CN203965495U - 一种用于单相表的双继电器控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于单相表的双继电器控制电路，包括由相线继电器和零线继电器组成的双继电器电路；由独立的两路分别控制相线继电器和零线继电器通断的继电器控制回路组成的继电器控制双回路；为继电器控制双回路提供工作电源的继电器电源电路；控制继电器电源电路的关闭与开启、发送继电器控制信号到继电器控制双回路，进而控制双继电器的通断的CPU电路。该电路减少了两个继电器同时动作带来的过多功耗，解决了低电压供电时无法正常显示和额定电压下双继电器动作时拉低系统电源电压的问题，从而电力公司也可以安全有效地通过双继电器管理用户用电，也增加了窃电和私自用电的难度，提高了产品质量，完善了电表的性能。

Description

一种用于单相表的双继电器控制电路

技术领域

 本实用新型涉及一种负荷开关单相表控制领域，特别涉及一种用于单相表的双继电器控制电路。 

背景技术

目前家庭普遍使用内置负荷开关单相表，电力公司通过远程或者本地操作管理控制用户用电，通常是采用以下两种方式： 

采用单个继电器控制单相表相线的通断，这种方式使用时非常方便，但对窃电和防止用户私自用电等问题存在较大的漏洞，由于零线还有电气连接，所以在拉闸时对人身安全也存在一定的威胁；

采用两个继电器分别控制单相表的相线和零线的通断，这种方式同时控制相线和零线的通断，增加了窃电和用户私自用电的难度，由于供电系统和用户设备被电气隔离，故保障了拉闸时的人身安全，但是这种方法也存在缺陷，由于双继电器在拉闸或合闸时功耗很大，控制双继电器拉闸需要电源有很强的带载能力，否则很可能会拉低供电系统的电压，致使系统CPU复位，存在在非常大的隐患，使用高容量的电解电容作为继电器的供电电源为继电器动作储蓄能量可解决此问题，但由于电能表内空间有限，所以这种方法也行不通。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是提供一种能解决低电压供电时无法正常显示和额定电压下双继电器动作时拉低系统电源电压的问题的用于单相表的双继电器控制电路。 

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案是：一种用于单相表的双继电器控制电路，包括： 

继电器电路，包括分别控制单相表的相线、零线通断的相线继电器和零线继电器；

继电器控制双回路，包括独立的两路分别控制相线继电器和零线继电器通断的控制回路；

继电器电源电路，为继电器控制双回路提供工作电源；

CPU电路，控制继电器电源电路的关闭与开启、发送继电器控制信号到继电器控制双回路，进而控制双继电器的通断。

每一路继电器控制回路均包括两个PNP三极管和两个NPN三极管；两个PNP三极管的发射极同时连接于12V电源，集电极分别与两个NPN三极管集电极连接，基极分别通过一限流电阻后引出，作为供CPU电路控制的连接继电器输入端的设置端和复位端；所述两个NPN三极管发射极同时接地，基极分别通过一电阻连接于CPU电路作为供CPU电路控制的继电器通、断控制端。 

四个三极管的集电极两两相接分别与所述设置端和复位端连接。 

从设置端到与其直接连接的两个三极管的发射极分别连接有二极管D1、D2，从复位端到与其直接连接的两个三极管的发射极分别连接有二极管D3、D4。 

所述继电器电源电路包括三极管Q1和场效应管Q3，所述三极管Q1发射极接地,集电极通过一电阻R2连接于场效应管Q3的栅极，基极连接CPU电路,所述CPU电路控制三极管Q1的截止和导通，进而控制场效应管Q3的通断,实现继电器电源的通断控制。 

所述继电器电路采用磁保持继电器。 

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点： 

本实用新型提供一种用于单相表的双继电器控制电路，利用CPU电路控制继电器电源电路的通断和相继发送继电器控制信号到继电器控制双回路，控制双继电器分时地进行动作，减少了两个继电器同时动作带来的过多功耗，解决了低电压供电时无法正常显示和额定电压下双继电器动作时拉低系统电源电压的问题，从而电力公司也可以安全有效地通过双继电器管理用户用电，也增加了窃电和私自用电的难度，提高了产品质量，完善了电表的性能。

