CN219017530U - 继电器开合稳定电路及智能电表 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种继电器开合稳定电路及智能电表，其中，继电器开合稳定电路包括控制模块生成控制信号并使假负载单元得到额定负载；主负载模块根据额定负载和变压器电源模块得到第一额定电压；次负载模块根据与主负载模块之间的绕组比例和第一额定电压得到第二额定电压，以使继电器驱动单元根据第二额定电压控制继电器稳定开合。本申请的继电器开合稳定电路，将继电器驱动电路设置在负载能力较小的次负载模块，同时在主负载模块增加可以瞬间提高负载能力的假负载单元，对应提高次负载模块内继电器驱动电路的驱动能力，从而满足继电器转换瞬间的大电流需求，同时无需增加变压器绕组，减小变压器体积，提高继电器开合的稳定性。

Description

继电器开合稳定电路及智能电表

技术领域

本申请属于智能电表领域，尤其涉及一种继电器开合稳定电路及智能电表。

背景技术

随着智能电表通讯技术地不断发展，远程负荷管理的应用越来越普遍，例如，三相电能表的大电流的磁保持继电器的远程控制，对于流经电流为120A的大电流负荷的磁保持继电器，在接通和断开期间属于零功耗器件。但是，在接通和断开的转换过程中，驱动电路大约需要500多mA的瞬间导通电流。

智能电表的主负载回路和次负载回路一般分别通过不同比例的绕组与开关电源的变压器电连接，对于磁保持继电器在转换过程中需要的瞬间导通电流，一般是将继电器的驱动电路设置在电能表的主负载回路内，但是会使变压器的绕组增加，导致变压器体积较大。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种继电器开合稳定电路及智能电表，旨在解决传统智能电表变压器绕组较多、体积较大的问题。

为了实现上述目的，第一方面，本申请实施例提供了一种继电器开合稳定电路，包括变压器电源模块、主负载模块、次负载模块和控制模块，所述主负载模块包括假负载单元，所述次负载模块包括继电器驱动单元；

所述变压器电源模块分别与不同绕组的所述主负载模块和所述次负载模块电连接，所述假负载单元与所述控制模块电连接，所述继电器驱动单元与继电器电连接；

所述变压器电源模块，被配置为根据电压器变比关系向所述主负载模块和所述次负载模块供电；

所述控制模块，被配置为生成控制信号并使所述假负载单元得到额定负载；

所述主负载模块，被配置为根据所述额定负载和所述变压器电源模块得到第一额定电压；

所述次负载模块，被配置为根据与所述主负载模块之间的绕组比例和所述第一额定电压得到第二额定电压，以使所述继电器驱动单元根据所述第二额定电压控制所述继电器稳定开合。

在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述控制模块包括控制器和第一光电耦合器；

所述控制器与所述第一光电耦合器的一个输入端电连接，所述第一光电耦合器的另一个输入端与第一电源电连接，所述第一光电耦合器的一个输出端与所述假负载单元电连接，所述第一光电耦合器的另一个输出端与第二电源电连接。

在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述控制模块还包括第一三极管；

所述第一三极管的基极与所述第一光电耦合器的一个输出端电连接，所述第一三极管的发射极接地。

在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述控制模块还包括第一电阻、第二电阻和第三电阻；

所述第一电阻的一端与第一电源电连接，所述第一电阻的另一端与所述第一光电耦合器的另一个输入端电连接，所述第二电阻的一端和所述第三电阻的一端均与所述第一光电耦合器的一个输出端电连接，所述第二电阻的另一端与所述第一三极管的基极电连接，所述第三电阻的另一端接地。

在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述假负载单元包括第二三极管和电阻组件；

所述第二三极管的基极与所述控制模块电连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极通过所述电阻组件与第二电源电连接。

在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述电阻组件包括第四电阻和第五电阻；

所述第四电阻的一端和所述第五电阻的一端均与所述第二三极管的集电极电连接，所述第四电阻的另一端和所述第五电阻的另一端均与所述第二电源电连接。

在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述假负载单元还包括第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第二三极管的基极电连接，所述第六电阻的另一端与所述控制模块电连接。

