CN210005121U - 一种智能电容器保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能电容器保护装置，包括温度感应装置，用于感应智能电容器的温度并转换为温度信号；温度检测装置，用于接收温度信号并输出温度检测信号，且温度检测装置内预设有温度上限信号；报警装置，用于接收温度检测信号并响应于温度检测信号以实现智能电容器内部温度状态报警提醒；报警装置包括发光提醒装置及声音提醒装置；发光提醒装置接收低电平的温度检测信号并响应于温度检测信号进行发光提醒；声音提醒装置包括开关单元、发声单元，开关单元接收高电平的温度检测信号并输出开关信号，发声单元耦接于开关单元以接收开关信号并响应于开关信号以实现声音报警。本实用新型可延长智能电容器的寿命及提高使用过程中的安全性。

Description

一种智能电容器保护装置

技术领域

本实用新型涉及电容器的技术领域，尤其是涉及一种智能电容器保护装置。

背景技术

智能电容器集成了现代测控，电力电子，网络通讯，自动化控制，电力电容器等先进技术；智能电容器工作时，对环境温度以及内部温度都有要求，一般环境温度要求在-25—55，环境温度主要是考虑散热问题，其内部介质的温度应低于65℃，最高不得超过75℃，否则会引起热击穿，或是引起鼓肚现象。

现有的智能电容器如公告号为CN205160971U的一种中国实用新型专利，其公开了一种智能电容器包括电容器本体及复合开关，复合开关包括上壳、下壳以及投切开关模块，上壳与下壳之间通过内置的卡扣结构连接，卡扣结构包括凸块以及L形卡槽，上壳与下壳相对插入时凸块沿L形卡槽垂直滑动，上壳与下壳相对旋转时凸块周向旋转卡于L形卡槽内，上壳与下壳之间还设有弹性抵顶上壳与下壳的弹性组件。

上述智能电容器在使用过程中，无法在智能电容器工作时对内部的温度进行实时监控，一旦智能电容器内部的温度升高至超过允许范围，易导致出现智能电容器过热损坏甚至爆炸的情况，降低了电容器的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种智能电容器保护装置，可延长智能电容器的使用寿命。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：一种智能电容器保护装置，包括温度感应装置、温度检测装置及报警装置；

温度感应装置，用于感应智能电容器工作过程中的温度并转换为温度信号；

温度检测装置，耦接于所述温度感应装置以接收温度信号并输出温度检测信号，且所述温度检测装置内预设有温度上限信号；

报警装置，耦接于所述温度检测装置以接收温度检测信号并响应于温度检测信号以实现智能电容器内部温度状态报警提醒；

所述报警装置包括发光提醒装置及声音提醒装置；

所述发光提醒装置用于接收低电平的温度检测信号并响应于温度检测信号进行发光提醒；

所述声音提醒装置包括开关单元、发声单元，所述开关单元用于接收高电平的温度检测信号并输出开关信号，所述发声单元耦接于开关单元以接收开关信号并响应于开关信号以实现声音报警；

当温度信号小于温度上限信号时，所述温度检测装置输出低电平的温度检测信号，所述发光提醒装置导通并发光提醒；当温度信号大于温度上限信号时，所述温度检测装置输出高电平的温度检测信号，所述声音提醒装置导通并发声报警。

通过采用上述技术方案，智能电容器工作时，温度感应装置实时感应智能电容器内部的温度，并将温度物理量转换为温度信号，温度检测装置接收温度信号后并实时与温度上限信号进行比较，以判断输出低电平还是高电平的温度检测信号，在输出低电平的温度检测信号时触发发光提醒装置以发光提醒工作人员当前智能电容器的工作温度正常，而在输出高电平的温度检测信号时开关单元导通，以触发发声单元以发声报警，以提醒工作人员及时停止智能电容器的工作，进而可减少智能电容器在温度过高时而爆炸损坏的情况，有利于提高智能电容器的寿命及使用过程中的安全性。

