CN217983213U - 一种带互锁功能的闭锁继电器 - Google Patents

Abstract

一种带互锁功能的闭锁继电器，包括互锁回路、延时回路、滤波回路、远方(就地)复归回路、动作线圈电压分压采样电路、复归线圈电压分压采样电路、第一与第二无源精准动作参数控制芯片、第一与第二MOSFET管；互锁回路中，第一与第二继电器对应两个线圈即动作线圈回路和复归线圈回路，以及动作线圈控制回路和复归线圈控制回路；第一、第二外部启动信号分别通过动作线圈电压分压采样电路、复归线圈电压分压采样电路分别控制两个线圈；互锁回路中在动作线圈和复归线圈回路分别串联对应继电器的常闭触点，当动作线圈和复归线圈同时得电时，对应继电器的常闭触点断开，避免双稳态继电器反复动作。

Description

一种带互锁功能的闭锁继电器

技术领域

本实用新型涉及用无源精准动作参数控制芯片的闭锁继电器。特别是关于动作与复归回路互锁、延时回路、滤波回路、远方(就地)复归回路、信号灯指示回路、继电器动作线圈电压的控制、复归线圈电压的控制、继电器动作线圈时间的控制、复归线圈时间的控制、继电器启动后的降功耗运行、继电器控制回路的保护。

背景技术

对于继电保护装置跳闸出口回路，当跳闸回路出现永久性故障时，启动闭锁继电器监视跳闸回路是否完好，同时又需要扩展断路器辅助触点用于信号指示。对闭锁继电器的互锁功能、延时功能、滤波功能、远方(就地)功能、指示功能、动作值范围和动作时间范围有明确且苛刻的限制，而且，随着对继电保护装置跳闸出口回路要求的提高，给定的动作线圈和复归线圈动作范围也越来越窄。

目前，由于现场故障信号还没有消失，复归信号又进入，导致动作回路和复归回路同时得电，双稳态继电器会不停反复得电失电，导致双稳态继电器寿命减弱。

其次，由于普通的双稳态继电器没有远方(就地)功能，指示功能，导致现场调试、维修不便。

第三，由于电磁式继电器体积小，输出触点数量有限，需要多个继电器进行并联，才能满足需求。无论是单稳态继电器还是双稳态继电器本身的动作线圈、复归线圈动作值都存在离散度，若双稳态继电器在采用组合并联应用时，动作线圈、复归线圈动作值的不确定性更大；若采用双稳态继电器并联方案，由于不同的电压等级，需要电压不同的继电器，目前泰科、松下、欧姆龙等继电器厂家，一般线圈最高电压等级60VDC，对于电压在60V以上的场合，就需要功率电阻进行分压，长期运行，无论是双稳态继电器还是分压电阻都会产生很大的功耗，时间久而久之双稳态继电器线圈和分压电阻的使用寿命就会减少。

因此，对闭锁继电器控制回路的优化，既要精确控制双稳态继电器动作线圈、复归线圈的动作参数，又要提高产品的可靠性，同时满足现场操作方便也逐渐成为行业热点。

本申请人的CN2021111201339一种继电器无源精准动作参数控制芯片，包括，电源单元，该单元支持其它单元的宽供电范围，涵盖继电器的工作电压范围；连接一个内部LDO单元，通过VDD电压，稳压输出支持其它单元的内部供电电压；三个电压传感器与比较器单元，输出PWM发生器的启动与闭锁信号；PWM发生器，用于输出控制波形；CMOS驱动单元，用于与CMOS的匹配与驱动；PWM发生器波形占空比控制单元，用于连接并控制PWM发生器输出PWM波形的占空比。此实用新型虽然提出一种无辅助电源供电、动作值与动作时间可以精准控制、动作后降功耗运行、控制回路的完好性监视的继电器的控制技术。但后续技术还需要创新与设计，尤其是针对一些双稳态继电器等应用的特殊场合，现有技术解决此问题电路复杂且降低性，用本申请人这个芯片就可以实现闭锁继电器的控制方，解决现有技术存在的不足。

实用新型内容

本实用新型的目的是，提出一种带互锁功能的闭锁继电器。

本实用新型的技术方案是，一种带互锁功能的闭锁继电器，包括互锁回路、延时回路、滤波回路、远方(就地)复归回路、动作线圈电压分压采样电路、复归线圈电压分压采样电路、第一与第二无源精准动作参数控制芯片、第一与第二MOSFET管；互锁回路中，第一与第二继电器(SJ1A、SJ2A)对应两个线圈即动作线圈回路和复归线圈回路，以及动作线圈控制回路和复归线圈控制回路；第一、第二外部启动信号分别通过动作线圈电压分压采样电路、复归线圈电压分压采样电路分别控制两个线圈；互锁回路中在动作线圈和复归线圈回路分别串联对应继电器的常闭触点，当动作线圈和复归线圈同时得电时，对应继电器的常闭触点断开，避免双稳态继电器反复动作；

