输出低电平，反之均输出高电平，因此通过与非逻辑电路能够确定被监控开关的输入端掉电的情况，并且使得异或逻辑电路、与非逻辑电路的逻辑保持一致，即当判断被监控开关为断开时与非逻辑电路的输出不出现表示被监控开关的输入端断电的情况，便于电路的扩展连接，同时通过编码电路将两者的输入与手动开关的状态联系起来，正常情况下，手动开关断开时，则编码电路的对应输入端没有电压输入，手动开关连通时，则编码电路的对应输入端为低电压，当被监控的开关输入断电时，则手动开关在连通时其相应输入端的电压状态为高电压；由此，正常情况下，当需要将被监控开关人为断开时，则断开手动开关能够传递自动跳闸与人为断开的区别，且在手动开关连通时能够判断被监控开关的输入端是否停电或缺电，并通过编码电路识别并输出报警信号。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：可方便的对多路开关进行状态监控，并在自动跳闸或被监控开关的输入端缺电时输出报警信号或通过通信模块上传至监控中心，方便集中管理。

附图说明

图1为本实施例的结构原理图。

图2为本实施例的一组电压检测模组及电压转换电路原理图。

图3为本实施例的组合逻辑原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。

一种多路开关状态监控电路，如图1所示，包含多组开关连接输入端JKn、多路电压检测模组TEn、电压转换模块、多个手动开关SDn、组合逻辑电路单元与供电模块，其中开关连接输入端的每一组均对应包含相互独立的第一输入端J1与第二输入端J2；电压检测模组中的每一组均包含第一电压检测模块与第二电压检测模块；所述第一输入端J1、第二输入端J2分别与被监控的同一开关K1的输入端、输出端并联；所述第一电压检测模块与第一输入端电连接，用于检测第一输入端J1的电压，第二电压检测模块与第二输入端J2电连接，用于检测第二输入端J2的电压，各电压检测模组的第一电压检测模块与第二电压检测模块的输出分别与电压转换模块相连，以将其对应调整或匹配为数字电路所能识别的电压或者能够进行比较的电压；组合逻辑电路单元与电压转换模块的输出相连，并对应进行识别判断及编码输出，以利用较小的位宽输出确定的开关状态；所述手动开关的数量与开关连接输入端的组数相同且一一对应，第一电压检测模块对应电压转接模块的输出端经过手动开关与组合逻辑电路的输入端相连；供电模块包含电池及稳压电路，以提供电压转换模块及组合逻辑电路单元的所需用电。

如图2所示，所述第一电压检测模块包含限流电阻R1及与限流电阻R1串联的光电二极管对LED1，第二电压检测模块包含限流电阻R2及与限流电阻R2串联的光电二极管对LED2，当第一输入端J1或第二输入端J2电压正常时，则光电二极管对LED1，光电二极管对LED2对应以工频发光，并对应照射到电压转换模块中的光敏三极管Q1，Q2；所述电压转换模块包含共地连接的第一路三极管放大模块与第二路三极管放大模块；第一路三极管放大模块包含光敏三极管Q1，集电极电阻R2，第二路三极管放大模块包含光敏三极管Q2，集电极电阻R3，且均为共射放大电路连接，其分别只对应接收第一电压检测模块、第二电压检测模块中的光电二极管所发出的光线照射；第一路三极管放大模块的光敏三极管Q1只在被第一电压检测模块的光电二极管对LED1照射时导通；第二路三极管放大模块的光敏三极管Q2只在被第二电压检测模块的光电二极管对LED2照射时导通，第一路三极管放大模块的输出端t1，第二路三极管放大模块的输出端t2分别与比较判断模块相连；当被监控的断路器合闸导通时，输出端t1与输出端t2的电压相同，当监控的断路器跳闸后，正常情况下，由于缺少LED2的照射，Q2截止，使得输出端t2的电压为稳定的高电平输出，输出端t1的电压为低电平输出，因此比较判断模块可选用异或逻辑电路，以连接输出端t1、t2。

还包含通信模块，所述通信模块的输入与组合逻辑电路单元的输出相连；所述通信模块包含RS485通信单元，以方便与上级监控中心通信。

如图3所示，所述组合逻辑电路包含若干异或逻辑电路、与非逻辑电路，其中，异或逻辑电路的两个输入端，与非逻辑电路的两个输入端均分别对应连接同一电压检测模组对应连接的电压转接模块输出端t1，输出端t2；组合逻辑电路还包含编码电路，编码电路的输入分别与各异或逻辑电路的输出端、与非逻辑电路的输出端、电压转接模块经手动开关后的连接端对应相连，编码电路为现有技术，在此不再赘述。