优选的，所述温度检测装置包括比较器A、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及电容C1、C2，比较器A的同相端通过电阻R1耦接于温度感应装置，并耦接于电阻R3的一端，电阻R3的另一端耦接于相互串联的电阻R4、R5的连接点，电阻R4的另一端耦接于电源，电阻R5的另一端接地；比较器A的反相端通过电阻R2耦接于温度感应装置，并通过电阻R6耦接至比较器A的输出端，比较器AVDD端耦接于电源，VSS端接地，电容C1并连接于电阻R6上，比较器A的输出端通过电阻R7耦接于电容C2及报警装置，电容C2的另一端接地。

通过采用上述技术方案，电阻R4、R5串联再与电阻R3并联至比较器的同相端，以提供温度上限值，即智能电容器所能承受的最高温度，比较器A在接收到温度信号时与温度上限值进行比较，进而判断输出低电平或高电平的温度检测信号。

优选的，所述发光提醒装置包括非门电路、发光二极管，所述非门电路耦接于所述温度检测装置以接收低电平的温度检测信号并将低电平的温度检测信号转换为高电平的触发信号，所述发光二极管耦接于非门电路以接收触发信号并响应于触发信号进行发光提醒。

通过采用上述技术方案，当温度信号小于温度上限信号输出的是低电平的温度检测信号，而触发发光二极管发光提醒需要的是高电平的信号，此时可先通过非门电路将低电平的温度检测信号转换为高电平的信号。

优选的，所述开关单元包括第一开关电路、计时电路及第二开关电路；

第一开关电路，耦接于所述温度检测装置以接收高电平的温度检测信号并输出第一开关信号；

计时电路，耦接于所述第一开关电路以接收第一开关信号并输出计时信号；

第二开关电路，耦接于所述计时电路以接收计时信号并输出第二开关信号以触发所述发声单元工作。

通过采用上述技术方案，由于智能电容器在断开重启工作等过程中，对电能及电容器的损耗较大，在智能电容器开始处于过温状态下时，通过设置计时电路先不直接触发发声单元工作，可先通过设置一定的时间，在该时间段内尝试降低智能电容器的温度，使得温度降低至温度上限以下，进而可减少智能电容器在高温时便断开的次数，减少智能电容器的损耗。

优选的，所述第一开关电路包括三极管Q1、继电器K1、受控于继电器K1的常开触点K1-1，所述第二开关电路包括三极管Q2、继电器K2、受控于继电器K2的常开触点K2-1；继电器K1通过所述三极管Q1耦接于所述温度检测装置，常开触点K1-1的两端分别耦接于VCC电压、计时电路的输入端，继电器K2通过所述三极管Q2耦接于所述计时电路的输出端，常开触点K2-1的两端分别耦接于VCC电压、发声单元。

通过采用上述技术方案，三极管Q1接收高电平温度检测信号后导通，继电器K1工作，并使得常开触点K1-1闭合工作，输出第一开关信号至计时电路，计时电路输出计时信号后，三极管Q2导通并触发发声单元工作。

优选的，所述计时电路上耦接有调时电路，所述调时电路用于调整计时信号的输出时间。

通过采用上述技术方案，不同型号大小的智能电容器承受过温时的时间均不相同，通过设置调时电路，以调整计时信号的输出时间，进而可调整发声单元的工作时间。

优选的，所述发声单元包括三极管Q3、信号间断输出电路及蜂鸣器HA，所述信号间断输出电路通过所述三极管Q3耦接于开关单元以接收开关信号并输出间断性触发信号，所述蜂鸣器HA耦接于所述信号间断输出电路以接收间断性触发信号并响应于间断性触发信号以实现发声报警。

通过采用上述技术方案，三极管Q3接收第二开关信号后导通，并触发信号间断输出电路工作，使得蜂鸣器HA发声报警。

优选的，所述信号间断输出电路包括第二555计时芯片、电阻R8、R9、电容C3、C4，第二555计时芯片的4脚、4脚以及电阻R8的一端耦接于三极管Q3的集电极，电阻R8的另一端耦接于第二555计时芯片的3脚、电阻R9的一端以及蜂鸣器HA的一端，电阻R9的另一端耦接于第二555计时芯片的2脚、6脚以及电容C4的第一端，电容C4的第二端耦接于第二555计时芯片的1脚并接地，第二555计时芯片的的5脚通过电容C3接地，蜂鸣器HA的另一端耦接于VCC电压。