在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述变压器电源模块包括开关电源芯片、第一变压器；

所述第一变压器的初级与所述开关电源芯片电连接，所述第一变压器的次级分别与所述主负载模块和所述次负载模块电连接。

在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述变压器电源模块还包括第二光电耦合器；

所述第二光电耦合器的输入端与所述主负载模块电连接，所述第二光电耦合器的输出端与所述开关电源芯片电连接。

第二方面，本申请实施例提供了一种智能电表，包括所述的继电器开合稳定电路。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的继电器开合稳定电路，将继电器驱动电路设置在负载能力较小的次负载模块，同时在主负载模块增加可以瞬间提高负载能力的假负载单元，对应提高次负载模块内继电器驱动电路的驱动能力，从而满足继电器转换瞬间的大电流需求，同时无需增加变压器绕组，减小变压器体积，提高继电器开合的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的继电器开合稳定电路的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的继电器开合稳定电路的第一种电路图；

图3为本申请实施例提供的继电器开合稳定电路的第二种电路图。

附图标记说明：

1-变压器电源模块，2-主负载模块，21-假负载单元，3-次负载模块，31-继电器驱动单元，4-控制模块，5-继电器。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多条该特征。在本申请的描述中，“多条”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

智能电表内的继电器，往往在导通和断开的瞬间需要较高的瞬间导通电流。传统的智能电表，若将继电器驱动电路设置在次负载回路内，往往会因为次负载回路较低的带载能力，无法稳定开合继电器，所以一般是将继电器驱动电路设在智能电表的主负载回路内，从而使继电器驱动电路根据主负载回路的高电流瞬间导通或者断开继电器。但是，该种方式往往会使变压器的绕组增加，导致变压器体积较大、成本较高。

为此，本申请提供一种继电器开合稳定电路，将继电器驱动电路设置在负载能力较小的次负载模块，同时在主负载模块增加可以瞬间提高负载能力的假负载单元，对应提高次负载模块内继电器驱动电路的驱动能力，从而满足继电器转换瞬间的大电流需求，同时无需增加变压器绕组，减小变压器体积，提高继电器开合的稳定性。

下面结合附图，对本申请提供的继电器开合稳定电路，进行实例性的说明。

图1为本申请实施例提供的继电器开合稳定电路的结构示意图。如图1所示，示例性地，一种继电器开合稳定电路100，包括变压器电源模块1、主负载模块2、次负载模块3和控制模块4，主负载模块2包括假负载单元21，次负载模块3包括继电器驱动单元31。

变压器电源模块1分别与不同绕组的主负载模块2和次负载模块3电连接，假负载单元21与控制模块4电连接，继电器驱动单元31与继电器5电连接。

变压器电源模块1，被配置为根据电压器变比关系向主负载模块2和次负载模块3供电。

控制模块4，被配置为生成控制信号并使假负载单元21得到额定负载。

主负载模块2，被配置为根据额定负载和变压器电源模块1得到第一额定电压。

次负载模块3，被配置为根据与主负载模块2之间的绕组比例和第一额定电压得到第二额定电压，以使继电器驱动单元31根据第二额定电压控制继电器5稳定开合。

在申请实施例中，当需要对继电器5进行开合控制时，首先，通过控制模块4产生控制信号，使假负载单元21得到额定负载。然后主负载模块2根据额定负载和变压器电源模块1提供的电能得到第一额定电压，次负载模块3则根据第一额定电压、与主负载模块2之间的变比关系以及变压器电源模块1提供的电能得到升高后的第二额定电压，从而使次负载模块3内的继电器驱动单元31根据升高后的第二额定电压使继电器5能够稳定开合。

图2为本申请实施例提供的继电器开合稳定电路的第一种电路图。在本申请的一个实施例中，如图2所示，示例性地，变压器电源模块1包括开关电源芯片和第一变压器T1。

第一变压器T1的初级与开关电源芯片电连接，第一变压器T1的次级分别与主负载模块2和次负载模块3电连接。

在本申请实施例中，通过第一变压器T1将开关电源芯片提供的电能通过两个相互隔离的绕组分别提供给主负载模块2和次负载模块3。

示例性地，如图2所示，变压器电源模块1还包括第二光电耦合器U3。

第二光电耦合器U3的输入端与主负载模块2电连接，第二光电耦合器U3的输出端与开关电源芯片电连接。

在本申请实施例中，通过第二光电耦合器U3电气隔离主负载模块2和开关电源芯片，从而防止主负载模块2产生的电压波动对开关电源芯片造成损坏。同时，第二光电耦合器U3在主负载模块2和开关电源芯片之间起到反馈作用，稳定开关电源芯片的输出电压。

