CN218240714U - 一种线圈检测电路及开关柜 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种线圈检测电路，其包括场效应管Q，所述场效应管Q的漏极与线圈L一端连接，所述线圈L另一端连接电源；所述第一电阻器R1的一端与场效应管Q的源极连接，所述第一电阻器R1的另一端接地；所述控制电路的输出端与场效应管Q的栅极连接；所述电流检测电路的输入端连接在场效应管Q和第一电阻器R1之间；MCU分别与控制电路的输入端和电流检测电路的输出端连接，用于定时给控制电路短时脉冲信号，以使控制线圈短时通电，同时，MCU接收电流检测电路检测电流大小的检测信号；报警电路与MCU的输出端连接，MCU响应检测信号输出信号给到报警电路，报警电路响应于MCU的信号，发出报警信号。本申请具有降低功耗、检测线圈老化、开路和短路的效果。

Description

一种线圈检测电路及开关柜

技术领域

本申请涉及开关柜的领域，尤其是涉及线圈检测电路及高压开关柜。

背景技术

在高压开关柜中，断路器合分闸线圈是电力系统中的重要组成部分，断路器合分闸线圈根据指令进行分闸，合闸等操作，需长时间安全可靠运行，由于开关柜的工作环境比较恶劣，温度高，湿度大，振动大，断路器中的线圈容易脱落或开路，为确保断路器的可靠运行，高压开关柜需要实时检测断路器的线圈状态，监视内部线圈是否存在断线或者接触不良等异常情况。

现有的监视线圈状态的方式是在线圈控制回路上额外增加监测回路，监测回路包括额外电源和监测指示灯，当监测指示灯不亮时，表示线圈开路。

但是现有的监测线圈状态的方式需要持续对线圈进行监测且监测电流较大，因此存在功耗高以及线圈老化阻值变大无法监测的缺陷。

实用新型内容

为了解决线圈老化阻值变大无法监测，并且降低线圈检测的功耗，本申请提供一种线圈检测电路及开关柜。

一方面，本申请提供的一种线圈检测电路采用如下的技术方案：一种线圈检测电路，包括：

场效应管Q，所述场效应管Q的漏极与线圈L一端连接，所述线圈L另一端连接电源；

第一电阻器R1，所述第一电阻器R1的一端与场效应管Q的源极连接，所述第一电阻器R1的另一端接地；

控制电路，所述控制电路的输出端与场效应管Q的栅极连接；

电流检测电路，所述电流检测电路的输入端连接在场效应管Q和第一电阻器R1之间；

MCU，分别与控制电路的输入端和电流检测电路的输出端连接，用于定时给控制电路短时脉冲信号，以使控制线圈短时通电，同时，MCU接收电流检测电路检测电流大小的检测信号；

报警电路，与MCU的输出端连接，MCU响应检测信号输出信号给到报警电路，报警电路响应于MCU的信号，发出报警信号；

电源电路，用于给控制电路、电流检测电路、以及报警电路供电。

通过采用上述技术方案，场效应管Q和第一电阻器R1与线圈L串联，MCU定时发送短时间的脉冲信号给到控制电路，通过控制电路控制场效应管的导通，从而使线圈导通，电流检测电路检测第一电阻器R1的电流大小输出给到MCU，当电流达到报警阈值时，MCU控制报警电路发出报警信号，相比现有的持续监测线圈的状态，降低了整体电路的功耗，同时能够不仅能够检测线圈的开路情况，也能够检测线圈老化的情况。

优选的，所述控制电路包括第二电阻器R2、第三电阻器R3、第四电阻器R4、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第五电阻器R5、第六电阻器R6、以及第七电阻器R7，所述第二电阻器R2的一端同时与第三电阻器R3的一端以及MCU的引脚连接，所述第二电阻器R2的另一端与直流电源连接，所述第三电阻器R3的另一端同时与第一三极管Q1的基极以及第四电阻器R4的一端连接，所述第四电阻器R4的另一端接地，所述第一三极管Q1的发射极接地，所述第一三极管Q1的集电极同时与第五电阻器R5的一端以及第二三极管Q2的基极连接，所述第五电阻器R5的另一端以及第二三极管Q2的集电极同时与电源电路的输出端连接，所述第二三极管Q2的发射极同时与第三三极管Q3的发射极以及第六电阻器R6的一端连接，所述第三三极管Q3的基极与第一三极管Q1的集电极连接，所述第三三极管Q3的集电极接地，所述第六电阻器R6的另一端与场效应管Q的栅极以及第七电阻器R7的一端连接，所述第七电阻器R7的另一端接地。