通过采用上述技术方案，信号间断输出电路接收到第一开关信号后，可间断性地将信号输出至蜂鸣器HA，使得蜂鸣器HA发声时产生一定的频率，提醒效果更好。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

智能电容器内部处于过温状态时，可触发发声单元以发声报警，以提醒工作人员及时停止智能电容器的工作，进而可减少智能电容器在温度过高时而爆炸损坏的情况，有利于提高智能电容器的寿命及使用过程中的安全性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中，1、温度感应装置；2、温度检测装置；3、报警装置；4、发光提醒装置；41、非门电路；42、发光二极管；5、声音提醒装置；6、开关单元；61、第一开关电路；62、计时电路；63、第二开关电路；7、发声单元；71、信号间断输出电路；8、调时电路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种智能电容器保护装置，包括温度感应装置1、温度检测装置2及报警装置3。

温度感应装置1用于实时感应智能电容器工作过程中的温度并转换为温度信号，本实施例中温度感应装置1优选型号为WRPK-231的温度传感器；温度检测装置2耦接于温度感应装置1以接收温度信号并输出温度检测信号，且温度检测装置2内预设有温度上限信号，即智能电容器所能承受的最高温度值；报警装置3耦接于温度检测装置2以接收温度检测信号并响应于温度检测信号以实现智能电容器内部温度状态报警提醒。

报警装置3包括发光提醒装置4及声音提醒装置5；发光提醒装置4用于接收低电平的温度检测信号并响应于温度检测信号进行发光提醒；声音提醒装置5包括开关单元6、发声单元7，开关单元6用于接收高电平的温度检测信号并输出开关信号，发声单元7耦接于开关单元6以接收开关信号并响应于开关信号以实现声音报警；当温度信号小于温度上限信号时，温度检测装置2输出低电平的温度检测信号，发光提醒装置4导通并发光提醒；当温度信号大于温度上限信号时，温度检测装置2输出高电平的温度检测信号，声音提醒装置5导通并发声报警。

温度检测装置2包括比较器A、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及电容C1、C2，比较器A的型号优选为LM311，比较器A的同相端通过电阻R1耦接于温度传感器，并耦接于电阻R3的一端，电阻R3的另一端耦接于相互串联的电阻R4、R5的连接点，电阻R4的另一端耦接于电源，电阻R5的另一端接地；比较器A的反相端通过电阻R2耦接于温度传感器，并通过电阻R6耦接至比较器A的输出端，比较器A的VDD端耦接于电源，VSS端接地，电容C1并联于电阻R6上，比较器A的输出端通过电阻R7耦接于电容C2及报警装置3，电容C2的另一端接地。

发光提醒装置4包括非门电路41、发光二极管42，非门电路41优选型号为SN74LVC1G04的反相器IC1，反相器IC1的输入端耦接于电阻R7以接收低电平的温度检测信号并将低电平的温度检测信号转换为高电平的触发信号，输出端耦接于发光发光二极管42的阳极端并输出触发信号，发光二极管42的阴极端接地，发光二极管42接收到触发信号后进行发光提醒。

开关单元6包括第一开关电路61、计时电路62及第二开关电路63；第一开关电路61耦接于温度检测装置2以接收高电平的温度检测信号并输出第一开关信号，计时电路62耦接于第一开关电路61以接收第一开关信号并输出计时信号，第二开关电路63耦接于计时电路62以接收计时信号并输出第二开关信号以触发发声单元7进行发声报警。

第一开关电路61包括三极管Q1、继电器K1、受控于继电器K1的常开触点K1-1，三极管的基极耦接于比较器A的输出端，发射极接地，集电极耦接于继电器K1的一端，继电器K1的另一端耦接于VCC电压，常开触点K1-1的两端分别耦接于VCC电压、计时电路62的输入端。

延时电路包括调时电路8、第一555计时芯片、电阻R10、R11及电容C5、C6，调时电路8包括滑动变阻器RP，第一555计时芯片的1脚通过电容C6接地，2脚耦接于比较器A的输出端，3脚为输出端并耦接于第二开关电路63，4脚通过电阻R11耦接于常开触点K1-1，5脚接地，6脚耦接于滑动变阻器RP的调节端，8脚耦接于VCC电压，滑动变阻器的两端分别耦接于电阻R10、电容C5的一端，电阻R10的另一端耦接于VCC电压，电阻C5的另一端接地。

