CN204595156U - 中频电炉晶闸管故障检测及数传电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种中频电炉晶闸管故障检测及数传电路，包括数据收发器和电源电路，数据收发器的输入端接有施密特触发器，施密特触发器的输入端接有晶闸管状态检测电路，数据收发器的输出端接有晶闸管故障指示电路和晶闸管状态信号传输电路；晶闸管状态检测电路包括常开触点串联在晶闸管的供电回路中的继电器K1和继电器K2，以及第一继电器驱动电路、第二继电器驱动电路和光耦隔离芯片U2，光耦隔离芯片U2的第1引脚与第一继电器驱动电路的输出端相接，继电器K1的线圈的另一端与继电器K2的线圈的一端相接，继电器K2的线圈的另一端与第二继电器驱动电路的输出端相接。本实用新型检测效率高，耗费的人力物力少，检测结果直观。
Description
技术领域
本实用新型属于中频电炉晶闸管故障检测技术领域，具体涉及一种中频电炉晶闸管故障检测及数传电路。
背景技术
现代大功率中频感应加热电炉的功率器件多采用晶闸管，所以确保晶闸管的正常工作就成为大功率中频加热电炉安全可靠运行的关键因素。在一些小企业中，只有当晶闸管出现故障，导致中频感应加热电炉停止工作后，才对晶闸管手动检测，以确定哪只晶闸管出现了故障，检测效率低，检测耗费的人力物力高，中频感应加热电炉的工作可靠性低，停机检测耗时长，耽误了生产效率，容易造成企业的经济损失。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种中频电炉晶闸管故障检测及数传电路，其电路结构简单，实现方便且成本低，中频电炉晶闸管故障检测效率高，耗费的人力物力少，检测结果直观，实用性强，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种中频电炉晶闸管故障检测及数传电路，其特征在于：包括数据收发器和为电路中各用电模块供电的电源电路，所述数据收发器的输入端接有施密特触发器，所述施密特触发器的输入端接有用于对中频电炉晶闸管的工作状态进行实时检测的晶闸管状态检测电路，所述数据收发器的输出端接有晶闸管故障指示电路和晶闸管状态信号传输电路；所述晶闸管状态检测电路包括常开触点串联在晶闸管的供电回路中的继电器K1和继电器K2，以及用于驱动继电器K1的第一继电器驱动电路、用于驱动继电器K2的第二继电器驱动电路和型号为TPL521-1的光耦隔离芯片U2，所述继电器K1的线圈的一端与光耦隔离芯片U2的第2引脚相接，所述光耦隔离芯片U2的第1引脚与第一继电器驱动电路的输出端相接，所述继电器K1的线圈的另一端与继电器K2的线圈的一端相接，所述继电器K2的线圈的另一端与第二继电器驱动电路的输出端相接；所述光耦隔离芯片U2的第4引脚与电源电路的+5V电压输出端相接，所述光耦隔离芯片U2的第3引脚为晶闸管状态检测电路的输出端。
上述的中频电炉晶闸管故障检测及数传电路，其特征在于：所述第一继电器驱动电路包括开关S1、三极管Q2和型号为TPL521-1的光耦隔离芯片U1，所述三极管Q2的基极通过串联的电阻R5和开关S1与电源电路的+5V电压输出端相接，且通过电阻R9接地；所述三极管Q2的集电极与电源电路的+5V电压输出端相接，所述三极管Q2的发射极通过电阻R4与光耦隔离芯片U1的第1引脚相接，所述光耦隔离芯片U1的第2引脚接地，所述光耦隔离芯片U1的第4引脚通过电阻R2与电源电路的+12V电压输出端相接，所述光耦隔离芯片U1的第3引脚为第一继电器驱动电路的输出端。
上述的中频电炉晶闸管故障检测及数传电路，其特征在于：所述第二继电器驱动电路包括开关S2、三极管Q1和型号为TPL521-1的光耦隔离芯片U3，所述三极管Q1的基极通过串联的电阻R7和开关S2与电源电路的+5V电压输出端相接，且通过电阻R3接地；所述三极管Q1的集电极通过电阻R1与电源电路的+5V电压输出端相接，所述三极管Q1的发射极与光耦隔离芯片U3的第1引脚相接，所述光耦隔离芯片U3的第2引脚接地，所述光耦隔离芯片U1的第3引脚接地，所述光耦隔离芯片U3的第4引脚为第二继电器驱动电路的输出端。
