CN109471025B - 双电压实现电磁继电器线路检测和反馈信号检测的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双电压实现电磁继电器线路检测和反馈信号检测的方法，线路检测方法和控制反馈方法均基于同一控制电路实现，其中，线路检测方法包括：(1)b点输出u₁，f点加载u₂；(2)检测u_f，若u_f＝u₂则负载断路；u_f＞u₂则正常；(3)控制b点没有电压输出，检测其电压u_b，若u_b＝u₂则负载短路；u_b＝0则电路正常。反馈信号检测方法包括：(1)b点输出u₃，f点加载u₄；(2)控制u₄＝0，直至K1启动；(3)K1启动2s后，在f点加载u₅；(4)在u₅至少三个占空比的间隙后控制b点处没有电压输出，检测b点电压u’_b，若u’_b＝0则控制电路没有反馈；u’_b＝u₅则有反馈。本发明解决了传统设计的施工繁琐及设计成本高、功耗高的问题，更好地实现了电磁继电器的控制和反馈。

Description

双电压实现电磁继电器线路检测和反馈信号检测的方法

技术领域

本发明涉及一种电磁继电器的控制和检测技术，具体地说，是涉及一种双电压实现电磁继电器线路检测和反馈信号检测的方法。

背景技术

电磁继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统和被控制系统，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流、较低的电压去控制较大电流、较高的电压的一种“自动开关”，在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。目前市面上所拥有的控制电磁继电器和反馈的电路大多都设计为三线控制电磁继电器(一根信号线、一根地线、一根反馈线来控制)，对于三线控制电磁继电器的电路来说，一方面需要的线材太多、线材消耗大；另一方面，其在施工上也较为繁琐。当然，也有少部分是采用两线来控制的，即通过两线来控制模块，再通过模块来控制电磁继电器，但这种控制方式中间必须经过一个控制模块，从而在设计上需要增加成本的支出，且功耗较高。

综上，有必要针对电磁继电器的应用现状进行改进，从根本上减少线材的耗费，简化施工步骤，并降低设计成本和功耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种两端电压实现电磁继电器控制反馈和线路检测的方法，解决了传统设计存在施工繁琐、线材消耗大、设计成本高且功耗高的问题。

为实现上述目的，本发明基于一个总的发明构思，分别提供了对电磁继电器线路检测及反馈信号检测的方法，分别如下：

实现电磁继电器线路检测的方法

其包括一个控制电路，所述的控制电路包括单向导通二极管V1、被控制电磁继电器K1、单向导通二极管V2、电磁阀K2、PNP三极管VT1、NPN三极管VT2；所述单向导通二极管V1阳极接电磁阀K2，阴极接被控制电磁继电器K1；所述单向导通二级管V2阳极接被控制电磁继电器K1，阴极接电磁阀K2，从而与单向导通二极管V1、被控制电磁继电器K1、电磁阀K2形成负载；所述PNP三极管VT1发射极接24V电压，集电极接单向导通二极管V1阳极，同时经下拉电阻R1接地，PNP三极管VT1集电极与下拉电阻R1接入点为b；所述NPN三极管VT2发射极接地，集电极接单向导通二级管V2阳极，接入点为f；

所述的方法则包括以下步骤：

(1)控制PNP三基管VT1的基极电压，使b点处输出一个额定电压u₁，同时在f点处加载一个小于u₁一半的电压u₂；

(2)检测f点电压u_f，若u_f＝u₂，则判断负载发生断路；若u_f＞u₂，则判断控制电路正常，执行步骤(3)；

(3)控制PNP三极管VT1的基极电压，使b点处没有电压输出，检测b点电压u_b，若u_b＝u₂，则判断负载发生短路；若u_b＝0，则判断控制电路正常。

基于上述线路检测方法，优选地，所述u₁＝24V，在输出时间达到1ms时通过控制PNP三极管VT1的基极电压，使b点处没有电压输出。

优选地，所述u₂＝8V。

实现电磁继电器反馈信号检测的方法

其同样基于上面所述的控制电路来实现，该方法包括以下步骤：

(1)控制PNP三基管VT1的基极电压，使b点处输出一个额定电压u₃，同时在f点处加载一个小于u₃一半的电压u₄；

(2)控制NPN三极管VT2的基极电压，使u₄＝0，直至被控电磁继电器K1启动，电磁阀K2闭合；

(3)被控电磁继电器K1启动2s后，在f点处持续加载一个占空比为1∶2且与u₄相同的电压u₅；

(4)在电压u₅至少三个占空比的间隙后控制PNP三极管VT1的基极电压，使b点处没有电压输出的同时，确保被控电磁继电器K1维持启动状态，然后检测b点处电压u’_b，此时若u’_b＝0则判断控制电路没有反馈；若u’_b＝u₅则判断控制电路有反馈。

