CN207895047U - 一种接触器主触点通断状态检测功能电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种接触器主触点通断状态检测功能电路，包括电源及与电源串联连接的接触器，所述接触器的K触点与MCU中央处理器连接并受其控制进行开关状态切换；接触器的主触点与动力负载连接控制其导通与关闭；所述接触器连接继电器然后与光耦原边的LED串联后连接电源构成回路，所述继电器与MCU中央处理器连接并受其控制进行开关状态切换；所述光耦的副边与MCU中央处理器连接，所述MCU中央处理器接收光耦状态信号并进行状态判断。可直接对通断状态进行检测，并且电子式主动检测方式避免了机械式辅助触点通断的老化、工作环境的污来时染等情况造成的检测不可靠缺陷；系统部件简便，成本低。

Description

一种接触器主触点通断状态检测功能电路

技术领域

本实用新型涉及检测电路装置领域，具体是一种接触器主触点通断状态检测功能电路。

背景技术

电气装置安装和应用中，对安全要求越来越严格，特别是在检修和日常维护中，必须考虑工作人员和设备的安全。轨道交通、工业终控台等电气设备的配电箱、控制柜，新能源汽车BMS和控制盒等中，一般都是通过大功率电流的接触器（直流/交流）的通断来控制功率系统内部负载电路的电力供应，接触器触点的可靠性工作关系到整个电控系统的配电和供电的有效性，必须对自身的工作状态进行检测和状态反馈，达到对安全的基本要求。

目前的大功率接触器的触点检测，普遍采用带辅助触点反馈的接触器，如图1所示：T1/T2为主功率接触触点，L1/L2为接触器的控制线圈，TA/TB为接触器的辅助触点（含常开/常闭触点），具体工作过程如下：当图中的电源控制开关断开，T1/T2接触器主触点断开，同样辅助触点TA/TB触点保持原始状态（开路状态），这样检测电阻两端的电压为低电平；当MCU控制器控制K开关闭合，给接触器L1/L2线圈供电，产生电磁吸力使T1/T2闭合，同时辅助触点TA/TB闭合，MCU控制板端的电源则通过TA端子传输到TB端，检测电阻两端则检测到电源电压，即检测到高电平。MCU控制板则控制K开关前，检测电阻电压为低电平，MCU判断，接触器处于待工作状态；控制K开关闭合，检测电阻电压为高电平。这样MCU控制K开关前后，检测电阻两端的电平发生由低到高的变化，MCU则判断接触器触点闭合正常，反之为不正常。

采用自带辅助触点的接触器用来检测接触器主触点的吸合状态，主要的问题和缺陷，归纳如下：

1、间接检测：通过接触器的辅助触点的转态变化来判断主触点的闭合/断开变化；不是直接检测主触点的转态；

2、可靠性不高：该检测原理是控制线圈的通断电状态与主触点和辅助触点变化是同时的、同步的，控制线圈通电时，接触器内部感应产生磁场，对连轴的主触点和辅助触点同时产生磁力，该磁力足以改变它们的位置变换，使触点进行相应的闭合、断开。机械触点容易随着使用时间会有所老化、生锈等对环境要求也很高，可靠性不高。

3、布线困难:大功率接触器辅助触点没法与MCU控制直接相连，必须通过信号线进行连接，这就导致在强电（大功率）系统中需要增加弱电控制线进行布线，对EMC处理及绝缘安全带来一定的难度。

4、成本较高：带辅助触点的接触器，特别是直流接触器，市场普遍价格高、成本难以得到有效控制。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种接触器主触点通断状态检测功能电路，以解决现有技术中存在的缺陷。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种接触器主触点通断状态检测功能电路，包括电源及与电源串联连接的接触器，所述接触器的K触点与MCU中央处理器连接并受其控制进行开关状态切换；接触器的主触点与动力负载连接控制其导通与关闭；所述接触器连接继电器然后与光耦原边的LED串联后连接电源构成回路，所述继电器与MCU中央处理器连接并受其控制进行开关状态切换；所述光耦的副边与MCU中央处理器连接，所述MCU中央处理器接收光耦状态信号并进行状态判断；

进一步的，所述继电器为固态继电器或光MOS继电器；

进一步的，所述电源为600V的高压电池；

进一步的，所述接触器和继电器之间串联有限流电路；

进一步的，所述限流电路为限流电阻；

本实用新型的有益效果是：可直接对通断状态进行检测，并且电子式主动检测方式避免了机械式辅助触点通断的老化、工作环境的污来时染等情况造成的检测不可靠缺陷；系统部件简便，成本低。