上述的中频电炉晶闸管故障检测及数传电路，其特征在于：所述施密特触发器包括芯片74LS19、电容C1、电阻R6和电阻R8，所述芯片74LS19的第1引脚为施密特触发器的输入端且通过并联的电阻R8和电容C1接地，所述芯片74LS19的第2引脚为施密特触发器的输出端且通过电阻R6接地。
上述的中频电炉晶闸管故障检测及数传电路，其特征在于：所述数据收发器为ARM芯片、DSP芯片、CPLD芯片或FPGA芯片。
上述的中频电炉晶闸管故障检测及数传电路，其特征在于：所述晶闸管故障指示电路由发光二极管D1和电阻R10组成，所述电阻R10的一端为晶闸管故障指示电路的输入端，所述电阻R10的另一端与发光二极管D1的阳极相接，所述发光二极管D1的阴极接地。
上述的中频电炉晶闸管故障检测及数传电路，其特征在于：所述晶闸管状态信号传输电路包括芯片DS2450，所述芯片DS2450的第5引脚为晶闸管状态信号传输电路的输入端，所述芯片DS2450的第3引脚为晶闸管状态信号传输电路的输出端且通过电阻R11与电源电路的+5V电压输出端相接。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型的电路结构简单，设计新颖合理，实现方便且成本低。
2、本实用新型采用继电器K1和继电器K2,能够将检测端与被检测端隔离开，极大地增强了检测的安全性和可靠性。
3、本实用新型采用主要由芯片DS2450构成的晶闸管状态信号传输电路进行晶闸管状态信号的远距离传输，采用了单总线传输的方式，使得现场线路连接简化，现场施工简单。
4、本实用新型晶闸管故障指示电路采用发光二极管D1进行晶闸管故障指示，可以直接通过观察发光二极管D1的状态来判断晶闸管是否发生了故障，检测结果直观，方便观察。
5、将本实用新型应用在中频电炉晶闸管故障检测中，能够提高检测效率，减少检测耗费的人力物力，提高中频电炉工作的可靠性，避免了停机检测耗时长造成企业经济损失大的问题出现。
综上所述，本实用新型的电路结构简单，实现方便且成本低，中频电炉晶闸管故障检测效率高，耗费的人力物力少，检测结果直观，实用性强，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理框图。
图2为本实用新型晶闸管状态检测电路和施密特触发器的连接电路图。
图3为本实用新型晶闸管故障指示电路的电路原理图。
图4为本实用新型晶闸管状态信号传输电路的电路原理图。
附图标记说明:
1—数据收发器； 2—电源电路； 3—施密特触发器；
4—晶闸管状态检测电路； 4-1—第一继电器驱动电路；
4-2—第二继电器驱动电路； 5—晶闸管故障指示电路；
6—晶闸管状态信号传输电路。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括数据收发器1和为电路中各用电模块供电的电源电路2，所述数据收发器1的输入端接有施密特触发器3，所述施密特触发器3的输入端接有用于对中频电炉晶闸管SCR的工作状态进行实时检测的晶闸管状态检测电路4，所述数据收发器1的输出端接有晶闸管故障指示电路5和晶闸管状态信号传输电路6；图1中，VDD为晶闸管SCR的供电电源的输出端；如图2所示，所述晶闸管状态检测电路4包括常开触点串联在晶闸管SCR的供电回路中的继电器K1和继电器K2，以及用于驱动继电器K1的第一继电器驱动电路4-1、用于驱动继电器K2的第二继电器驱动电路4-2和型号为TPL521-1的光耦隔离芯片U2，所述继电器K1的线圈的一端与光耦隔离芯片U2的第2引脚相接，所述光耦隔离芯片U2的第1引脚与第一继电器驱动电路4-1的输出端相接，所述继电器K1的线圈的另一端与继电器K2的线圈的一端相接，所述继电器K2的线圈的另一端与第二继电器驱动电路4-2的输出端相接；所述光耦隔离芯片U2的第4引脚与电源电路2的+5V电压输出端相接，所述光耦隔离芯片U2的第3引脚为晶闸管状态检测电路4的输出端。
