CN112578273A - 交流电路中继电器的粘连检测装置、方法和交流充电桩 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种交流电路中继电器的粘连检测装置、方法和交流充电桩，所述装置包括：第一检测模块，第一检测模块包括第一检测支路，第一检测支路的一端与火线输入端相连、另一端与零线输出端相连，第一检测模块用于检测第一检测支路是否通电；第二检测模块，第二检测模块包括第二检测支路，第二检测支路的一端与零线输入端相连、另一端与火线输出端相连，第二检测模块用于检测第二检测支路是否通电；判断模块，判断模块分别与第一检测模块和第二检测模块相连，判断模块用于在第一检测支路通电时判定第二继电器发生粘连，并在第二检测支路通电时判定第一继电器发生粘连。本发明电路结构和判断逻辑均比较简单，稳定性较高，成本较低。

Description

交流电路中继电器的粘连检测装置、方法和交流充电桩
技术领域
本发明涉及电路故障检测技术领域，具体涉及一种交流电路中继电器的粘连检测装置、一种交流充电桩和一种交流电路中继电器的粘连检测方法。
背景技术
新国标要求交流充电桩具有继电器粘连检测功能。交流充电桩中所使用的继电器有双常开和单常开两种，单常开继电器要用两个，并且大部分没有辅助触点。带有辅助触点的继电器本身成本较高，而如果为了实现继电器粘连检测功能而对交流充电桩换装带有辅助触点的继电器，无疑会增加大量的成本。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供了一种交流电路中继电器的粘连检测装置、方法和交流充电桩，能够方便准确地检测出任一个继电器是否发生粘连或两个继电器是否均发生粘连，电路结构和判断逻辑均比较简单，稳定性较高，成本较低。
本发明采用的技术方案如下：
一种交流电路中继电器的粘连检测装置，所述交流电路中包含设置于火线上的第一继电器和设置于零线上的第二继电器，所述第一继电器的第一触点连接到火线输入端、第二触点连接到火线输出端，所述第二继电器的第一触点连接到零线输入端、第二触点连接到零线输出端，所述粘连检测装置包括：第一检测模块，所述第一检测模块包括第一检测支路，所述第一检测支路的一端与所述火线输入端相连、另一端与所述零线输出端相连，所述第一检测模块用于检测所述第一检测支路是否通电；第二检测模块，所述第二检测模块包括第二检测支路，所述第二检测支路的一端与所述零线输入端相连、另一端与所述火线输出端相连，所述第二检测模块用于检测所述第二检测支路是否通电；判断模块，所述判断模块分别与所述第一检测模块和所述第二检测模块相连，所述判断模块用于在所述第一检测支路通电时判定所述第二继电器发生粘连，并在所述第二检测支路通电时判定所述第一继电器发生粘连。
所述第一检测模块包括第一光耦、第一限流电阻、第一安规电容、第一二极管和第一上拉电阻，所述第一光耦的发光二极管阳极与所述第一二极管的阴极相连，并通过串联的所述第一限流电阻和所述第一安规电容与所述火线输入端相连，所述第一光耦的发光二极管阴极与所述第一二极管的阳极相连，并与所述零线输出端相连，所述第一光耦的三极管集电极与所述判断模块相连，并通过所述第一上拉电阻连接到预设电源，所述第一光耦的三极管发射极接地。
所述第二检测模块包括第二光耦、第二限流电阻、第二安规电容、第二二极管和第二上拉电阻，所述第二光耦的发光二极管阳极与所述第二二极管的阴极相连，并通过串联的所述第二限流电阻和所述第二安规电容与所述零线输入端相连，所述第二光耦的发光二极管阴极与所述第二二极管的阳极相连，并与所述火线输出端相连，所述第二光耦的三极管集电极与所述判断模块相连，并通过所述第二上拉电阻连接到预设电源，所述第二光耦的三极管发射极接地。
所述第一检测模块在所述第一安规电容、所述第一限流电阻和所述第一光耦的发光二极管构成的所述第一检测支路通电时，通过所述第一光耦的三极管集电极向所述判断模块输出PWM波。
所述第二检测模块在所述第二安规电容、所述第二限流电阻和所述第二光耦的发光二极管构成的所述第二检测支路通电时，通过所述第二光耦的三极管集电极向所述判断模块输出PWM波。
所述第一继电器和所述第二继电器分别具有对应的线圈或共用一个线圈。