附图说明

图1为本实用新型双继电器控制电路的结构框图； 

图2为本实用新型电能表上电时的控制方法的结构框图；

图3为本实用新型的双继电器电能表的控制方法框图；

图4为本实用新型的继电器控制双回路23的其中一继电器控制回路电路图；

图5为本实用新型的继电器控制双回路23的另一继电器控制回路电路图；

图6为本实用新型的继电器电源电路24电路图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本实用新型进行进一步详细描述。 

如图1所示，一种用于单相表的双继电器控制电路，依次包括CPU电路25、继电器电源电路24、继电器控制双回路23和双继电 器电路22，所述双继电器电路22包括相线继电器和零线继电器，所述继电器控制双回路由两个独立的继电器控制回路组成。 

如图4所示，所述继电器控制回路的其中一继电器控制回路包括两个PNP三极管Q1、Q2和两个NPN三极管Q3、Q4；两个PNP三极管Q1、Q2的发射极同时连接于12V直流电源，集电极分别与两个NPN三极管Q3、Q4集电极连接，基极分别通过一限流电阻R1、R2后引出，作为供CPU电路25控制的连接继电器输入端的设置端SET和复位端RESET,即继电器驱动线圈两端。所述两个NPN三极管Q3、Q4发射极同时接地，基极分别通过一电阻R3、R4连接于CPU电路25作为供CPU电路25控制的继电器通、断控制端。 

四个三极管Q1、Q2、Q3、Q4的集电极两两相接分别与所述设置端SET和复位端RESET连接。 

从设置端SET到与其直接连接的PNP三极管连接有二极管D1，其中设置端SET连接二极管D1的正极，从设置端SET到与其直接连接的NPN三极管连接有二极管D2，其中设置端SET连接二极管D1的负极， 从复位端RESET到与其直接连接的PNP三极管连接有二极管D3，其中复位端RESET连接二极管D3的正极，从复位端RESET到与其直接连接的NPN三极管连接有二极管D4，其中复位端RESET连接二极管D4的正极，其中D1、D2、D3、D4都起保护电路的作用。 

如图5所示，所述继电器控制回路的另一继电器控制回路包括两个PNP三极管Q5、Q6和两个NPN三极管Q7、Q8；两个PNP三极管Q5、Q6的发射极同时连接于12V电源，集电极分别与两个NPN三极管Q7、Q8集电极连接，基极分别通过一限流电阻R5、R6后引出，作为供CPU电路25控制的设置端SETN和复位端RESETN；所述两个NPN三极管Q7、Q8发射极同时接地，基极分别通过一电阻R7、R8连接于CPU电路25作为供CPU电路25控制的继电器通、断控制端。 

同样地，四个三极管Q5、Q6、Q7、Q8的集电极两两相接分别与所述设置端SETN和复位端RESETN连接。 

同样地，从设置端SETN到与其直接连接的PNP三极管连接有二极管D5，其中设置端SETN连接二极管D5的正极，从设置端SETN到与其直接连接的NPN三极管连接有二极管D6，其中设置端SETN连接二极管D6的负极， 从复位端RESETN到与其直接连接的PNP三极管连接有二极管D7，其中复位端RESETN连接二极管D7的正极，从复位端RESETN到与其直接连接的NPN三极管连接有二极管D8，其中复位端RESETN连接二极管D8的正极,其中二极管D5、D6、D7、D8都起保护电路的作用。 

其中继电器控制双回路中的OFF-RELAY、ON-RELAY、OFF-RELAYN、ON-RELAYN信号直接连接于CPU电路25，其端口是控制双继电器22拉合闸的信号线。 

图4电路中，当CPU电路25不发送控制信号时，设置端SET和复位端RESET均处于高电位，当CPU电路25的OFF-RELAY端发送高电平时，通过三极管Q4后设置端SET相对于原来状态为低电位，此时复位端RESET仍为高电位，从而在继电器两端产生电压差，此时继电器闭合；当CPU电路25的ON-RELAY端发送高电平时，通过三极管Q3后复位端RESET相对于原来状态为低电位，此时设置端SET仍为高电位，从而在继电器两端产生反向电压差，此时继电器断开。图5所示另一继电器控制回路原理与图4所示相同，在此不赘述。 