通过采用上述技术方案，控制电路的输入端接收MCU发出的控制信号，通过第一三极管Q1、以及第二三极管Q2和第三三极管Q3组合成的推挽电路，能够稳定控制场效应管的开断同时降低电路功耗。

优选的，所述电源电路包括第八电阻器R8、第九电阻器R9、第四三极管Q4、第十电阻器R10、第十一电阻器R11、以及第五三极管Q5，所述第八电阻器R8的一端与MUC的引脚连接，所述第八电阻器R8的另一端同时与第九电阻器R9以及第四三极管Q4的基极连接，所述第九电阻器R9的另一端接地，所述第四三极管Q4的集电极与第十电阻器R10的一端连接，所述第四三极管Q4的发射极接地，所述第十电阻器R10的另一端同时与第十一电阻器R11的一端以及第五三极管Q5的基极连接，所述第十一电阻器R11的另一端和第五三极管Q5的发射极同时与直流电源连接，所述第五三极管Q5的集电极与第二三极管Q2的集电极连接。

通过采用上述技术方案，MCU给控制电路发出控制信号的同时同步给电源电路控制信号，从而使电源电路给控制电路供电，因此可以降低电路功耗。

优选的，所述电源电路还包括滤波电容C，所述滤波电容C的正极与第五三极管Q5的集电极连接，所述滤波电容C的负极接地。

通过采用上述技术方案，在电源电路上设置的滤波电容C对电源进行滤波处理。

优选的，所述电流检测电路包括第十二电阻器R12，所述第十二电阻器R12的一端连接在场效应管Q和第一电阻器R1之间，所述第十二电阻器R12的另一端与MCU的引脚连接。

通过采用上述技术方案，将第十二电阻器R12连接在场效应管Q和第一电阻器R1之间，从而MCU能够准确的获取第一电阻器R1的电流大小。

优选的，所述线圈L并联有二极管D。

通过采用上述技术方案，在线圈L上并联二极管D，能够在线圈断电产生反向电压时，二极管D导通将反向电压消除掉。

优选的，所述场效应管Q为NMOS管。

通过采用上述技术方案，将NMOS管作为开关元器件，控制电路能够稳定的控制线圈的工作。

另一方面，本申请还提供一种开关柜，采用如下的技术方案：一种开关柜，包括线圈控制电路和集成设置于线圈控制电路的线圈检测电路。

通过采用上述技术方案，通过将线圈检测电路集成设置于线圈控制电路上，从而共用电源，从而降低了线圈控制电路的。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

场效应管Q和第一电阻器R1与线圈L串联，MCU定时发送短时间的脉冲信号给到控制电路，通过控制电路控制场效应管的导通，从而使线圈导通，电流检测电路检测第一电阻器R1的电流大小输出给到MCU，当电流达到报警阈值时，MCU控制报警电路发出报警信号，相比现有的持续监测线圈的状态，降低了整体电路的功耗，同时不仅能够检测线圈的开路情况，也能够检测线圈老化的情况。

附图说明

图1绘示了线圈检测电路的电路原理图。

图2绘示线圈检测电路具体的电路原理图。

附图标记说明：1、控制电路；2、电源电路；3、电流检测电路；4、报警电路。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种线圈检测电路。参照图1和图2，线圈检测电路包括与线圈L串联的场效应管Q和第一电阻器R1，场效应管Q的漏极与线圈L一端连接，线圈L另一端连接直流电源，给线圈L供电。第一电阻器R1的一端与场效应管Q的源极连接，第一电阻器R1的另一端接地，具体的场效应管Q采用NMOS管。

还包括控制电路1、电流检测电路3、MCU、以及报警电路4，具体的，控制电路1的输出端与场效应管Q的栅极连接。电流检测电路3的输入端连接在场效应管Q和第一电阻器R1之间。MCU分别与控制电路1的输入端和电流检测电路3的输出端连接。MCU接收电流检测电路3检测电流大小的检测信号，报警电路4与MCU的输出端连接，MCU响应检测信号输出信号给到报警电路4，报警电路4响应于MCU的信号，发出报警信号；电源电路2用于给控制电路1、电流检测电路3、以及报警电路4供电。其中报警电路4可以采用报警闪烁灯，或者通过485通讯模块连接后台报警。