555计时芯片的工作原理是：当三极管Q1导通时，555计时芯片通电，VCC电压对电容C5充电，形成充电电流，可通过改变滑动变阻器RP的阻值改变充电电流形成的时间，该充电电流在电阻R10的上端形成较高的压降，使得555计时芯片的2脚不会触发；当电容C5充满电，充电电流消失，进而555计时芯片的2脚电位瞬间拉低而被触发，555计时芯片的3脚立即输出高电平的计时信号。

第二开关电路63包括三极管Q2、继电器K2、受控于继电器K2的常开触点K2-1；三极管Q2的基极耦接于第一555计时芯片的3脚，集电极耦接于VCC电压，发射极耦接于继电器K2的一端，继电器K2的另一端接地，常开触点K2-1的两端分别耦接于VCC电压、发声单元7。

发声单元7包括电阻R12、三极管Q3、信号间断输出电路71及蜂鸣器HA，三极管Q3的基极通过电阻R5耦接于常开触点K2-2以接收第二开关信号，发射极接地，集电极耦接于信号间断输出电路71的输入端，间断信号电路的输出端耦接于蜂鸣器HA，间断信号电路接收第二开关信号后，并转换为间断输出的触发信号，以触发蜂鸣器HA进行有规律性的发声提示，增强报警提示的效果。

信号间断输出电路71包括第二555计时芯片、电阻R8、R9、电容C3、C4，第二555计时芯片的4脚、8脚以及电阻R8的一端耦接于三极管Q3的集电极，电阻R8的另一端耦接于第二555计时芯片的3脚、电阻R9的一端以及蜂鸣器HA的一端，电阻R9的另一端耦接于第二555计时芯片的2脚、6脚以及电容C4的第一端，电容C4的第二端耦接于第二555计时芯片的1脚并接地，第二555计时芯片的的5脚通过电容C3接地，蜂鸣器HA的另一端耦接于VCC电压。

本实施例的实施原理为：

智能电容器工作时，温度传感器实时感应智能电容器内部的温度并转换为温度信号，比较器A接收温度信号并与温度上限信号进行比较，当温度信号低于温度上限信号时，比较器A输出低电平的温度检测信号，三极管Q1接收低电平的温度检测信号截止，而反相器IC1接收低电平的温度检测信号后转换为高电平的触发信号，发光二极管42接收触发信号后进行发光提示，以提示工作人员当前智能电容器内的温度正常；当温度信号高于温度上限信号时，比较器A输出高电平的温度检测信号，反相器IC1停止工作，三极管Q1导通，继电器K1工作，常开触点K1-1闭合，第一555计时芯片通电工作，VCC电压对电容C5充电，形成充电电流，并在电阻R10的上端形成较高的压降，使得第一555计时芯片的2脚不会触发，直至电容C5充满电，充电电流消失，进而第一555计时芯片的2脚电位瞬间拉低而被触发，第一555计时芯片的3脚立即输出计时信号，三极管Q2导通，并触发继电器K2工作，常开触点K2-2闭合，三极管Q3导通，并触发蜂鸣器HA发声报警，以提醒工作人员当前智能电容器内处于过温状态，需要停止智能电容器的工作。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能电容器保护装置，其特征在于：包括温度感应装置(1)、温度检测装置(2)及报警装置(3)；

温度感应装置(1)，用于感应智能电容器工作过程中的温度并转换为温度信号；

温度检测装置(2)，耦接于所述温度感应装置(1)以接收温度信号并输出温度检测信号，且所述温度检测装置(2)内预设有温度上限信号；

报警装置(3)，耦接于所述温度检测装置(2)以接收温度检测信号并响应于温度检测信号以实现智能电容器内部温度状态报警提醒；

所述报警装置(3)包括发光提醒装置(4)及声音提醒装置(5)；

所述发光提醒装置(4)用于接收低电平的温度检测信号并响应于温度检测信号进行发光提醒；

所述声音提醒装置(5)包括开关单元(6)、发声单元(7)，所述开关单元(6)用于接收高电平的温度检测信号并输出开关信号，所述发声单元(7)耦接于开关单元(6)以接收开关信号并响应于开关信号以实现声音报警；