如图6所示，继电器电源电路24包括三极管Q1和场效应管Q3，所述三极管Q1的集电极通过一电阻R2连接于场效应管Q3的栅极，所述CPU电路25控制三极管Q1的截止和导通，从而控制场效应管Q3源极和漏极的通断。 

本实用新型采用继电器控制双回路23控制双继电器分时动作，并加设继电器电源电路24补充双独立控制回路所增加的功耗，其分时工作的控制方法如下： 

如图3所示，继电器动作前CPU电路25先打开继电器控制电路的电源开关，在不需要继电器动作时，关闭继电器控制电路的电源，这样会比单回路控制的整机电压线路功耗更低。

在双继电器需要动作时，所述CPU电路25首先将相线继电器控制信号发送至继电器控制双回路23，从而控制相线继电器的通或断； 

再经过一定时间延时后，（例如延时2秒），将零线继电器控制信号发送至继电器控制双回路23，控制零线继电器的通或断；

最后，所述CPU电路25再控制关断继电器电源电路24，切断两个继电器的工作电源。

这种利用CPU控制两个继电器分时动作的方式，把一个瞬间的大功耗分为两个不同时间的小功耗，有效降低了电表瞬间所需功率，保证电表的稳定工作。 

如图2所示，在需要控制双继电器电路22上电时，设置一个大于导致CPU进入掉电状态的界限电压的保险电压值， CPU电路25通过判断电能表电压值是否低于保险电压值来判断是否控制继电器上电。采用这种上电控制方法，很好地解决了电能表低电压供电时无法正常显示的问题，当电能表电压低于保险电压值时，则控制电能表不动作，从而继电器在低电压时没有动作，则不会消耗电能表的功率，就不会导致电能表进入掉电状态，进而达到保护整机性能，保证整机产品质量的目的。 

本实用新型中未具体介绍的功能模块均可采用现有技术中的成熟功能模块, 例如CPU电路、双继电器电路等，其中CPU电路所用程序为常用程序，例如延时程序和门限值设定控制程序。 

以上为本实用新型的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本实用新型的保护范围。 

Claims (6)

1.一种用于单相表的双继电器控制电路，其特征在于，包括：

双继电器电路，包括分别控制单相表的相线、零线通断的相线继电器和零线继电器；

继电器控制双回路，包括独立的两路分别控制相线继电器和零线继电器通断的继电器控制回路；

继电器电源电路，为继电器控制双回路提供工作电源；

CPU电路，控制继电器电源电路的关闭与开启、发送继电器控制信号到继电器控制双回路，进而控制双继电器的通断。

2.根据权利要求1所述的用于单相表的双继电器控制电路，其特征在于：每一路继电器控制回路均包括两个PNP三极管和两个NPN三极管；两个PNP三极管的发射极同时连接于12V电源，集电极分别与两个NPN三极管集电极连接，基极分别通过一限流电阻后引出，作为供CPU电路控制的连接继电器输入端的设置端和复位端； 所述两个NPN三极管发射极同时接地，基极分别通过一电阻连接于CPU电路作为供CPU电路控制的继电器通、断控制端。

3.根据权利要求2所述的用于单相表的双继电器控制电路，其特征在于：四个三极管的集电极两两相接分别与所述设置端和复位端连接。

4.根据权利要求2所述的用于单相表的双继电器控制电路，其特征在于：从设置端到与其直接连接的两个三极管的发射极分别连接有二极管D1、D2，从复位端到与其直接连接的两个三极管的发射极分别连接有二极管D3、D4。

5.根据权利要求2所述的用于单相表的双继电器控制电路，其特征在于：所述继电器电源电路包括三极管Q1和场效应管Q3，所述三极管Q1发射极接地,集电极通过一电阻R2连接于场效应管Q3的栅极，基极连接CPU电路,所述CPU电路控制三极管Q1的截止和导通，进而控制场效应管Q3的通断,实现继电器电源的通断控制。

6.根据权利要求1所述的用于单相表的双继电器控制电路，其特征在于：所述继电器电路采用磁保持继电器。