一种交流充电桩，包括上述交流电路中继电器的粘连检测装置。
一种交流电路中继电器的粘连检测方法，所述交流电路中包含设置于火线上的第一继电器和设置于零线上的第二继电器，所述第一继电器的第一触点连接到火线输入端、第二触点连接到火线输出端，所述第二继电器的第一触点连接到零线输入端、第二触点连接到零线输出端，所述粘连检测方法包括：检测一端与所述火线输入端相连、另一端与所述零线输出端相连的第一检测支路是否通电；检测一端与所述零线输入端相连、另一端与所述火线输出端相连的第二检测支路是否通电；如果所述第一检测支路通电，则判定所述第二继电器发生粘连，如果所述第二检测支路通电，则判定所述第一继电器发生粘连。
本发明的有益效果：
本发明能够方便准确地检测出任一个继电器是否发生粘连或两个继电器是否均发生粘连，电路结构和判断逻辑均比较简单，稳定性较高，成本较低。
此外，检测模块中使用安规电容和光耦进行高低压信号的隔离，能够满足介电强度的要求，并能够进一步降低成本。
附图说明
图1为本发明实施例的交流电路中继电器的粘连检测装置的结构示意图；
图2为本发明一个实施例的继电器线圈的电路拓扑图；
图3为本发明一个实施例的交流电路中继电器的粘连检测装置的电路拓扑图；
图4为本发明实施例的交流电路中继电器的粘连检测方法的流程图。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例的交流电路中包含设置于火线L上的第一继电器K1和设置于零线N上的第二继电器K2，第一继电器K1的第一触点连接到火线输入端L_INPUT、第二触点连接到火线输出端L_OUTPUT，第二继电器K2的第一触点连接到零线输入端N_INPUT、第二触点连接到零线输出端N_OUTPUT。其中，火线输入端L_INPUT和零线输入端N_INPUT对应连接到交流电源的火线端和零线端，火线输出端L_OUTPUT和零线输出端N_OUTPUT对应连接到用电设备的火线输入端和零线输入端。
在本发明的一个实施例中，第一继电器K1和第二继电器K2可分别具有对应的线圈或共用一个线圈。在本发明的一个具体实施例中，如图2所示，继电器线圈所在的电路包括续流二极管D0、发光二极管LED和分压电阻R0。续流二极管D0并接于线圈两端，其中，续流二极管D0的阴极与线圈的供电电源，例如12V直流电源相连，发光二极管LED和分压电阻R0串接后，并接于线圈两端，其中，发光二极管LED的阳极通过分压电阻R0与线圈的供电电源相连。
在用电设备待机时，第一继电器K1和第二继电器K2可处于常开状态，在用电设备正常工作时，继电器线圈得电，第一继电器K1和第二继电器K2的触点均闭合，同时发光二极管LED通电发光，指示继电器的闭合状态，即用电设备的工作状态。在需要关闭用电设备或使其恢复至待机状态时，可控制继电器断电，使得第一继电器K1和第二继电器K2的触点均断开，而如果第一继电器K1或第二继电器K2发生粘连，则发生粘连的继电器仍相当于处于闭合状态，其所在的电源线仍然连通。
为检测第一继电器K1和第二继电器K2是否发生粘连，提出了本发明实施例的粘连检测装置。
如图1所示，本发明实施例的粘连检测装置包括第一检测模块10、第二检测模块20和判断模块30。其中，第一检测模块10包括第一检测支路11，第一检测支路11的一端与火线输入端L_INPUT相连、另一端与零线输出端N_OUTPUT相连，第一检测模块10用于检测第一检测支路11是否通电；第二检测模块20包括第二检测支路21，第二检测支路21的一端与零线输入端N_INPUT相连、另一端与火线输出端L_OUTPUT相连，第二检测模块20用于检测第二检测支路21是否通电；判断模块30分别与第一检测模块10和第二检测模块20相连，判断模块30用于在第一检测支路11通电时判定第二继电器K2发生粘连，并在第二检测支路21通电时判定第一继电器K1发生粘连。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，第一检测模块10包括第一光耦U1、第一限流电阻R1、第一安规电容C1、第一二极管D1和第一上拉电阻R2，第一光耦U1的发光二极管阳极与第一二极管D1的阴极相连，并通过串联的第一限流电阻R1和第一安规电容C1与火线输入端L_INPUT相连，第一光耦U1的发光二极管阴极与第一二极管D1的阳极相连，并与零线输出端N_OUTPUT相连，第一光耦U1的三极管集电极与判断模块30相连，并通过第一上拉电阻R2连接到预设电源，例如3.3V的直流电源，第一光耦U1的三极管发射极接地。