参照图2，具体的，控制电路1包括第二电阻器R2、第三电阻器R3、第四电阻器R4、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第五电阻器R5、第六电阻器R6、以及第七电阻器R7，第二电阻器R2的一端同时与第三电阻器R3的一端以及MCU的引脚连接，第二电阻器R2的另一端与5V直流电源连接，第三电阻器R3的另一端同时与第一三极管Q1的基极以及第四电阻器R4的一端连接，第四电阻器R4的另一端接地，第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的集电极同时与第五电阻器R5的一端以及第二三极管Q2的基极连接，第五电阻器R5的另一端以及第二三极管Q2的集电极同时与电源电路2的输出端连接，第二三极管Q2的发射极同时与第三三极管Q3的发射极以及第六电阻器R6的一端连接，第三三极管Q3的基极与第一三极管Q1的集电极连接，第三三极管Q3的集电极接地，第六电阻器R6的另一端与场效应管Q的栅极以及第七电阻器R7的一端连接，第七电阻器R7的另一端接地，控制电路1的输入端接收MCU发出控制信号。其中第一三极管Q1和第二三极管Q2为NPN型三极管，第三三极管Q3为PNP型三极管，通过第一三极管Q1、以及第二三极管Q2和第三三极管Q3组合成的推挽电路，能够稳定控制场效应管Q的开断同时降低电路功耗。

电源电路2包括第八电阻器R8、第九电阻器R9、第四三极管Q4、第十电阻器R10、第十一电阻器R11、以及第五三极管Q5，第八电阻器R8的一端与MUC的引脚连接，第八电阻器R8的另一端同时与第九电阻器R9以及第四三极管Q4的基极连接，第九电阻器R9的另一端接地，第四三极管Q4的集电极与第十电阻器R10的一端连接，第四三极管Q4的发射极接地，第十电阻器R10的另一端同时与第十一电阻器R11的一端以及第五三极管Q5的基极连接，第十一电阻器R11的另一端和第五三极管Q5的发射极同时与12V直流电源连接，第五三极管Q5的集电极与第二三极管Q2的集电极连接。MCU给控制电路1发出控制信号的同时同步给电源电路2控制信号，从而使电源电路2给控制电路1供电，因此可以降低电路功耗。其中第四三极管Q4为NPN型三极管，第五三极管Q5为PNP型三极管。

进一步的，电源电路2还包括滤波电容C，滤波电容C的正极与第五三极管Q5的集电极连接，滤波电容C的负极接地。在电源电路2上设置的滤波电容C对电源进行滤波处理。

电流检测电路3包括第十二电阻器R12，第十二电阻器R12的一端连接在场效应管Q和第一电阻器R1之间，第十二电阻器R12的另一端与MCU的输入引脚连接。将第十二电阻器R12连接在场效应管Q和第一电阻器R1之间，从而MCU能够准确的获取第一电阻器R1的电流大小。

本申请实施例线圈检测电路的实施原理为：场效应管Q和第一电阻器R1与线圈L串联，MCU定时发送短时间的脉冲信号给到控制电路1，通过控制电路1控制场效应管的导通，从而使线圈导通，电流检测电路3检测第一电阻器R1的电流大小输出给到MCU，当电流达到报警阈值时，MCU控制报警电路4发出报警信号。其中MCU同时能够通过控制电路1控制线圈工作，另外也能定时给控制电路1短时脉冲信号，以使控制线圈短时通电检测。因为线圈动作的响应时间在200ms左右，而检测线圈的短时脉冲信号在1ms左右，不会导致线圈误动作,因此检测线圈状态不影响线圈工作。相比现有的持续监测线圈的状态，降低了整体电路的功耗，同时不仅能够检测线圈的开路情况，因为线圈老化后阻抗增加，因此可以检测到电流的变化，也能够检测线圈老化的情况。

