CN201935986U - 一种开关量输出的自检电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种开关量输出的自检电路，解决了难以判断开关量输出是否工作正常的问题。本实用新型的开关量输出的自检电路中，增加了自检单元，由于控制器属弱电器件而继电器属强电器件，所以采用自检光耦元件将弱电器件与强电器件进行隔离。控制器使开出通道导通后，继电器回路连通，自检光耦的原边的光敏二极管发光，副边随之导通，通过监测与副边相连的检测端口的电平，就可以判断继电器电路中的故障情况。增加的自检单元结构简单，很容易实现，能够灵敏地检测输出通道工作是否正常。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力系统继电保护领域，特别是一种开关量输出的自检单元，它适用于微机继电保护装置中对开关量输出回路的自检。
背景技术
开关量输出回路是微机保护装置的重要组成部分，为了保证开关量输出回路处于正常工作状态，需要对开关量输出是否处于正确的工作状态进行自检。
由于开关量输出是弱电电路，而控制的对象是继电器等强电器件，如何检测强电器件与开关量输出的关系并处理它们之间的隔离，是设计的难点，现有技术也缺乏此类设计。
实用新型内容
本实用新型提供了一种开关量输出的自检电路，解决了难以判断开关量输出是否工作正常的问题。
为了实现上述目的，本实用新型的一种方案是：一种开关量输出的自检电路，包括控制器，控制器的输出端口上对应设置有至少两个开出通道，输出端口与开出通道一一对应，所述每个开出通道包括通道光耦元件，通道光耦元件的原边与对应的限流电阻串联，接在控制器电源与控制器对应输出端口之间，通道光耦元件的副边与对应的继电器线圈串联，接在继电器电源与地之间，各通道光耦元件的副边与对应的继电器线圈构成的串联支路相互并联；所述开关量输出的自检电路还包括一个自检单元，该自检单元包括一个自检光耦元件，该自检光耦元件的原边串联在所述各继电器的电源干路中，自检光耦元件的副边与一个上拉或下拉电阻串联，连接在控制器电源与地之间，自检光耦元件的副边与所述上拉或下拉电阻的串联点连接控制器的检测端口。
本实用新型的开关量输出的自检电路中，增加了自检单元，由于控制器属弱电器件而继电器属强电器件，所以采用自检光耦元件将弱电器件与强电器件进行隔离。控制器使开出通道导通后，继电器回路连通，自检光耦的原边的光敏二极管发光，副边随之导通，通过监测与副边相连的检测端口的电平，就可以判断继电器电路中的故障情况。增加的自检单元结构简单，很容易实现，能够灵敏地检测输出通道工作是否正常。
进一步的，所述控制器为复杂可编程器件CPLD，其电源电压为3.3V。
所述继电器电源电压为24V。
附图说明
图1 为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
如图1所示，本实用新型的开关量输出的自检电路包括：复杂可编程器件CPLD，CPLD的输出端口上对应设置有n（n>2）路开出通道，输出端口与开出通道一一对应，每个开出通道结构相同，开出通道21对应输出端口11，包括通道光耦元件402，通道光耦元件402的原边与第一限流电阻401串联接在3.3V电源（CPLD电源）与输出端口11之间，通道光耦元件402副边与对应的继电器线圈403、第二限流电阻2串联，连接24V电源，各通道光耦元件副边与对应的继电器线圈构成的串联支路相互并联。
开关量输出自检电路的自检单元包括：一个自检光耦元件3，该自检光耦元件3的原边光敏二极管与24V电源串联，自检光耦元件3的副边与一个上拉电阻1（下拉电阻与上拉电阻情况类同，不再分别叙述）串联，上拉电阻1接在3.3V电源与光耦元件3的副边光敏三极管集电极之间，光敏三极管的射极接地，自检光耦元件3的副边与上拉电阻1的串联点上连接CPLD的检测端口8。
为了保证前述的通道光耦元件、自检光耦元件、继电器在3.3V电源和24V电源的下处于正常工作状态，前述的各电阻、光耦元件、继电器要互相匹配。例如，前述的自检光电耦合器3型号选为TLP121，通道光耦元件402的型号选为副边是达林顿管驱动的TLP127，以增加驱动能力。各路开出通道的出口继电器选择松下DSP1-DC24V型的继电器，上拉电阻1、第二限流电阻2和第一限流电阻401的阻值分别选10K，4.7K和470。
电路工作原理：CPLD控制开出通道导通后，继电器电源回路随之导通，所以自检光耦元件3的原边光敏二极管发光，自检光耦元件3的副边随之导通，使3.3V电源、上拉电阻1、自检光耦元件3的副边与地构成回路，自检光耦元件3的副边与上拉电阻1的串联点的电压改变，该点连接CPLD检测端口8，通过监测该检测端口8的电平即可得知继电器电源回路的工作情况。第二限流电阻2 的存在能够保证继电器在自检时不会误动。
根据上述的电路，对于一个通道，以通道21为例，CPLD通过输出端口11给开出通道21发出低电平检测脉冲，(低电平时，3.3V电源、第一限流电阻401、通道光耦402的原边以及输出端口11构成的串联回路导通，如果采用高电平触发通道，需要将输出端口11依次连接第一限流电阻401，通道光耦402的原边与地)同时，监测检测端口8的电平跳变，如果监测到检测端口电平由高电平跳变到低电平，说明该开出通道正常；如果监测到电平没有跳变，一直为高电平，说明开出通道21输出断路，一直为低电平，说明开出通道21输出短路。
对所有通道进行快速自检，可以使CPLD通过输出端口（21、22、2n）依次输出低电平检测脉冲信号。如果检测端口8能够按发出检测脉冲那样依次接收到低电平信号，证明开出回路处于正常工作状态。如果CPLD向每一路开出通道依次发出低电平检测信号时，检测端口8不能依次收到低电平信号，证明某一路或几路开出通道输出断线。如果CPLD没有发出低电平的检测信号而在检测端口8接收到低电平信号，证明开出通道输出或者继电器电源电路中有短路发生。
Claims (3)
1.一种开关量输出的自检电路，包括控制器，控制器的输出端口上对应设置有至少两个开出通道，输出端口与开出通道一一对应，所述每个开出通道包括通道光耦元件，通道光耦元件的原边与对应的限流电阻串联，接在控制器电源与控制器对应输出端口之间，通道光耦元件的副边与对应的继电器线圈串联，接在继电器电源与地之间，各通道光耦元件的副边与对应的继电器线圈构成的串联支路相互并联；其特征在于，所述开关量输出的自检电路还包括一个自检单元，该自检单元包括一个自检光耦元件，该自检光耦元件的原边串联在所述各继电器的电源干路中，自检光耦元件的副边与一个上拉或下拉电阻串联，连接在控制器电源与地之间，自检光耦元件的副边与所述上拉或下拉电阻的串联点连接控制器的检测端口。
2.根据权利要求1所述的一种开关量输出的自检电路，其特征在于，所述控制器为复杂可编程器件CPLD，其电源电压为3.3V。
3.根据权利要求1所述的一种开关量输出的自检电路，其特征在于，所述继电器电源电压为24V。
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