CN110082663B - 一种直流双电源隔离二极管击穿报警装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流双电源隔离二极管击穿报警装置，包括壳体和安装在壳体内的电路板，壳体的下侧设置有四组接线柱，分别为第一输入接线柱、第二输入接线柱、输出接线柱和报警输出端子，第一输入接线柱和第二输入接线柱的正极各通过正极导线串联两个二极管后与输出接线柱的正极连通，负极各通过负极导线直接与输出接线柱的负极连通，电路板上安装有三极管Ⅰ、三极管Ⅱ、光耦Ⅰ、光耦Ⅱ和报警电路元件。本发明外观美观，安全性能高，在其中一只二极管发生击穿后还能保持隔离状态，并且能够及时报警，具有显著的经济价值和社会价值。

Description

一种直流双电源隔离二极管击穿报警装置

技术领域

本发明涉及工业直流监测技术领域，具体涉及一种直流双电源隔离二极管击穿报警装置。

背景技术

在工业场所需要进行可靠供电的地方都会采用直流供电，更高一个级别则采用直流双电源供电，为了避免双电源相互反送电的情况，都要用二极管将两个直流电源进行隔离后才并接在一起，这样的结构存在如下问题：一是在双电源供电情况下，二极管发生击穿时不能及时被发现，只有设备检修时才能发现；二是一旦发生二极管击穿，就存在反送电的情况，未击穿隔离二极管的一路会反送电到隔离二极管击穿的一路；三是采用一只二极管隔离，一旦发生击穿，就会造成两路直流电源之间的互联；四是直接在电气盘柜内安装隔离二极管，存在裸露部位误碰等不安全事件。因此，研制开发一种外观美观，安全性能高，在其中一只二极管发生击穿后还能保持隔离状态，并且能够及时报警的直流双电源隔离二极管击穿报警装置是客观需要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种外观美观，安全性能高，在其中一只二极管发生击穿后还能保持隔离状态，并且能够及时报警的直流双电源隔离二极管击穿报警装置。

本发明的目的是这样实现的，包括壳体和安装在壳体内的电路板，壳体的下侧设置有四组接线柱，分别为第一输入接线柱、第二输入接线柱、输出接线柱和报警输出端子，第一输入接线柱和第二输入接线柱的正极各通过正极导线串联两个二极管后与输出接线柱的正极连通，负极各通过负极导线与输出接线柱的负极连通。

电路板上安装有三极管Ⅰ、三极管Ⅱ、光耦Ⅰ、光耦Ⅱ和报警电路元件，三极管Ⅰ的基极串联电阻Ⅰ后与第一输入接线柱的正极连通，三极管Ⅰ的基极串联电阻Ⅱ后与输出接线柱的正极连通，第一输入接线柱的正极与三极管Ⅰ的集电极之间连接有电阻Ⅲ，三极管Ⅰ的发射极与输出接线柱的正极连通，三极管Ⅰ的集电极与光耦Ⅰ里发光二极管的正极连通。

三极管Ⅱ的基极串联电阻Ⅳ后与第二输入接线柱的正极连通，三极管Ⅱ的基极串联电阻Ⅴ后与输出接线柱的正极连通，第二输入接线柱的正极与三极管Ⅱ的集电极之间连接有电阻Ⅵ，三极管Ⅱ的发射极与输出接线柱的正极连通，三极管Ⅱ的集电极与光耦Ⅱ里发光二极管的正极连通，光耦Ⅰ里发光二极管的负极与光耦Ⅱ里发光二极管的正极连通，光耦Ⅰ里发光二极管的正极与光耦Ⅱ里发光二极管的负极连通。

报警电路元件包括继电器、续流二极管和三极管Ⅲ，光耦Ⅰ和光耦Ⅱ里三极管的集电极连接并串联电阻Ⅶ后与继电器的输入端连接，继电器的输入端与输出接线柱的正极连通，光耦Ⅰ和光耦Ⅱ里三极管的发射极连接并串联电阻Ⅷ后与输出接线柱的负极连通，光耦Ⅰ和光耦Ⅱ里三极管的发射极均与三极管Ⅲ的基极连通，三极管Ⅲ的集电极和发射极之间连接有续流二极管，继电器的输出端与三极管Ⅲ的集电极连通，三极管Ⅲ的发射极与输出接线柱的负极连通，继电器的输入端和输出端之间并联有电阻Ⅸ和报警指示灯。

