CN206422516U - 一种防烧毁继电器电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防烧毁继电器电路，其包括继电器单元、主控制器、电能计量芯片、电流采样单元和电压采样单元，继电器单元包括继电器、开关电路；继电器的线圈第一端连接电源，第二端连接开关电路的输入端；开关电路的输出端接地，控制端连接主控制器的脉冲信号输出端；电流采样单元和电压采样单元的采集端都连接电源，输出端都通过电能计量芯片连接主控制器。主控制器根据电流采样单元和电压采样单元采集的电压信号和电流信号判断继电器线圈的电压是否超过承受上限。如果超过，则输出脉冲信号，在线圈本身感抗作用下，脉冲信号频率越高则阻抗越高，电流则越小，从而有效保护线圈不被烧毁。本方案适用于继电器线圈电压有波动的场合。

Description

一种防烧毁继电器电路

技术领域

本实用新型涉及电路控制领域，尤其是涉及一种具有较高耐压能力的防烧毁继电器电路。

背景技术

继电器（英文名称：relay）是一种电控制器件，是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

继电器的线圈作为控制部分，可能需要长时间施加动作电流。当线圈两端的电压过大时，就可能出现烧毁的情况，导致继电器失效。

中华人民共和国国家知识产权局于2014年02月12日公开了名称为《带触点过热保护的继电器》的专利文献（公开号：CN103578855A），其包括继电器外壳和过热保护器，所述的过热保护器在继电器外壳的内部，所述的继电器外壳内还安装有继电器线圈，所述继电器线圈与过热保护器串联连接，继电器工作时，如果触点温度升高，继电器内部温度也会随着升高，继电器内部温度达到过热保护器额定温度后，过热保护器断开，使继电器线圈断开与电源的连接，在常温下过热保护器是呈接通状态。此方案能够有效防止继电器触点过热的问题，但对于线圈过压过流仍无法提供保护。

发明内容

本实用新型主要是解决现有技术所存在的无法防止继电器线圈两端电压过大导致烧毁等的技术问题，提供一种即使线圈电压较大也能够维持正常工作、不出现烧毁情况的防烧毁继电器电路。

本实用新型针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种防烧毁继电器电路，包括继电器单元、主控制器、电能计量芯片、电流采样单元和电压采样单元，所述继电器单元包括继电器、开关电路；继电器的线圈第一端连接电源，线圈第二端连接开关电路的输入端，开关电路的输出端接地，主控制器的脉冲信号输出端通过周期小于继电器的释放时间的脉冲信号连接到开关电路的控制端；电流采样单元和电压采样单元的采集端都连接电源，电流采样单元和电压采样单元的输出端都连接电能计量芯片，电能计量芯片的输出端连接主控制器。

电流采样单元和电压采样单元采集电源的电流电压信号，然后通过电能计量芯片发送给主控制器。主控制器根据电压信号电流信号判断继电器线圈的电压是否超过承受上限。如果超过，则输出脉冲信号控制开关电路间歇通断，在线圈本身感抗作用下，脉冲信号频率越高则阻抗越高，电流则越小，从而有效保护线圈不被烧毁。

作为优选，所述开关电路包括三极管Q8、电阻R171、电阻R173和电容C36，所述三极管Q8的集电极连接继电器的线圈第二端，三极管Q8的发射极接地，三极管Q8的基极连接电阻R171的第一端，电阻R171的第二端连接主控制器的脉冲信号输出端，电阻R173的第一端连接三极管Q8的发射极，电阻R173的第二端连接电阻R171的第二端，电容C36的第一端连接电阻R171的第二端，电容C36的第二端接地。

电阻R171为限流电阻，电阻R173为偏置电阻。主控制器输出高电平时，三极管Q8导通，继电器线圈流过电流产生磁力控制输出端导通或截止。

作为优选，所述继电器单元还包括电阻R27、电容C37、电容C38和二极管D2，所述继电器的线圈第一端连接电阻R27的第一端，电阻R27的第二端连接电源，电容C37的第一端连接电阻R27的第二端，电容C37的第二端接地；电容C38跨接在继电器的线圈第一端和线圈第二端之间；二极管D2的正极连接继电器线圈第二端，二极管D2的负极连接继电器线圈第一端。

二极管D2和电容C38为继电器提供泄放回路并吸收尖峰脉冲。电阻R27为限流电阻。

脉冲信号的周期小于继电器的释放时间才能确保继电器的触点维持稳定的动作状态。

本实用新型带来的有益效果是，即使继电器线圈电压超过承受上限，也可以通过调整脉冲信号频率的方式维持继电器正常工作，有效防止线圈由于电压波动而烧毁。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图；