优选地，所述u₃＝24V；u₄＝u₅＝8V。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明通过设计一种控制电路，实现了对电磁继电器的线路检测(电磁继电器未启动时)和反馈信号检测(电磁继电器启动及启动后)。本发明所涉及的电路结构，不仅设计简单，且应用方便，其根据电磁继电器的启动特性，然后基于双电压输入的核心思想，结合三极管的导通特性及对其中一个输入电压的大小(小于另一输入电压一半)和占空比(1∶2)的调整，即可很好地对输入输出端电压大小及输出时间进行控制，从而快速检测出包含有电磁继电器的负载部分的通断、短路及反馈信号情况。应当说，本发明既解决了现有三线控制电磁继电器的方法需要的线材太多、施工麻烦的问题，而且无需像两线控制电磁继电器的方式那样需要设置中间控制模块，因而在硬件设计方面的成本也得到了大幅的降低。

(2)本发明相比三线控制电磁继电器方式来说，既能避免需要耗费过多的线材，节约线材(尤其是在远距离传输的情况下更能体现)，而且相比现有的电磁继电器的控制方式来说，基于本发明的电路结构设计简单及其控制方式的特点，本发明还具有低功耗、省电的优势。

(3)本发明在电磁继电器的线路检测和反馈信号检测上，具有响应速度快、准确率高、性能稳定的优点，因此其适于大规模推广应用。

附图说明

图1为本发明所设计的控制电路的电路原理图。

图2为电磁继电器未启动时输入电压的波形图。

图3为电磁继电器启动时输入电压的波形图。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。

实施例

本发明提供了一种控制电路，可用于实现对电磁继电器的线路检测和反馈信号检测。本发明所设计的控制电路以双电压输入及对输入电压大小和占空比调整作为核心思想，辅以三极管导通为手段，再结合电磁继电器的启动特性，可以准确对电磁继电器进行线路检测和反馈信号检测。

下面详细介绍本发明的设计方案。

首先介绍控制电路的电路结构。如图1所示，本发明所设计的控制电路，包括单向导通二极管V1、被控制电磁继电器K1、单向导通二极管V2、电磁阀K2、PNP三极管VT1、NPN三极管VT2。

所述的单向导通二极管V1阳极接电磁阀K2，阴极接被控制电磁继电器K1。所述的单向导通二级管V2阳极接被控制电磁继电器K1，阴极接电磁阀K2，从而与单向导通二极管V1、被控制电磁继电器K1、电磁阀K2形成负载。各接入点分别为c、d、e，如图1上所示。

所述的PNP三极管VT1发射极接24V电压，集电极接单向导通二极管V1阳极，同时经下拉电阻R1接地；所述NPN三极管VT2发射极接地，集电极接单向导通二级管V2阳极。各接入点分别为b、f，并且b点和f点均接有电压源(分别为A端和B端，且B端与f点之间还接有限流电阻R3)，同时，PNP三极管VT1和NPN三极管VT2各自的基极也接有电压源(分别为a端、g端，且a和PNP三极管VT1之间接有电阻R2，g和NPN三极管VT2之间接有电阻R4)，如图1上所示。

接着分别介绍电磁继电器线路检测和反馈信号检测的过程。

首先是线路检测，其是在通电、且电磁继电器未启动的状态下，对整个控制电路是否发生断路或者短路进行的检测，其流程如下：

(1)控制PNP三极管VT1的基极电压(也就是a端的电压)，使b点处输出一个额定电压u₁(优选为24V，输出时间为1ms)，同时在B端加载一个小于u₁一半的电压u₂(优选为8V)；

(2)检测f点电压u_f，若u_f＝u₂，则判断负载发生断路；若u_f＞u₂，则判断控制电路正常，执行步骤(3)；

(3)控制PNP三极管VT1的基极电压，使b点处没有电压输出，检测b点电压u_b，若u_b＝u₂，则判断负载发生短路；若u_b＝0，则判断控制电路正常。

重复以上步骤，实现控制电路通断及短路检测，其波形如图2所示。

反馈信号检测，是在电磁继电器启动及启动后，对控制电路是否存在反馈进行检测，其流程如下：

(1)控制PNP三极管VT1的基极电压，使b点处输出一个额定电压u₃(优选为24V)，同时在B端加载一个小于u₃一半的电压u₄(优选为8V)；

(2)控制NPN三极管VT2的基极电压(也就是g端的电压)，使f点处的电压为0(持续2s)，直至被控电磁继电器K1启动，电磁阀K2闭合；

(3)被控电磁继电器K1启动2s后，在f点处持续加载一个占空比为1∶2且与u₄相同的电压u₅；

(4)在电压u₅至少三个占空比的间隙后控制PNP三极管VT1的基极电压，使b点处没有电压输出的同时，确保被控电磁继电器K1维持启动状态(被控电磁继电器动作时间为大于等于10ms，处于这个范围内不会使其恢复)，然后检测b点处电压u’_b，此时若u’_b＝0则判断控制电路没有反馈；若u’_b＝u₅则判断控制电路有反馈。