进一步的，壳体内安装有散热器。

进一步的，第一输入接线柱、第二输入接线柱和输出接线柱的外部设置有方便开合的接线盒。

进一步的，接线盒的一端通过合页与壳体转动连接。

进一步的，壳体包括壳底和壳盖，壳底上设置有安装孔。

进一步的，接线盒上方的壳体表面标示有二极管和报警回路的接线示意图。

进一步的，电阻Ⅱ的电阻值大于电阻Ⅰ的电阻值。

本发明在直流双电源供电的使用过程中，相对于一个二极管来说，串联的两个二极管将压降提高，可较好的驱动三极管，使得三极管具有可靠的执行结果，在两组二极管都正常的情况下，两个三极管导通，两个光耦不工作无输出，报警指示灯不亮，这时属于正常工作状态，反之，当两组二极管，即四个二极管之中任一个出现击穿故障，相应的三极管会截止，其中一个相应的光耦会点亮，就会有电压输出，并导致继电器励磁，发出报警信号，同时点亮报警指示灯。总之，本发明其中的一个二极管发生击穿时，通过报警指示灯可以及时发现，且这时还可以保持两个直流电源之间的隔离状态，防止发生互联的现象，提高用电的安全性能，且整个电路板均安装在一个壳体内，具有较好的外观。本发明外观美观，安全性能高，在其中一只二极管发生击穿后还能保持隔离状态，并且能够及时报警，具有显著的经济价值和社会价值。

附图说明

图1为本发明的内部整体结构示意图；

图2为本发明的外观结构示意图；

图3为本发明的左视外观结构示意图；

图4为本发明的电路连接示意图；

图中：1-壳体，101-壳底，102-壳盖，103-安装孔，2-电路板，3-第一输入接线柱，4-第二输入接线柱，5-输出接线柱，6-二极管，7-三极管Ⅰ，8-三极管Ⅱ，9-光耦Ⅰ，10-光耦Ⅱ，11-电阻Ⅰ，12-电阻Ⅱ，13-电阻Ⅲ，14-电阻Ⅳ，15-电阻Ⅴ，16-电阻Ⅵ，17-继电器，18-续流二极管，19-三极管Ⅲ，20-电阻Ⅶ，21-电阻Ⅷ，22-电阻Ⅸ，23-报警指示灯，24-散热器，25-接线盒，26-接线示意图，27-报警输出端子。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。

如图1～4所示，本发明包括壳体1和安装在壳体1内的电路板2，为节省成本，壳体1可使用塑料制作，壳体1的下侧设置有四组接线柱，分别为第一输入接线柱3、第二输入接线柱4、输出接线柱5和报警输出端子27，第一输入接线柱3和第二输入接线柱4的正极各通过正极导线串联两个二极管6后与输出接线柱5的正极连通，负极各通过负极导线直接与输出接线柱5的负极连通。

电路板2上安装有三极管Ⅰ7、三极管Ⅱ8、光耦Ⅰ9、光耦Ⅱ10和报警电路元件，三极管Ⅰ7的基极串联电阻Ⅰ11后与第一输入接线柱3的正极连通，三极管Ⅰ7的基极串联电阻Ⅱ12后与输出接线柱5的正极连通，第一输入接线柱3的正极与三极管Ⅰ7的集电极之间连接有电阻Ⅲ13，三极管Ⅰ7的发射极与输出接线柱5的正极连通，三极管Ⅰ7的集电极与光耦Ⅰ9里发光二极管的正极连通。

三极管Ⅱ8的基极串联电阻Ⅳ14后与第二输入接线柱4的正极连通，三极管Ⅱ8的基极串联电阻Ⅴ15后与输出接线柱5的正极连通，第二输入接线柱4的正极与三极管Ⅱ8的集电极之间连接有电阻Ⅵ16，三极管Ⅱ8的发射极与输出接线柱5的正极连通，三极管Ⅱ8的集电极与光耦Ⅱ10里发光二极管的正极连通，光耦Ⅰ9里发光二极管的负极与光耦Ⅱ10里发光二极管的正极连通，光耦Ⅰ9里发光二极管的正极与光耦Ⅱ10里发光二极管的负极连通。

