CN210513434U - 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工作过程中的温度并转换为温度信号；温度检测装置，预设有温度上限信号，且耦接于温度感应装置以接收温度信号并于温度信号大于温度上限信号时输出温度检测信号；开关装置，耦接于温度检测装置以接收温度检测信号并输出开关信号；电容器供电装置，耦接于开关电路以接收开关信号并响应于开关信号以断开电容器的供电线路；报警装置，耦接于开关电路以接收开关信号并响应于开关信号以进行报警提示。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

智能电容器保护装置

技术领域

本实用新型涉及的技术领域，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，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，预设有温度上限信号，且耦接于所述温度感应装置以接收温度信号并于温度信号大于温度上限信号时输出温度检测信号；

开关装置，耦接于所述温度检测装置以接收温度检测信号并输出开关信号；

电容器供电装置，耦接于所述开关装置以接收开关信号并响应于开关信号以断开电容器的供电线路；

报警装置，耦接于所述开关装置以接收开关信号并响应于开关信号以进行报警提示。

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，在智能电容器长期工作过程中处于过温状态时，即温度信号大于智能电容器所能承受的温度上限信号时，温度检测装置输出温度检测信号至开关装置并使得开关装置导通输出开关信号，以触发电容器供电装置及报警装置工作，以及时切断智能电容器的线路并报警以提醒工作人员，进而可减少智能电容器在温度过高时而爆炸损坏的情况，有利于延长智能电容器的寿命及提高使用过程中的安全性。

优选的，还包括：

发光提示装置，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进行发光提示。

通过采用上述技术方案，温度检测装置检测到智能电容器内温度升高并输出温度检测信号时，发光提示装置先进行发光提示，以使工作人员提前知晓智能电容器内部的温度情况，做好预防工作。

优选的，所述开关装置包括第一开关电路、延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温度检测信号并输出第一开关信号；

延时电路，耦接于所述第一开关电路以接收第一开关信号并输出延时信号；

第二开关电路，耦接于所述延时电路以接收延时信号并输出第二开关信号以触发所述电容器供电装置与报警装置工作。

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，通过设置延时电路先不直接触发报警装置及断开智能电容器的工作，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及受控于继电器K1的常开触点K1-1，所述继电器K1的一端通过所述三极管Q1耦接于所述温度检测装置，另一端耦接于VCC电压，常开触点K1-1的两端分别耦接于所述延时电路的输入端及VCC电压。

通过采用上述技术方案，三极管Q1接收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延时电路。

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

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，以调整延时信号的输出时间，进而可调整报警及智能电容器的线路切断时间。

优选的，所述电容器供电装置包括开关SB、蓄电池VDD，所述蓄电池VDD的正极耦接于智能电容器的一端，负极通过所述开关SB耦接于智能电容器的另一端。

通过采用上述技术方案，智能电容器工作时，闭合按钮开关，使得蓄电池VDD对智能电容器进行供电。

优选的，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的常闭触点K2-1、常开触点K2-2，所述继电器K2的一端通过所述三极管Q2耦接于所述延时装置的输出端，另一端接地，常闭触点K2-1的两端分别耦接于智能电容器及蓄电池VDD，常开触点K2-2的两端分别耦接于报警装置及VCC电压。

通过采用上述技术方案，三极管Q2接收延时信号后导通，继电器K2工作并使得常闭触点K2-1断开，常开触点K2-2闭合，使得报警装置报警提示，智能电容器断电。

优选的，所述报警装置包括三极管Q3、间断信号电路及蜂鸣器HA，所述三极管Q3的基极耦接于所述开关装置，发射极接地，集电极耦接于所述间断信号电路的输入端，所述间断信号电路的输出端耦接于所述蜂鸣器HA。

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，并触发间断信号电路工作，使得蜂鸣器HA工作报警。

优选的，所述间断信号电路包括滤波电路、电阻R6、R7、R8、电容C3以及比较器A2，电阻R6和R7的一端耦接于所述三极管Q3，电阻R6的另一端耦接于电容C3的一端，电容C3的另一端耦接于滤波电路及比较器A2的同相端，比较器A2的反相端耦接于电阻R7的另一端并通过电阻R8接地，比较器A2的输出端耦接于蜂鸣器HA。