第一外部启动信号(脉冲信号或长期信号)控制端连接动作线圈的电源控制电路并串接第一无源精密继电器控制芯片的输入端，当第一外部启动接点1闭合，动作线圈控制电路工作，给J21A、SJ1A和SJ2A继电器动作线圈提供正电源,同时连接到第一无源精准动作参数控制芯片的输入端口，当输入端口的电压大于设定值时，第一无源精准动作参数控制芯片驱动GT11输出端口输出PWM信号，并驱动第一MOSFET管(QS1)导通，为ZD11、RS1、SJ1A、ZD13、RS2、SJ2A提供负电源，驱动动作SJ1A、SJ2A继电器动作，指示灯H1亮(设有信号灯指示)，同J21A继电器动作，J21B、J21C常闭接点断开，当第一外部启动信号断开，SJ1A、SJ2A继电器状态保持；

第二外部启动信号(脉冲信号或长期信号)控制端连接复位线圈的电源控制电路并串接第二无源精密继电器控制芯片的输入端，第二外部启动信号接点闭合，复归线圈控制电路工作，给J11A、SJ1A、SJ2A继电器复归线圈提供正电源,同时连接到第二无源精准动作参数控制芯片的输入端口，当输入端口的电压大于设定值时，第二无源精准动作参数控制芯片驱动输出端口输出PWM信号，并驱动第二(QR1)MOSFET管导通，为ZD21、RR1、SJ1A、ZD23、RR2、SJ2A提供负电源(SJ1A、SJ2A的复归线圈)，驱动动作SJ1A、SJ2A继电器动作，指示灯H1灭，指示灯H2亮，同时J11A继电器动作，J11B、J11C常闭接点断开，当第二外部启动信号断开，继电器SJ1A、SJ2A继电器状态保持。

延时回路是在J11A、J21A线圈上并联电容构成延时回路，先驱动SJ1A和SJ2A继电器动作，J11A或J21A继电器后动作，延时时间到J11A或J21A继电器动作，断开动作或复归回路的控制回路，避免SJ1A和SJ2A继电器一直得电，降低产品功耗。

滤波电路用于滤除电压中得纹波，消除电压中的交流成分。

远方(就地)复归，当故障解除之后，现场人员可以进行就地复归或远方遥控复归；

信号灯指示回路，反应实际工作状态，有利于调试和故障诊断。

动作线圈和复归线圈分压采样电路对输入端电压进行分压采样，并输入到控制芯片的VT端口，无源精准动作参数控制芯片GT端口接MOSFET控制端；MOSFET导通后给继电器动作线圈或者复归线圈提供负电源，继电器动作。

利用控制芯片性能稳定、VT的离散度低，能精准设定双稳态继电器的动作值，实现动作值的精准控制。这样，就可以有效的控制双稳态继电器的动作线圈或复归线圈动作值离散度。

本实用新型使得对于闭锁继电器用于继电保护装置跳闸出口回路，主要应用在出现永久性故障时，启动闭锁继电器监视跳闸回路是否完好，同时无需增加电源就可以实现动作线圈和复归线圈的动作值、动作时间以及复归时间的精准设置。

带互锁功能的闭锁继电器。本实用新型首先解决动作线圈和复归线圈同时得电时，避免继电器反复动作，提高产品的可靠性；其次，支持远方(就地)回归功能和现场工作状态指示功能，便于现场调试；第三，闭锁继电器的动作线圈和复归线圈的动作值可精确控制。本实用新型以用最少器件、最低成本，实现闭锁继电器重要参数精准控制、支持远方(就地)复归操作、降低产品运行功耗，同时提高产品可靠运行。

有益效果：本实用新型克服了现有闭锁继电器控制电路的参数调节的繁复：由于继电器本身动作值、动作时间离散度大，而对于动作值和动作时间要求比较高的场合，继电器的生产与参数配置就非常困难；同时实现继电器动作阶段的降功耗运行，达到绿色运行。本实用新型使得对于闭锁继电器动作线圈和复归线圈动作值和动作时间有严格要求的场合，解决了现有技术处理此问题的复杂回路，无需增加电源就可以实现动作值和动作时间的精准设置，同时产品在稳定运行阶段满足闭锁继电器的功能外，切断双稳态继电器和分压电阻回路，实现低功耗运行。

附图说明

图1：为本实用新型互锁回路、延时回路、滤波回路、指示回路图。

图2A：为本实用新型图解动作线圈动作值精确控制的闭锁继电器的应用原理图。

图2B：为本实用新型图解复归线圈动作值精确控制的闭锁继电器的应用原理图。

具体实施方式

以下通过实施案例，并配合附图1、图2A、图2B，详细说明本实用新型的内容。

以下叙述列举的案例以及叙述介绍本实用新型的基本概念，并非意图限制本实用新型内容。实际实用新型范围应按照权利要求书的范围界定。

对于闭锁继电器，需要两个线圈控制回路，即动作线圈控制回路和复归线圈控制回路。

延时时间到切断动作继电器回路，避免动作继电器一直得电，降低产品功耗；滤波电路用于滤除电压中得纹波，消除电压中的交流成分；远方(就地)复归，当故障解除之后，现场人员可以进行就地复归或远方遥控复归；信号灯指示回路，反应实际工作状态，有利于调试和故障诊断；分压采样电路对输入端电压进行分压采样，并输入到控制芯片的VT端口，无源精准动作参数控制芯片GT端口接MOSFET控制端；MOSFET导通后给继电器线圈提供负电源，继电器动作。利用控制芯片性能稳定、VT的离散度低，能精准设定动作继电器动作线圈和复归线圈的动作值，实现动作线圈和复归线圈动作值的精准控制；这样，就可以有效的控制动作继电器的动作线圈和复归线圈动作值的离散度。