如图3所示，第二检测模块20包括第二光耦U2、第二限流电阻R3、第二安规电容C2、第二二极管D2和第二上拉电阻R4，第二光耦U2的发光二极管阳极与第二二极管D2的阴极相连，并通过串联的第二限流电阻R3和第二安规电容C2与零线输入端N_INPUT相连，第二光耦U2的发光二极管阴极与第二二极管D2的阳极相连，并与火线输出端L_OUTPUT相连，第二光耦U2的三极管集电极与判断模块30相连，并通过第二上拉电阻R4连接到预设电源，第二光耦U2的三极管发射极接地。
在本发明的一个实施例中，判断模块30可为MCU。
基于上述电路结构，当第一检测支路11或第二检测支路21两端分别接入火零线电源时，安规电容C1或C2可以通过50Hz的交流电压，对应驱动光耦U1或U2的发光二极管，二极管D1或D2可滤除反向电压。因此，第一检测模块10可在第一安规电容C1、第一限流电阻R1和第一光耦U1的发光二极管构成的第一检测支路11通电时，通过第一光耦U1的三极管集电极向判断模块30，即MCU的MCU_IO1引脚输出PWM波；第二检测模块20可在第二安规电容C2、第二限流电阻R3和第二光耦U2的发光二极管构成的第二检测支路21通电时，通过第二光耦U2的三极管集电极向判断模块30，即MCU的MCU_IO2引脚输出PWM波。MCU在通过MCU_IO1引脚接收到50Hz的PWM波时，可判定第二继电器K2发生粘连；在通过MCU_IO2引脚接收到50Hz的PWM波时，可判定第一继电器K1发生粘连；在通过MCU_IO1引脚和MCU_IO2引脚均接收到50Hz的PWM波时，可判定第二继电器K2和第一继电器K1均发生粘连。
在本发明的一个实施例中，交流电路中继电器的粘连检测装置还可包括报警模块。报警模块可与判断模块30相连，判断模块30在判定第二继电器K2和/或第一继电器K1发生粘连时，发出对应的报警信号，例如，可以发出对应的声光报警信号。
在本发明的一个实施例中，交流电路中继电器的粘连检测装置还可包括通信模块。通信模块可与判断模块30相连，并与监控中心进行通信连接，判断模块30在判定第二继电器K2和/或第一继电器K1发生粘连时，可控制通信模块向监控中心发送对应的判断结果。
根据本发明实施例的交流电路中继电器的粘连检测装置，通过两个检测模块与两个继电器触点的交叉连接，能够方便准确地检测出任一个继电器是否发生粘连或两个继电器是否均发生粘连，电路结构和判断逻辑均比较简单，稳定性较高，成本较低。
此外，检测模块中使用安规电容和光耦进行高低压信号的隔离，能够满足介电强度的要求，并能够进一步降低成本。
对应上述实施例的交流电路中继电器的粘连检测装置，本发明还提出一种交流充电桩。
本发明实施例的交流充电桩，包括本发明上述任一实施例的交流电路中继电器的粘连检测装置，其具体的实施方式可参照上述实施例。
根据本发明实施例的交流充电桩，其粘连检测装置能够方便准确地检测出任一个继电器是否发生粘连或两个继电器是否均发生粘连，电路结构和判断逻辑均比较简单，稳定性较高，成本较低。
对应上述实施例的交流电路中继电器的粘连检测装置，本发明还提出一种交流电路中继电器的粘连检测方法。
如图4所示，本发明实施例的交流电路中继电器的粘连检测方法，包括以下步骤：
S1，检测一端与火线输入端相连、另一端与零线输出端相连的第一检测支路是否通电。
S2，检测一端与零线输入端相连、另一端与火线输出端相连的第二检测支路是否通电。
S3，如果第一检测支路通电，则判定第二继电器发生粘连，如果第二检测支路通电，则判定第一继电器发生粘连。
更具体的实施方式可参照上述交流电路中继电器的粘连检测装置的相关实施例，在此不再赘述。
在本发明的一个实施例中，交流电路中继电器的粘连检测方法还可包括：如果判定第二继电器和/或第一继电器发生粘连，则发出对应的报警信号，例如，可以发出对应的声光报警信号。