通过采用上述技术方案，间断信号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，可及时切断智能电容器的线路并报警以提醒工作人员，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；21、温度基准电路；3、开关装置；31、第一开关电路；32、延时电路；33、第二开关电路；4、电容器供电装置；5、报警装置；51、间断信号电路；52、滤波电路；6、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、发光提示装置、开关装置3、电容器供电装置4及报警装置5。

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，本实施例中温度感应装置1优选型号为CWF2-5K的热敏电阻RT；温度检测装置2内预设有温度上限信号，且耦接于所述温度感应装置1以接收温度信号并于温度信号大于温度上限信号时输出温度检测信号，温度上限信号即为智能电容器处于过温状态下所能承受的最高温度。

发光提示装置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进行发光提示；开关装置3耦接于温度检测装置2以接收温度检测信号并输出开关信号；电容器供电装置4耦接于开关装置3以接收开关信号并响应于开关信号以断开电容器的供电线路；报警装置5耦接于开关装置3以接收开关信号并响应于开关信号以进行报警提示。

温度检测装置2包括电阻R1、比较器A1及温度基准电路21，比较器A1的型号优选为LM311，比较器A1的同相端耦接于电阻R1、热敏电阻RT的一端，电阻R1的另一端接地，热敏电阻RT的另一端耦接于VCC电压，比较器A1的反相端耦接于温度基准电路21，比较器A1的输出端耦接于开关装置3；温度基准电路21包括电阻R2和电位器Rp1，电位器Rp1的型号优选为为3296X-502，电阻R2 的一端耦接于VCC电压，另一端耦接于比较器A1的反相端以及电位器Rp1，电位器Rp1的另一端接地；电阻R2和电位器Rp1之间的连接点提供温度上限信号Vref1，通过调节电位器Rp1可以调节温度上限信号Vref1的大小。

开关装置3包括第一开关电路31、延时电路32及第二开关电路33；第一开关电路31耦接于温度检测装置2以接收温度检测信号并输出第一开关信号；延时电路32耦接于第一开关电路31以接收第一开关信号并输出延时信号；第二开关电路33耦接于延时电路32以接收延时信号并输出第二开关信号以触发电容器供电装置4与报警装置5工作。

发光提示装置包括发光二极管D1，第一开关电路31包括三极管Q1、继电器K1及受控于继电器K1的常开触点K1-1；三极管Q1的基极耦接于比较器A1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的另一端耦接于发光二极管D1的阴极，发光二极管D1的阳极耦接于VCC电压；常开触点K1-1的两端分别耦接于延时电路32的输入端及VCC电压。

延时电路32包括调时电路6、555计时器、电阻R3、R4及电容C1、C2，调时电路6包括滑动变阻器RP，555计时器的1脚通过电容C2接地，2脚耦接于比较器A1的输出端，3脚为输出端并耦接于第二开关电路33，4脚通过电阻R4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R3、电容C1的一端，电阻R3的另一端耦接于VCC电压，电阻C1的另一端接地。

555计时器的工作原理是：当三极管Q1导通时，555芯片通电，VCC电压对电容C1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R1的上端形成较高的压降，使得555芯片的2脚不会触发；当电容C1充满电，充电电流消失，进而555芯片的2脚电位瞬间拉低而被触发，555芯片的3脚立即输出高电平的延时信号。

电容器供电装置4包括按钮开关SB、蓄电池VDD，蓄电池VDD的正极耦接于智能电容器的一端，负极通过开关SB耦接于智能电容器的另一端；第二开关电路33包括三极管Q2、继电器K2、受控于继电器K2的常闭触点K2-1、常开触点K2-2，三极管Q2的基极耦接于555计时器的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，常闭触点K2-1的两端分别耦接于智能电容器及蓄电池VDD，常开触点K2-2的两端分别耦接于报警装置5及VCC电压。

报警装置5包括电阻R5、三极管Q3、间断信号电路51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，三极管Q3的发射极接地，集电极耦接于间断信号电路51的输入端，间断信号电路51的输出端耦接于蜂鸣器HA，间断信号电路51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。

间断信号电路51包括滤波电路52、电阻R6、R7、R8、电容C3以及比较器A2，滤波电路52包括电容C4、电阻R9，比较器A2的型号优选为LM324；电阻R6和R7的一端耦接于三极管Q3的发射极，电阻R6的另一端耦接于电容C3的一端，电容C3的另一端耦接于电容C4、电阻R9的一端及比较器A2的同相端，电容C4、电阻R9的另一端接地，比较器A2的反相端耦接于电阻R7的另一端并通过电阻R8接地，比较器A2的输出端耦接于蜂鸣器HA。