当温度信号小于温度上限信号时，所述温度检测装置(2)输出低电平的温度检测信号，所述发光提醒装置(4)导通并发光提醒；当温度信号大于温度上限信号时，所述温度检测装置(2)输出高电平的温度检测信号，所述声音提醒装置(5)导通并发声报警。

2.根据权利要求1所述的一种智能电容器保护装置，其特征在于：所述温度检测装置(2)包括比较器A、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及电容C1、C2，比较器A的同相端通过电阻R1耦接于温度感应装置(1)，并耦接于电阻R3的一端，电阻R3的另一端耦接于相互串联的电阻R4、R5的连接点，电阻R4的另一端耦接于电源，电阻R5的另一端接地；比较器A的反相端通过电阻R2耦接于温度感应装置(1)，并通过电阻R6耦接至比较器A的输出端，比较器A的VDD端耦接于电源，VSS端接地，电容C1并连接于电阻R6上，比较器A的输出端通过电阻R7耦接于电容C2及报警装置(3)，电容C2的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的一种智能电容器保护装置，其特征在于：所述发光提醒装置(4)包括非门电路(41)、发光二极管(42)，所述非门电路(41)耦接于所述温度检测装置(2)以接收低电平的温度检测信号并将低电平的温度检测信号转换为高电平的触发信号，所述发光二极管(42)耦接于非门电路(41)以接收触发信号并响应于触发信号进行发光提醒。

4.根据权利要求1所述的一种智能电容器保护装置，其特征在于：所述开关单元(6)包括第一开关电路(61)、计时电路(62)及第二开关电路(63)；

第一开关电路(61)，耦接于所述温度检测装置(2)以接收高电平的温度检测信号并输出第一开关信号；

计时电路(62)，耦接于所述第一开关电路(61)以接收第一开关信号并输出计时信号；

第二开关电路(63)，耦接于所述计时电路(62)以接收计时信号并输出第二开关信号以触发所述发声单元(7)工作。

5.根据权利要求4所述的一种智能电容器保护装置，其特征在于：所述第一开关电路(61)包括三极管Q1、继电器K1、受控于继电器K1的常开触点K1-1，所述第二开关电路(63)包括三极管Q2、继电器K2、受控于继电器K2的常开触点K2-1；继电器K1通过所述三极管Q1耦接于所述温度检测装置(2)，常开触点K1-1的两端分别耦接于VCC电压、计时电路(62)的输入端，继电器K2通过所述三极管Q2耦接于所述计时电路(62)的输出端，常开触点K2-1的两端分别耦接于VCC电压、发声单元(7)。

6.根据权利要求4所述的一种智能电容器保护装置，其特征在于：所述计时电路(62)上耦接有调时电路(8)，所述调时电路(8)用于调整计时信号的输出时间。

7.根据权利要求1所述的一种智能电容器保护装置，其特征在于：所述发声单元(7)包括三极管Q3、信号间断输出电路(71)及蜂鸣器HA，所述信号间断输出电路(71)通过所述三极管Q3耦接于开关单元(6)以接收开关信号并输出间断性触发信号，所述蜂鸣器HA耦接于所述信号间断输出电路(71)以接收间断性触发信号并响应于间断性触发信号以实现发声报警。

8.根据权利要求7所述的一种智能电容器保护装置，其特征在于：所述信号间断输出电路(71)包括第二555计时芯片、电阻R8、R9、电容C3、C4，第二555计时芯片的4脚、4脚以及电阻R8的一端耦接于三极管Q3的集电极，电阻R8的另一端耦接于第二555计时芯片的3脚、电阻R9的一端以及蜂鸣器HA的一端，电阻R9的另一端耦接于第二555计时芯片的2脚、6脚以及电容C4的第一端，电容C4的第二端耦接于第二555计时芯片的1脚并接地，第二555计时芯片的5脚通过电容C3接地，蜂鸣器HA的另一端耦接于VCC电压。

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