本申请还提供一种开关柜，包括线圈控制电路1和集成设置于线圈控制电路1的线圈检测电路。其中线圈控制电路1同时包括上述MCU、电源电路2以及控制电路1，MCU以及控制电路1和电源电路2控制线圈的工作，同时将线圈检测电路集成在线圈控制电路1中，能够降低电路整体功耗，同时不仅能够检测线圈的开路情况，因为线圈老化后阻抗增加，因此可以检测到电流的变化，也能够检测线圈老化的情况。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种线圈检测电路，其特征在于，包括：

场效应管Q，所述场效应管Q的漏极与线圈L一端连接，所述线圈L另一端连接电源；

第一电阻器R1，所述第一电阻器R1的一端与场效应管Q的源极连接，所述第一电阻器R1的另一端接地；

控制电路(1)，所述控制电路(1)的输出端与场效应管Q的栅极连接；

电流检测电路(3)，所述电流检测电路(3)的输入端连接在场效应管Q和第一电阻器R1之间；

MCU，分别与控制电路(1)的输入端和电流检测电路(3)的输出端连接，用于定时给控制电路(1)短时脉冲信号，以使控制线圈短时通电，同时，MCU接收电流检测电路(3)检测电流大小的检测信号；

报警电路(4)，与MCU的输出端连接，MCU响应检测信号输出信号给到报警电路(4)，报警电路(4)响应于MCU的信号，发出报警信号；

电源电路(2)，用于给控制电路(1)、电流检测电路(3)、以及报警电路(4)供电。

2.根据权利要求1所述的线圈检测电路，其特征在于：所述控制电路(1)包括第二电阻器R2、第三电阻器R3、第四电阻器R4、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第五电阻器R5、第六电阻器R6、以及第七电阻器R7，所述第二电阻器R2的一端同时与第三电阻器R3的一端以及MCU的引脚连接，所述第二电阻器R2的另一端与直流电源连接，所述第三电阻器R3的另一端同时与第一三极管Q1的基极以及第四电阻器R4的一端连接，所述第四电阻器R4的另一端接地，所述第一三极管Q1的发射极接地，所述第一三极管Q1的集电极同时与第五电阻器R5的一端以及第二三极管Q2的基极连接，所述第五电阻器R5的另一端以及第二三极管Q2的集电极同时与电源电路(2)的输出端连接，所述第二三极管Q2的发射极同时与第三三极管Q3的发射极以及第六电阻器R6的一端连接，所述第三三极管Q3的基极与第一三极管Q1的集电极连接，所述第三三极管Q3的集电极接地，所述第六电阻器R6的另一端与场效应管Q的栅极以及第七电阻器R7的一端连接，所述第七电阻器R7的另一端接地。

3.根据权利要求2所述的线圈检测电路，其特征在于：所述电源电路(2)包括第八电阻器R8、第九电阻器R9、第四三极管Q4、第十电阻器R10、第十一电阻器R11、以及第五三极管Q5，所述第八电阻器R8的一端与MUC的引脚连接，所述第八电阻器R8的另一端同时与第九电阻器R9以及第四三极管Q4的基极连接，所述第九电阻器R9的另一端接地，所述第四三极管Q4的集电极与第十电阻器R10的一端连接，所述第四三极管Q4的发射极接地，所述第十电阻器R10的另一端同时与第十一电阻器R11的一端以及第五三极管Q5的基极连接，所述第十一电阻器R11的另一端和第五三极管Q5的发射极同时与直流电源连接，所述第五三极管Q5的集电极与第二三极管Q2的集电极连接。

4.根据权利要求3所述的线圈检测电路，其特征在于：所述电源电路(2)还包括滤波电容C，所述滤波电容C的正极与第五三极管Q5的集电极连接，所述滤波电容C的负极接地。

5.根据权利要求1所述的线圈检测电路，其特征在于：所述电流检测电路(3)包括第十二电阻器R12，所述第十二电阻器R12的一端连接在场效应管Q和第一电阻器R1之间，所述第十二电阻器R12的另一端与MCU的引脚连接。

6.根据权利要求1所述的线圈检测电路，其特征在于：所述线圈L并联有二极管D。

7.根据权利要求1所述的线圈检测电路，其特征在于：所述场效应管Q为NMOS管。

8.一种开关柜，其特征在于：包括线圈控制电路和集成设置于如上述权利要求1-7任一所述的线圈检测电路。

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