重复以上步骤实现电路反馈信号的检测，其波形如图3所示。

本发明通过设计一种全新的电磁继电器控制电路，并在检测的过程中，运用简单的波形来分析电路通断、短路及反馈信号情况，如此既解决了现有三线控制电磁继电器的方法需要的线材太多、施工麻烦的问题，而且无需像两线控制电磁继电器的方式那样需要设置中间控制模块，在硬件设计方面的成本也得到了大幅的降低。

综上，本发明相比现有技术来说，技术进步十分明显，其具有突出的实质性特点和显著的进步。

上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种双电压实现电磁继电器线路检测的方法，其特征在于，包括控制电路；所述的控制电路包括单向导通二极管V1、被控制电磁继电器K1、单向导通二极管V2、电磁阀K2、PNP三极管VT1、NPN三极管VT2；所述单向导通二极管V1阳极接电磁阀K2，阴极接被控制电磁继电器K1；所述单向导通二极 管V2阳极接被控制电磁继电器K1，阴极接电磁阀K2，从而与单向导通二极管V1、被控制电磁继电器K1、电磁阀K2形成负载；所述PNP三极管VT1发射极接24V电压，集电极接单向导通二极管V1阳极，同时经下拉电阻R1接地，PNP三极管VT1集电极与下拉电阻R1接入点为b；所述NPN三极管VT2发射极接地，集电极接单向导通二极 管V2阳极，接入点为f；

线路检测，是在通电、且电磁继电器未启动的状态下，对整个控制电路是否发生断路或者短路进行的检测；

所述的方法则包括以下步骤：

（1）控制PNP三基管VT1的基极电压，使b点处输出一个额定电压u₁，同时在f点处加载一个小于u₁一半的电压u₂；

（2）检测f点电压u_f，若u_f=u₂，则判断负载发生断路；若u_f＞u₂，则判断控制电路正常，执行步骤（3）；

（3）控制PNP三极管VT1的基极电压，使b点处没有电压输出，检测b点电压u_b，若u_b=u₂，则判断负载发生短路；若u_b=0，则判断控制电路正常。

2.根据权利要求1所述的一种双电压实现电磁继电器线路检测的方法，其特征在于，所述u₁=24V，在输出时间达到1ms时通过控制PNP三极管VT1的基极电压，使b点处没有电压输出。

3.根据权利要求2所述的一种双电压实现电磁继电器线路检测的方法，其特征在于，所述u₂=8V。

4.一种双电压实现电磁继电器反馈信号检测的方法，其特征在于，包括控制电路；所述的控制电路包括单向导通二极管V1、被控制电磁继电器K1、单向导通二极管V2、电磁阀K2、PNP三极管VT1、NPN三极管VT2；所述单向导通二极管V1阳极接电磁阀K2，阴极接被控制电磁继电器K1；所述单向导通二极 管V2阳极接被控制电磁继电器K1，阴极接电磁阀K2，从而与单向导通二极管V1、被控制电磁继电器K1、电磁阀K2形成负载；所述PNP三极管VT1发射极接24V电压，集电极接单向导通二极管V1阳极，同时经下拉电阻R1接地，PNP三极管VT1集电极与下拉电阻R1接入点为b；所述NPN三极管VT2发射极接地，集电极接单向导通二极 管V2阳极，接入点为f；

反馈信号检测，是在电磁继电器启动及启动后，对控制电路是否存在反馈进行检测；

所述的方法则包括以下步骤：

（1）控制PNP三基管VT1的基极电压，使b点处输出一个额定电压u₃，同时在f点处加载一个小于u₃一半的电压u₄；

（2）控制NPN三极管VT2的基极电压，使u₄=0，直至被控电磁继电器K1启动，电磁阀K2闭合；

（3）被控电磁继电器K1启动2s后，在f点处持续加载一个占空比为1∶2且与u₄相同的电压u5；

（4）在电压u5至少三个占空比的间隙后控制PNP三极管VT1的基极电压，使b点处没有电压输出的同时，确保被控电磁继电器K1维持启动状态，然后检测b点处电压u’_b，此时若u’_b=0则判断控制电路没有反馈；若u’_b=u₅则判断控制电路有反馈。

5.根据权利要求4所述的一种双电压实现电磁继电器反馈信号检测的方法，其特征在于，所述u₃=24V；u₄= u₅= 8V。

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