在本发明的一个实施例中，交流电路中继电器的粘连检测方法还可包括：如果判定第二继电器和/或第一继电器发生粘连，则向监控中心发送对应的判断结果。
根据本发明实施例的交流电路中继电器的粘连检测方法，能够方便准确地检测出任一个继电器是否发生粘连或两个继电器是否均发生粘连，所用的电路结构和判断逻辑均比较简单，稳定性较高，成本较低。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种交流电路中继电器的粘连检测装置，其特征在于，所述交流电路中包含设置于火线上的第一继电器和设置于零线上的第二继电器，所述第一继电器的第一触点连接到火线输入端、第二触点连接到火线输出端，所述第二继电器的第一触点连接到零线输入端、第二触点连接到零线输出端，所述粘连检测装置包括：
第一检测模块，所述第一检测模块包括第一检测支路，所述第一检测支路的一端与所述火线输入端相连、另一端与所述零线输出端相连，所述第一检测模块用于检测所述第一检测支路是否通电；
第二检测模块，所述第二检测模块包括第二检测支路，所述第二检测支路的一端与所述零线输入端相连、另一端与所述火线输出端相连，所述第二检测模块用于检测所述第二检测支路是否通电；
判断模块，所述判断模块分别与所述第一检测模块和所述第二检测模块相连，所述判断模块用于在所述第一检测支路通电时判定所述第二继电器发生粘连，并在所述第二检测支路通电时判定所述第一继电器发生粘连。
2.根据权利要求1所述的交流电路中继电器的粘连检测装置，其特征在于，所述第一检测模块包括第一光耦、第一限流电阻、第一安规电容、第一二极管和第一上拉电阻，所述第一光耦的发光二极管阳极与所述第一二极管的阴极相连，并通过串联的所述第一限流电阻和所述第一安规电容与所述火线输入端相连，所述第一光耦的发光二极管阴极与所述第一二极管的阳极相连，并与所述零线输出端相连，所述第一光耦的三极管集电极与所述判断模块相连，并通过所述第一上拉电阻连接到预设电源，所述第一光耦的三极管发射极接地。
3.根据权利要求2所述的交流电路中继电器的粘连检测装置，其特征在于，所述第二检测模块包括第二光耦、第二限流电阻、第二安规电容、第二二极管和第二上拉电阻，所述第二光耦的发光二极管阳极与所述第二二极管的阴极相连，并通过串联的所述第二限流电阻和所述第二安规电容与所述零线输入端相连，所述第二光耦的发光二极管阴极与所述第二二极管的阳极相连，并与所述火线输出端相连，所述第二光耦的三极管集电极与所述判断模块相连，并通过所述第二上拉电阻连接到预设电源，所述第二光耦的三极管发射极接地。
4.根据权利要求3所述的交流电路中继电器的粘连检测装置，其特征在于，所述第一检测模块在所述第一安规电容、所述第一限流电阻和所述第一光耦的发光二极管构成的所述第一检测支路通电时，通过所述第一光耦的三极管集电极向所述判断模块输出PWM波。
5.根据权利要求3所述的交流电路中继电器的粘连检测装置，其特征在于，所述第二检测模块在所述第二安规电容、所述第二限流电阻和所述第二光耦的发光二极管构成的所述第二检测支路通电时，通过所述第二光耦的三极管集电极向所述判断模块输出PWM波。
6.根据权利要求1所述的交流电路中继电器的粘连检测装置，其特征在于，所述第一继电器和所述第二继电器分别具有对应的线圈或共用一个线圈。
7.一种交流充电桩，其特征在于，包括根据权利要求1-6中任一项所述的交流电路中继电器的粘连检测装置。
8.一种交流电路中继电器的粘连检测方法，其特征在于，所述交流电路中包含设置于火线上的第一继电器和设置于零线上的第二继电器，所述第一继电器的第一触点连接到火线输入端、第二触点连接到火线输出端，所述第二继电器的第一触点连接到零线输入端、第二触点连接到零线输出端，所述粘连检测方法包括：
检测一端与所述火线输入端相连、另一端与所述零线输出端相连的第一检测支路是否通电；
检测一端与所述零线输入端相连、另一端与所述火线输出端相连的第二检测支路是否通电；
如果所述第一检测支路通电，则判定所述第二继电器发生粘连，如果所述第二检测支路通电，则判定所述第一继电器发生粘连。
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