如图2所示，本实施例中，所述第一继电器驱动电路4-1包括开关S1、三极管Q2和型号为TPL521-1的光耦隔离芯片U1，所述三极管Q2的基极通过串联的电阻R5和开关S1与电源电路2的+5V电压输出端相接，且通过电阻R9接地；所述三极管Q2的集电极与电源电路2的+5V电压输出端相接，所述三极管Q2的发射极通过电阻R4与光耦隔离芯片U1的第1引脚相接，所述光耦隔离芯片U1的第2引脚接地，所述光耦隔离芯片U1的第4引脚通过电阻R2与电源电路2的+12V电压输出端相接，所述光耦隔离芯片U1的第3引脚为第一继电器驱动电路4-1的输出端。
如图2所示，本实施例中，所述第二继电器驱动电路4-2包括开关S2、三极管Q1和型号为TPL521-1的光耦隔离芯片U3，所述三极管Q1的基极通过串联的电阻R7和开关S2与电源电路2的+5V电压输出端相接，且通过电阻R3接地；所述三极管Q1的集电极通过电阻R1与电源电路2的+5V电压输出端相接，所述三极管Q1的发射极与光耦隔离芯片U3的第1引脚相接，所述光耦隔离芯片U3的第2引脚接地，所述光耦隔离芯片U1的第3引脚接地，所述光耦隔离芯片U3的第4引脚为第二继电器驱动电路4-2的输出端。
如图2所示，本实施例中，所述施密特触发器3包括芯片74LS19、电容C1、电阻R6和电阻R8，所述芯片74LS19的第1引脚为施密特触发器3的输入端且通过并联的电阻R8和电容C1接地，所述芯片74LS19的第2引脚为施密特触发器3的输出端CPLD_I_01且通过电阻R6接地。
本实施例中，所述数据收发器1为ARM芯片、DSP芯片、CPLD芯片或FPGA芯片。
如图3所示，本实施例中，所述晶闸管故障指示电路5由发光二极管D1和电阻R10组成，所述电阻R10的一端为晶闸管故障指示电路5的输入端CPLD_O_Y0，所述电阻R10的另一端与发光二极管D1的阳极相接，所述发光二极管D1的阴极接地。
如图4所示，本实施例中，所述晶闸管状态信号传输电路6包括芯片DS2450，所述芯片DS2450的第5引脚为晶闸管状态信号传输电路6的输入端CPLD_O_Y1，所述芯片DS2450的第3引脚为晶闸管状态信号传输电路6的输出端DATA且通过电阻R11与电源电路2的+5V电压输出端相接。具体实施时，所述芯片DS2450的第1引脚与电源电路2的+5V电压输出端相接，所述芯片DS2450的第4引脚接地。芯片DS2450实现的是单总线的传输方式，传输距离能够达到50m。
本实用新型进行晶闸管故障检测的原理为：当晶闸管控制级未加触发控制脉冲时，晶闸管的击穿与否，会表现出不同的电阻值，晶闸管击穿时，自身的电阻值大小一般在几十欧姆到几百欧姆之间，晶闸管未击穿时，其电阻值一般为几千欧姆，通过检测晶闸管的电阻值大小就能够判断晶闸管击穿与否。
本实用新型使用时，当要对晶闸管SCR进行故障检测时，闭合开关S1和开关S2，三极管Q1和三极管Q2均处于导通状态，光耦隔离芯片U1和光耦隔离芯片U3均处于导通状态，当晶闸管SCR击穿时，由于晶闸管SCR的自身电阻值较小，因此继电器K1和继电器K2的常开触点闭合，光耦隔离芯片U2也处于导通状态，此时晶闸管状态检测电路4输出高电平；此高电平送入施密特触发器3后，施密特触发器3的输出端CPLD_I_01输出低电平，并输出给数据收发器1，当数据收发器1接收到施密特触发器3输出的低电平信号时，判断为晶闸管SCR击穿，发光二极管D1点亮，指示晶闸管SCR击穿，出现了故障；当晶闸管SCR未击穿时，由于晶闸管SCR的自身电阻值较大，因此继电器K1和继电器K2的常开触点还处于打开状态，光耦隔离芯片U2不导通，此时晶闸管状态检测电路4输出低电平；此低电平送入施密特触发器3后，施密特触发器3的输出端CPLD_I_01输出高电平，并输出给数据收发器1，当数据收发器1接收到施密特触发器3输出的高电平信号时，判断为晶闸管SCR未击穿。以上数据收发器1接收到的晶闸管状态信号还能够通过晶闸管状态信号传输电路6传输出去，供50m距离内的设备接收和作进一步的分析处理。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (7)