附图说明

图1为现有技术检测功能电路结构示意图；

图2为本实用新型检测功能电路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

采用无辅助触点的接触器，对接触器后端主功率电路回路进行检测，主要包括限流电路，（固态）继电器/（光MOS）,光耦 电路，如图2所示；

工作原理：接触器吸合后的电压通过限流电路来限制检测回路的电流使之与光耦可靠导通的电流相匹配，MCU控制（固态）继电器/（光MOS）的通、断状态，这样光耦就能够根据其流过的电流，进行正常状态输出，并将光耦的状态反馈给MCU进行判断接触器主触点闭合、断开状态。

在MCU发命令让K开关闭合，接触器控制线圈加上电源：

假如情况1）在接触器闭合状态，主触点T1/T2连通，即接触器触点工作正常，同时MCU控制固态）继电器/（光MOS）开关使之开通，则PN电源通过限流电路驱动光耦原边LED，光耦副边反馈信号给MCU，MCU根据光耦的状态进行判断接触器主触点闭合正常，则接触器工作正常；

假如情况2）接触器依然开路状态，主触点T1/T2没有连通或者虚连接，主功率电源端的电压没法完全通过接触器主触点T1/T2输出到P端（开路或虚连接），这样无论MCU控制（固态）继电器/（光MOS）的通断状态，都无法驱动光耦及使光耦的输出状态发生改变，MCU没法接收到光耦反馈的变换的信号，MCU则判断接触器主触点闭合异常，由MCU输出故障报警信号通知系统维修检测；

在MCU发命令让K开关断开，接触器控制线圈电源移除：

假如情况3）在接触器断开状态，主触点T1/T2断开，接触器触工作正常，则PN电压下降为零，同时MCU控制（固态）继电器/（光MOS）开关使之开通，这是PN电源通过限流电路没法驱动光耦原边LED，导致光耦副边没有反馈信号给MCU，MCU根据跟这个状态则判断接触器主触点断开正常；

假如情况4）接触器依然闭合状态，主触点T1/T2保持连接（及触点烧结吸死），主功率电源端的电压完全通过接触器主触点T1/T2输出到P端，MCU控制（固态）继电器/（光MOS）开关的通断状态，光耦原边LED有通断的电流流过，光耦副边的输出状态发生改变，MCU接收到光耦反馈的变化的信号，MCU则判断接触器主触点断开异常，由MCU输出故障报警信号通知系统维修检测。

系统检测与控制的真值控制表：

本实用新型具有如下优点：

1、直接检测：通过接触器主触点的闭合/断开情况，直接对主触点传输的电压通过对（固态）继电器/（光MOS）开关控制，驱动光耦，使光耦的输出状态发生改变，MCU根据这个状态来判断接触主触点的工作状态是否正常

2、电子式主动检测方式：检测电路主要由限流电路、（固态）继电器/（光MOS）开关、光耦来实现，结合MCU的控制的主动控制特性，实现自主的查询接触器主触点的工作状态；避免了机械式辅助触点通断的老化、工作环境的污来时染等情况造成的检测不可靠；软件控制策略灵活，可以实现巡检功能，实时检测功能、休眠等，将检测电路功耗降到最低，电源效率和控制效率大大地得到提高。

3、系统布线容易:检测系统只需通过PN引线导入到检测板，PN属强电，也需要往板子上引线，故不会增加额外的引线，同时没有增加弱电信号布线问题。

4、成本控制：电路简单，主要器件限流电路、（固态）继电器/（光MOS）开关、光耦成本低廉，采购容易；避免了采用带辅助触点的（直流）接触器，价格高、采购难、成本难以得到有效控制。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种接触器主触点通断状态检测功能电路，其特征在于：包括电源及与电源串联连接的接触器，所述接触器的K触点与MCU中央处理器连接并受其控制进行开关状态切换；接触器的主触点与动力负载连接控制其导通与关闭；所述接触器连接继电器然后与光耦原边的LED串联后连接电源构成回路，所述继电器与MCU中央处理器连接并受其控制进行开关状态切换；所述光耦的副边与MCU中央处理器连接，所述MCU中央处理器接收光耦状态信号并进行状态判断。

2.根据权利要求1所述的一种接触器主触点通断状态检测功能电路，其特征在于：所述继电器为固态继电器或光MOS继电器。

3.根据权利要求1所述的一种接触器主触点通断状态检测功能电路，其特征在于：所述电源为600V的高压电池。

4.根据权利要求1所述的一种接触器主触点通断状态检测功能电路，其特征在于：所述接触器和继电器之间串联有限流电路。

5.根据权利要求4所述的一种接触器主触点通断状态检测功能电路，其特征在于：所述限流电路为限流电阻。