本实施例的实施原理为：

智能电容器工作时，热敏电阻RT实时感应智能电容器的内部温度并转换为温度信号，比较器A1接收温度信号并于温度上限信号进行比较，一旦温度信号大于温度上限信号，比较器A1输出温度检测信号，三极管Q1导通，发光二极管D1发光，常开触点K1-1闭合，555芯片通电，VCC电压对电容C1充电，形成充电电流，并在电阻R1的上端形成较高的压降，使得555芯片的2脚不会触发，直至电容C1充满电，充电电流消失，进而555芯片的2脚电位瞬间拉低而被触发，555芯片的3脚立即输出延时信号，三极管Q2导通，并触发继电器K2工作，此时常闭触点K2-1断开，智能电容器与蓄电池VDD的通电线路断开，智能电容器停止工作，且常开触点K2-2闭合，三极管Q3导通，并触发蜂鸣器HA发声报警。

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 (9)

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)，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)，预设有温度上限信号，且耦接于所述温度感应装置(1)以接收温度信号并于温度信号大于温度上限信号时输出温度检测信号；

开关装置(3)，耦接于所述温度检测装置(2)以接收温度检测信号并输出开关信号；

电容器供电装置(4)，耦接于所述开关装置(3)以接收开关信号并响应于开关信号以断开电容器的供电线路；

报警装置(5)，耦接于所述开关装置(3)以接收开关信号并响应于开关信号以进行报警提示。

2.根据权利要求1所述的智能电容器保护装置，其特征在于：还包括：

发光提示装置，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进行发光提示。

3.根据权利要求1所述的智能电容器保护装置，其特征在于：所述开关装置(3)包括第一开关电路(31)、延时电路(32)及第二开关电路(33)，

第一开关电路(31)，耦接于所述温度检测装置(2)以接收温度检测信号并输出第一开关信号；

延时电路(32)，耦接于所述第一开关电路(31)以接收第一开关信号并输出延时信号；

第二开关电路(33)，耦接于所述延时电路(32)以接收延时信号并输出第二开关信号以触发所述电容器供电装置(4)与报警装置(5)工作。

4.根据权利要求3所述的智能电容器保护装置，其特征在于：所述第一开关电路(31)包括三极管Q1、继电器K1及受控于继电器K1的常开触点K1-1，所述继电器K1的一端通过所述三极管Q1耦接于所述温度检测装置(2)，另一端耦接于VCC电压，常开触点K1-1的两端分别耦接于所述延时电路(32)的输入端及VCC电压。

5.根据权利要求3所述的智能电容器保护装置，其特征在于：所述延时电路(32)上耦接有调时电路(6)，所述调时电路(6)用于调整延时信号的输出时间。

6.根据权利要求3所述的智能电容器保护装置，其特征在于：所述电容器供电装置(4)包括开关SB、蓄电池VDD，所述蓄电池VDD的正极耦接于智能电容器的一端，负极通过所述开关SB耦接于智能电容器的另一端。

7.根据权利要求6所述的智能电容器保护装置，其特征在于：所述第二开关电路(33)包括三极管Q2、继电器K2、受控于继电器K2的常闭触点K2-1、常开触点K2-2，所述继电器K2的一端通过所述三极管Q2耦接于所述延时装置的输出端，另一端接地，常闭触点K2-1的两端分别耦接于智能电容器及蓄电池VDD，常开触点K2-2的两端分别耦接于报警装置(5)及VCC电压。

8.根据权利要求1所述的智能电容器保护装置，其特征在于：所述报警装置(5)包括三极管Q3、间断信号电路(51)及蜂鸣器HA，所述三极管Q3的基极耦接于所述开关装置(3)，发射极接地，集电极耦接于所述间断信号电路(51)的输入端，所述间断信号电路(51)的输出端耦接于所述蜂鸣器HA。

9.根据权利要求8所述的智能电容器保护装置，其特征在于：所述间断信号电路(51)包括滤波电路(52)、电阻R6、R7、R8、电容C3以及比较器A2，电阻R6和R7的一端耦接于所述三极管Q3，电阻R6的另一端耦接于电容C3的一端，电容C3的另一端耦接于滤波电路(52)及比较器A2的同相端，比较器A2的反相端耦接于电阻R7的另一端并通过电阻R8接地，比较器A2的输出端耦接于蜂鸣器HA。

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