1.一种中频电炉晶闸管故障检测及数传电路，其特征在于：包括数据收发器(1)和为电路中各用电模块供电的电源电路(2)，所述数据收发器(1)的输入端接有施密特触发器(3)，所述施密特触发器(3)的输入端接有用于对中频电炉晶闸管的工作状态进行实时检测的晶闸管状态检测电路(4)，所述数据收发器(1)的输出端接有晶闸管故障指示电路(5)和晶闸管状态信号传输电路(6)；所述晶闸管状态检测电路(4)包括常开触点串联在晶闸管的供电回路中的继电器K1和继电器K2，以及用于驱动继电器K1的第一继电器驱动电路(4-1)、用于驱动继电器K2的第二继电器驱动电路(4-2)和型号为TPL521-1的光耦隔离芯片U2，所述继电器K1的线圈的一端与光耦隔离芯片U2的第2引脚相接，所述光耦隔离芯片U2的第1引脚与第一继电器驱动电路(4-1)的输出端相接，所述继电器K1的线圈的另一端与继电器K2的线圈的一端相接，所述继电器K2的线圈的另一端与第二继电器驱动电路(4-2)的输出端相接；所述光耦隔离芯片U2的第4引脚与电源电路(2)的+5V电压输出端相接，所述光耦隔离芯片U2的第3引脚为晶闸管状态检测电路(4)的输出端。
2.按照权利要求1所述的中频电炉晶闸管故障检测及数传电路，其特征在于：所述第一继电器驱动电路(4-1)包括开关S1、三极管Q2和型号为TPL521-1的光耦隔离芯片U1，所述三极管Q2的基极通过串联的电阻R5和开关S1与电源电路(2)的+5V电压输出端相接，且通过电阻R9接地；所述三极管Q2的集电极与电源电路(2)的+5V电压输出端相接，所述三极管Q2的发射极通过电阻R4与光耦隔离芯片U1的第1引脚相接，所述光耦隔离芯片U1的第2引脚接地，所述光耦隔离芯片U1的第4引脚通过电阻R2与电源电路(2)的+12V电压输出端相接，所述光耦隔离芯片U1的第3引脚为第一继电器驱动电路(4-1)的输出端。
3.按照权利要求1所述的中频电炉晶闸管故障检测及数传电路，其特征在于：所述第二继电器驱动电路(4-2)包括开关S2、三极管Q1和型号为TPL521-1的光耦隔离芯片U3，所述三极管Q1的基极通过串联的电阻R7和开关S2与电源电路(2)的+5V电压输出端相接，且通过电阻R3接地；所述三极管Q1的集电极通过电阻R1与电源电路(2)的+5V电压输出端相接，所述三极管Q1的发射极与光耦隔离芯片U3的第1引脚相接，所述光耦隔离芯片U3的第2引脚接地，所述光耦隔离芯片U1的第3引脚接地，所述光耦隔离芯片U3的第4引脚为第二继电器驱动电路(4-2)的输出端。
4.按照权利要求1所述的中频电炉晶闸管故障检测及数传电路，其特征在于：所述施密特触发器(3)包括芯片74LS19、电容C1、电阻R6和电阻R8，所述芯片74LS19的第1引脚为施密特触发器(3)的输入端且通过并联的电阻R8和电容C1接地，所述芯片74LS19的第2引脚为施密特触发器(3)的输出端且通过电阻R6接地。
5.按照权利要求1所述的中频电炉晶闸管故障检测及数传电路，其特征在于：所述数据收发器(1)为ARM芯片、DSP芯片、CPLD芯片或FPGA芯片。
6.按照权利要求1所述的中频电炉晶闸管故障检测及数传电路，其特征在于：所述晶闸管故障指示电路(5)由发光二极管D1和电阻R10组成，所述电阻R10的一端为晶闸管故障指示电路(5)的输入端，所述电阻R10的另一端与发光二极管D1的阳极相接，所述发光二极管D1的阴极接地。
7.按照权利要求1所述的中频电炉晶闸管故障检测及数传电路，其特征在于：所述晶闸管状态信号传输电路(6)包括芯片DS2450，所述芯片DS2450的第5引脚为晶闸管状态信号传输电路(6)的输入端，所述芯片DS2450的第3引脚为晶闸管状态信号传输电路(6)的输出端且通过电阻R11与电源电路(2)的+5V电压输出端相接。
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