报警电路元件包括继电器17和三极管Ⅲ19，光耦Ⅰ9和光耦Ⅱ10里三极管的集电极连接并串联电阻Ⅶ20后与继电器17的输入端连接，继电器17的输入端与输出接线柱5的正极连通，光耦Ⅰ9和光耦Ⅱ10里三极管的发射极连接并串联电阻Ⅷ21后与输出接线柱5的负极连通，光耦Ⅰ9和光耦Ⅱ10里三极管的发射极均与三极管Ⅲ19的基极连通，三极管Ⅲ19的集电极和发射极之间连接有续流二极管18，继电器17的输出端与三极管Ⅲ19的集电极连通，三极管Ⅲ19的发射极与输出接线柱5的负极连通，继电器17的输入端和输出端之间并联有电阻Ⅸ22和报警指示灯23。

使用时，将本发明接入直流双电源电路中，具体的接入方法是：将其中一个直流电源连接在第一输入接线柱3上，另一个直流电源连接在第二输入接线柱4上，输出导线连接在输出接线柱5上。在壳体1内安装4个二极管6，每两个串联作为一组，采用两个串联的目的是把压降提高到1.4v，便于判断二极管6是否击穿，因为采用1个二极管6时，压降为0.7v，驱动三极管Ⅰ7或三极管Ⅱ8都恰好处于临界状态，执行结果不可靠。光耦Ⅰ9和光耦Ⅱ10的工作电压正常为大于0.7v导通，故障状态小于0.7v截止，采用光耦Ⅰ9和光耦Ⅱ10能够有效避免检测回路和报警回路工作电压不同导致的相互影响，提高电路工作的可靠性，三极管Ⅲ19的工作电压为正常直流电压，一般是220v或48v，电阻Ⅶ20和电阻Ⅷ21应满足光耦Ⅰ9或光耦Ⅱ10导通时输出电压略大于0.7v，保证三极管Ⅲ19饱和导通。

本发明中，电阻Ⅰ11和电阻Ⅱ12为三极管Ⅰ7的偏置电阻，电阻Ⅲ13为三极管Ⅰ7集电极的限流电阻，电阻Ⅳ14和电阻Ⅴ15为三极管Ⅱ8的偏置电阻，电阻Ⅵ16为三极管Ⅱ8集电极的限流电阻，电阻Ⅶ20和电阻Ⅷ21为三极管Ⅲ19的偏置电阻，电阻Ⅸ22为报警指示灯23的限流电阻，电路的工作原理是：三极管Ⅰ7的基极通过电阻Ⅰ11和电阻Ⅱ12分压接在第一个直流电源正极两个串联二极管6组合上，两个二极管6正常时，总压降为1.4v，实际使用时，可使电阻Ⅱ12的电阻值大于电阻Ⅰ11的电阻值，就使得分压点电压略大于0.7v，确保三极管Ⅰ7饱和导通，当两个二极管6任一个出现击穿事故时，总压降降为0.7v，分压点电压降至0.3v，确保三极管Ⅰ7可靠截止，同理，电阻Ⅳ14、电阻Ⅴ15和三极管Ⅱ8的工作原理和上述的电阻Ⅰ11、电阻Ⅱ12和三极管Ⅰ7一样。在两组二极管6都正常的情况下，三极管Ⅰ7和三极管Ⅱ8都导通，输出电压都是0.3v左右，光耦Ⅰ9和光耦Ⅱ10都不工作，无输出，三极管Ⅲ19处于截止状态，继电器17不励磁，报警接点无输出，报警指示灯23不亮，反之，当4个二极管6中某一只出现击穿事故时，三极管Ⅰ7和三极管Ⅱ8其中一个基极电压就会低于0.7v而截止，其输出电压就会接近1.4v，光耦Ⅰ9和光耦Ⅱ10中的一个就会被点亮，就会输出电压，导致三极管Ⅲ19导通，从而驱动继电器17励磁，发出报警信号，同时点亮报警指示灯23。

壳体1内安装有散热器24，专门为二极管6散热。

第一输入接线柱3、第二输入接线柱4和输出接线柱5的外部设置有方便开合的接线盒25。为安全考虑，将接线柱安装在接线盒25内，避免无碰触，更加安全可靠。

接线盒25的一端通过合页与壳体1转动连接，接线时，只需将接线盒25沿合页转动翻开即可。

壳体1包括壳底101和壳盖102，壳底101上设置有安装孔103。在安装时，只需将插柱对应插入安装孔103内即可，方便快捷。

为了直观看到二极管6和报警回路的接线情况，接线盒25上方的壳体1表面标示有二极管6和报警回路的接线示意图26。

Claims (7)