还包含报警模块；报警模块的输入与组合逻辑电路单元的其中一个输出端独立相连；所述报警模块包含声音报警电路和/或报警指示灯。

本发明通过多组输入端同时采集各被监控开关的输入电压及输出电压，通过光电二极管对实现光耦隔离信号传输，在经过电压转换模块之后，被监控的开关输入电压与输出电压能快速确定，当被监控的开关合闸时，其输入端与输出端的电压及相位相同，因此，通过异或逻辑电路能够确定其开关的开闸状态，而在被监控开关合闸时，如果被监控开关的输入端有电，则光电二极管对照射光敏三极管，使得光敏三极管导通，电压转接模块的共发射极放大电路结构均输出低电平，反之均输出高电平，因此通过与非逻辑电路能够确定被监控开关的输入端掉电的情况，并且使得异或逻辑电路、与非逻辑电路的逻辑保持一致，即当判断被监控开关为断开时与非逻辑电路的输出不出现表示被监控开关的输入端断电的情况，便于电路的扩展连接，同时通过编码电路将两者的输入与手动开关的状态联系起来，正常情况下，手动开关断开时，则编码电路的对应输入端没有电压输入，手动开关连通时，则编码电路的对应输入端为低电压，当被监控的开关输入断电时，则手动开关在连通时其相应输入端的电压状态为高电压；由此，正常情况下，当需要将被监控开关人为断开时，则断开手动开关能够传递自动跳闸与人为断开的区别，且在手动开关连通时能够判断被监控开关的输入端是否停电或缺电，并通过编码电路识别并输出报警信号。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种多路开关状态监控电路，其特征在于：包含多组开关连接输入端、多路电压检测模组、电压转换模块、多个手动开关、组合逻辑电路单元与供电模块，其中开关连接输入端的每一组均对应包含相互独立的第一输入端与第二输入端；电压检测模组中的每一组均包含第一电压检测模块与第二电压检测模块；所述第一输入端、第二输入端分别于与被监控的同一开关的输入端、输出端对应并联；所述第一电压检测模块与第一输入端电连接，用于检测第一输入端的电压，第二电压检测模块与第二输入端电连接，用于检测第二输入端的电压，各电压检测模组的第一电压检测模块与第二电压检测模块的输出分别与电压转换模块相连，以将其对应调整或匹配为数字电路所能识别的电压或者能够进行比较的电压；组合逻辑电路单元与电压转换模块的输出相连，并对应进行识别判断及编码输出，以利用较小的位宽输出确定的开关状态；所述手动开关的数量与开关连接输入端的组数相同且一一对应，第一电压检测模块对应电压转接模块的输出端经过手动开关与组合逻辑电路的输入端相连；供电模块提供电压转换模块及组合逻辑电路单元的所需用电。

2.根据权利要求1所述的一种开关状态监控电路，其特征在于：各电压检测模组中对应的第一电压检测模块、第二电压检测模块均分别包含限流电阻及与限流电阻串联的光电二极管对，所述光电二极管对包含两个首尾反向并接的光电二极管。

3.根据权利要求2所述的一种开关状态监控电路，其特征在于：所述电压转换模块包含共地连接的与各电压检测模组对应连接的多组放大电路，每组放大电路均包含第一路三极管放大模块与第二路三极管放大模块，分别对应与所连电压检测模组的第一电压检测模块、第二检测模块相连；第一路三极管放大模块及第二路三极管放大模块均为共发射极放大电路结构，其中的三极管均光敏三极管，其分别只对应接收第一电压检测模块、第二电压检测模块中的光电二极管对所发出的光线照射；第一路三极管放大模块的光敏三极管只在被第一电压检测模块的光电二极管对照射时导通；第二路三极管放大模块的光敏三极管只在被第二电压检测模块的光电二极管对照射时导通。

4.根据权利要求1所述的一种开关状态监控电路，其特征在于：还包含通信模块，所述通信模块的输入与组合逻辑电路单元的输出相连；所述通信模块包含RS485通信单元。

5.根据权利要求1所述的一种开关状态监控电路，其特征在于：所述组合逻辑电路包含若干异或逻辑电路、与非逻辑电路，其中，异或逻辑电路的两个输入端，与非逻辑电路的两个输入端均分别对应连接同一电压检测模组对应的电压转接模块输出端；组合逻辑电路还包含编码电路，编码电路的输入分别与各异或逻辑电路的输出端、与非逻辑电路的输出端、电压转接模块经手动开关后的连接端对应相连。

6.根据权利要求1所述的一种开关状态监控电路，其特征在于：还包含报警模块；报警模块的输入与组合逻辑电路单元的其中一个输出端独立相连。