图2是本实用新型的一种继电器单元电路图；

图中：K1、继电器；2、开关电路；3、主控制器；4、电能计量芯片；5、电流采样单元；6、电压采样单元；7、电源。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种防烧毁继电器电路，如图1所示，包括继电器单元、主控制器3、电能计量芯片4、电流采样单元5和电压采样单元6，所述继电器单元包括继电器K1和开关电路2；继电器K1的线圈第一端连接电源，线圈第二端连接开关电路的输入端，开关电路的第二端接地，开关电路的控制端连接主控制器的脉冲信号输出端；电流采样单元和电压采样单元的采集端都连接电源，电流采样单元和电压采样单元的输出端都连接电能计量芯片，电能计量芯片的输出端连接主控制器。

电流采样单元和电压采样单元采集电源的电流电压信号，然后通过电能计量芯片发送给主控制器。主控制器根据电压信号电流信号判断继电器线圈的电压是否超过承受上限。如果超过，则输出脉冲信号控制开关电路间歇通断，在线圈本身感抗作用下，脉冲信号频率越高则阻抗越高，电流则越小，从而有效保护线圈不被烧毁。

如图2所示，所述开关电路包括三极管Q8、电阻R171、电阻R173和电容C36，所述三极管Q8的集电极连接继电器K1的线圈第二端，三极管Q8的发射极接地，三极管Q8的基极连接电阻R171的第一端，电阻R171的第二端连接主控制器的脉冲信号输出端，电阻R173的第一端连接三极管Q8的发射极，电阻R173的第二端连接电阻R171的第二端，电容C36的第一端连接电阻R171的第二端，电容C36的第二端接地。

电阻R171为限流电阻，电阻R173为偏置电阻。主控制器输出高电平时，三极管Q8导通，继电器K1线圈流过电流产生磁力控制输出端导通或截止。

继电器单元还包括电阻R27、电容C37、电容C38和二极管D2，所述继电器K1的线圈第一端连接电阻R27的第一端，电阻R27的第二端连接电源，电容C37的第一端连接电阻R27的第二端，电容C37的第二端接地；电容C38跨接在继电器K1的线圈第一端和线圈第二端之间；二极管D2的正极连接继电器线圈第二端，二极管D2的负极连接继电器线圈第一端。

二极管D2和电容C38为继电器提供泄放回路并吸收尖峰脉冲。电阻R27为限流电阻。

本方案中，继电器线圈采用+12V电源，由市电经变压器转换整流之后提供。电压采样电路和电流采样电路直接采集市电状态，主控制器通过变压器的变比计算出继电器线圈的电压值。当电压值不超过12V时，通过Alarmout管脚输出直流信号进行控制；当电压值超过12V时，通过Alarmout管脚输出脉冲信号进行控制。

主控制器脉冲信号输出端输出的脉冲信号的周期小于继电器K1的释放时间。

脉冲信号的周期小于继电器K1的释放时间才能确保继电器的触点维持稳定的动作状态。

本实施例采用的继电器K1为松川继电器，触点的吸合时间为10ms，释放时间为5ms。脉冲信号的频率大于200Hz。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明创造精神作举例说明。本方案所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明创造的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了线圈、开关电路、采样单元等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本放哪的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明创造精神相违背的。

Claims (3)

1.一种防烧毁继电器电路，其特征在于，包括继电器单元、主控制器、电能计量芯片、电流采样单元和电压采样单元，所述继电器单元包括继电器和开关电路；继电器的线圈第一端连接电源，线圈第二端连接开关电路的输入端，开关电路的输出端接地，主控制器的脉冲信号输出端通过周期小于继电器的释放时间的脉冲信号连接到开关电路的控制端；电流采样单元和电压采样单元的采集端都连接电源，电流采样单元和电压采样单元的输出端都连接电能计量芯片，电能计量芯片的输出端连接主控制器。

2.根据权利要求1所述的一种防烧毁继电器电路，其特征在于，所述开关电路包括三极管Q8、电阻R171、电阻R173和电容C36，所述三极管Q8的集电极连接继电器的线圈第二端，三极管Q8的发射极接地，三极管Q8的基极连接电阻R171的第一端，电阻R171的第二端连接主控制器的脉冲信号输出端，电阻R173的第一端连接三极管Q8的发射极，电阻R173的第二端连接电阻R171的第二端，电容C36的第一端连接电阻R171的第二端，电容C36的第二端接地。

3.根据权利要求1或2所述的一种防烧毁继电器电路，其特征在于，所述继电器单元还包括电阻R27、电容C37、电容C38和二极管D2，所述继电器的线圈第一端连接电阻R27的第一端，电阻R27的第二端连接电源，电容C37的第一端连接电阻R27的第二端，电容C37的第二端接地；电容C38跨接在继电器的线圈第一端和线圈第二端之间；二极管D2的正极连接继电器线圈第二端，二极管D2的负极连接继电器线圈第一端。