1.一种直流双电源隔离二极管击穿报警装置，其特征在于：包括壳体（1）和安装在壳体（1）内的电路板（2），所述壳体（1）的下侧设置有四组接线柱，分别为第一输入接线柱（3）、第二输入接线柱（4）、输出接线柱（5）和报警输出端子（27），第一输入接线柱（3）和第二输入接线柱（4）的正极各通过正极导线串联两个二极管（6）后与输出接线柱（5）的正极连通，负极各通过负极导线与输出接线柱（5）的负极连通；

所述电路板（2）上安装有三极管Ⅰ（7）、三极管Ⅱ（8）、光耦Ⅰ（9）、光耦Ⅱ（10）和报警电路元件，三极管Ⅰ（7）的基极串联电阻Ⅰ（11）后与第一输入接线柱（3）的正极连通，三极管Ⅰ（7）的基极串联电阻Ⅱ（12）后与输出接线柱（5）的正极连通，第一输入接线柱（3）的正极与三极管Ⅰ（7）的集电极之间连接有电阻Ⅲ（13），三极管Ⅰ（7）的发射极与输出接线柱（5）的正极连通，三极管Ⅰ（7）的集电极与光耦Ⅰ（9）里发光二极管的正极连通；

所述三极管Ⅱ（8）的基极串联电阻Ⅳ（14）后与第二输入接线柱（4）的正极连通，三极管Ⅱ（8）的基极串联电阻Ⅴ（15）后与输出接线柱（5）的正极连通，第二输入接线柱（4）的正极与三极管Ⅱ（8）的集电极之间连接有电阻Ⅵ（16），三极管Ⅱ（8）的发射极与输出接线柱（5）的正极连通，三极管Ⅱ（8）的集电极与光耦Ⅱ（10）里发光二极管的正极连通，光耦Ⅰ（9）里发光二极管的负极与光耦Ⅱ（10）里发光二极管的正极连通，光耦Ⅰ（9）里发光二极管的正极与光耦Ⅱ（10）里发光二极管的负极连通；

所述报警电路元件包括继电器（17）和三极管Ⅲ（19），所述光耦Ⅰ（9）和光耦Ⅱ（10）里三极管的集电极连接并串联电阻Ⅶ（20）后与继电器（17）的输入端连接，继电器（17）的输入端与输出接线柱（5）的正极连通，所述光耦Ⅰ（9）和光耦Ⅱ（10）里三极管的发射极连接并串联电阻Ⅷ（21）后与输出接线柱（5）的负极连通，光耦Ⅰ（9）和光耦Ⅱ（10）里三极管的发射极均与三极管Ⅲ（19）的基极连通，三极管Ⅲ（19）的集电极和发射极之间连接有续流二极管（18），继电器（17）的输出端与三极管Ⅲ（19）的集电极连通，三极管Ⅲ（19）的发射极与输出接线柱（5）的负极连通，继电器（17）的输入端和输出端之间并联有电阻Ⅸ（22）和报警指示灯（23）。

2.根据权利要求1所述的一种直流双电源隔离二极管击穿报警装置，其特征在于：所述壳体（1）内安装有散热器（24）。

3.根据权利要求1所述的一种直流双电源隔离二极管击穿报警装置，其特征在于：所述第一输入接线柱（3）、第二输入接线柱（4）和输出接线柱（5）的外部设置有方便开合的接线盒（25）。

4. 根据权利要求3所述的一种直流双电源隔离二极管击穿报警装置，其特征在于： 所述接线盒（25）的一端通过合页与壳体（1）转动连接。

5.根据权利要求1所述的一种直流双电源隔离二极管击穿报警装置，其特征在于：所述壳体（1）包括壳底（101）和壳盖（102），壳底（101）上设置有安装孔（103）。

6.根据权利要求3所述的一种直流双电源隔离二极管击穿报警装置，其特征在于：所述接线盒（25）上方的壳体（1）表面标示有二极管（6）和报警回路的接线示意图（26）。

7.根据权利要求1所述的一种直流双电源隔离二极管击穿报警装置，其特征在于：所述电阻Ⅱ（12）的电阻值大于电阻Ⅰ（11）的电阻值。