外部启动信号支持脉冲信号或长期信号，当SET外部启动接点1闭合，给继电器SET线圈提供正电源,同时也给无源精密继电器控制芯片提供电源，芯片内部完成快速的充电。通过SET分压电路，对输入电压进行分压，并输入到VT11端口，当VT11端口的电压大于设定值时，无源精准动作参数控制芯片驱动GT11端口输出PWM信号，并驱动MOSFET11导通，为继电器SET线圈的负端提供负电源，驱动继电器SJ1A和SJ2A动作,指示灯H1亮；同时对C3电容充电，当继电器SJ1A和SJ2A完成动作之后，继电器J21A延时时间到，J21B接点断开，当VT11端口的采样电压小于返回值门槛时，GT11停止输出，MOSFET11断开，实现降功耗运行，同时J21B接点断开，切断复归回路，此时RESET外部启动接点2闭合，J11A继电器也不会得电，提高了产品的可靠性。

为了避免现场环境干扰J11A或J21A继电器误动作，所以SET与-KM之间并联滤波电容，RESET与-KM之间并联滤波电容。

按下K1，实现就地复归功能，外部启动接点2闭合实现远方复归。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种带互锁功能的闭锁继电器，其特征是，包括互锁回路、延时回路、滤波回路、远方(就地)复归回路、动作线圈电压分压采样电路、复归线圈电压分压采样电路、第一与第二无源精准动作参数控制芯片、第一与第二MOSFET管；互锁回路中，第一与第二继电器(SJ1A、SJ2A)对应两个线圈即动作线圈回路和复归线圈回路，以及动作线圈控制回路和复归线圈控制回路；第一、第二外部启动信号分别通过动作线圈电压分压采样电路、复归线圈电压分压采样电路分别控制两个线圈；互锁回路中在动作线圈和复归线圈回路分别串联对应继电器的常闭触点，当动作线圈和复归线圈同时得电时，对应继电器的常闭触点断开，避免双稳态继电器反复动作；

第一外部启动信号控制端连接动作线圈的电源控制电路并串接第一无源精密继电器控制芯片的输入端，当第一外部启动接点闭合，动作线圈控制电路工作，给SJ1A、SJ2A继电器动作线圈J21A、J21B、J21C提供正电源,同时连接到第一无源精准动作参数控制芯片的输入端口，当输入端口的电压大于设定值时，第一无源精准动作参数控制芯片驱动GT11输出端口输出PWM信号，并驱动第一MOSFET管(QS1)导通，驱动SJ1A、SJ2A继电器动作，SJ2A继电器动作，J21B、J21C常闭接点断开，当第一外部启动信号断开，SJ1A、SJ2A继电器状态保持；

第二外部启动信号控制端连接复位线圈的电源控制电路并串接第二无源精密继电器控制芯片的输入端，第二外部启动信号接点闭合，复归线圈控制电路工作，给SJ1A、SJ2A继电器复归线圈J11A、J11B、J11C提供正电源,同时连接到第二无源精准动作参数控制芯片的输入端口，当输入端口的电压大于设定值时，第二无源精准动作参数控制芯片驱动输出端口输出PWM信号，并驱动第二MOSFET管(QR1)导通，驱动动作SJ1A、SJ2A继电器动作，J11B、J11C常闭接点断开，当第二外部启动信号断开，第一与第二继电器SJ1A、SJ2A继电器状态保持。

2.根据权利要求1所述的闭锁继电器，其特征在于，在动作线圈回路和复归线圈回路(J11A、J21A)上并联电容构成延时回路，延时回路是指先驱动SJ1A、SJ2A继电器动作，J11A、J21A后动作，实现降功耗运行。

3.根据权利要求1所述的闭锁继电器，其特征在于，在第一和第二外部启动信号端与电源端(-KM)之间并联滤波电容，SET和RESET与-KM之间构成滤波回路，提高产品的抗干扰能力。

4.根据权利要求1所述的闭锁继电器，其特征在于，按下K1，实现就地复归功能，外部启动接点2闭合实现远方复归。

5.根据权利要求1所述的闭锁继电器，其特征在于，在无源精准动作参数控制芯片的VT输入端并接电容，获得精准的动作线圈和复归线圈动作的延时。

6.根据权利要求1所述的闭锁继电器，其特征在于，在输入回路中串联热敏电阻、并联压敏电阻进行双重保护。

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