在本申请的一个实施例中，图3为本申请实施例提供的继电器开合稳定电路的第二种电路图。如图3所示，示例性地，控制模块4包括控制器U1和第一光电耦合器U2。

控制器U1与第一光电耦合器U2的一个输入端电连接，第一光电耦合器U2的另一个输入端与第一电源3.3V电连接，第一光电耦合器U2的一个输出端与假负载单元21电连接，第一光电耦合器U2的另一个输出端与第二电源5V电连接。

在本申请实施例中，通过控制器U1输出低电平控制信号IO_OUT1，使第一光电耦合器U2导通，进而使假负载单元21导通生成额定负载。同时，通过第一电源3.3V为第一光电耦合器U2的发光源提供电能，通过第二电源5V为第一光电耦合器U2的受光器提供电能。

如图3所示，示例性地，控制模块4还包括第一三极管Q1。

第一三极管Q1的基极与第一光电耦合器U2的一个输出端电连接，第一三极管Q1的发射极接地。

在本申请实施例中，当控制器U1通过第一光电耦合器U2输出低电平控制信号时，使第一三极管Q1导通，从而使第一三极管Q1的集电极输出事件通知信号PO1，使电能表获知控制器的稳定开合继电器的动作。

在本申请的一个实施例中，如图3所示，示例性地，控制模块4还包括第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3。

第一电阻R1的一端与第一电源3.3V电连接，第一电阻R1的另一端与第一光电耦合器U2的另一个输入端电连接，第二电阻R2的一端和第三电阻R3的一端均与第一光电耦合器U2的一个输出端电连接，第二电阻R2的另一端与第一三极管Q1的基极电连接，第三电阻R3的另一端接地。

在本申请实施例中，通过第一电阻R1对第一电源3.3V的电压进行限流，通过第二电阻R2对第一三极管Q1的基极的电流进行限流，通过第三电阻R3作为第一三极管Q1的发射极的下拉电阻，将第一三极管Q1的发射极接地。

在本申请的一个实施例中，如图3所示，示例性地，假负载单元21包括第二三极管Q2和电阻组件。

第二三极管Q2的基极与控制模块1电连接，第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的集电极通过电阻组件与第二电源5V电连接。

在本申请实施例中，通过第二三极管Q2根据控制模块4发送的低电平控制信号导通，从而使电阻组件接通第二电源5V和地，使假负载单元21得到额定负载。

在本申请的一个实施例中，如图3所示，示例性地，电阻组件包括第四电阻R4和第五电阻R5。

第四电阻R4的一端和第五电阻R5的一端均与第二三极管Q2的集电极电连接，第四电阻R4的另一端和第五电阻R5的另一端均与第二电源5V电连接。

在本申请实施例中，通过第四电阻R4和第五电阻R5的阻值增加假负载单元21的额定负载。在具体应用中，电阻组件也可以根据实际需要，选择其他个数的电阻进行串并联组合。

在本申请的一个实施例中，如图3所示，示例性地，假负载单元21还包括第六电阻R6，第六电阻R6的一端与第二三极管Q2的基极电连接，第六电阻R6的另一端与控制模块4电连接。

在本申请实施例中，通过第六电阻R6对流入第二三极管Q2的电流起到限流作用。

示例性地，本申请实施例提供一种智能电表200，包括继电器开合稳定电路100。

在本申请实施例中，继电器开合稳定电路100可以安装在智能电表200内部，将继电器驱动电路设置在负载能力较小的次负载模块，同时在主负载模块增加可以瞬间提高负载能力的假负载单元，对应提高次负载模块内继电器驱动电路的驱动能力，从而满足继电器转换瞬间的大电流需求，同时无需增加变压器绕组，减小变压器体积，提高继电器开合的稳定性。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述智能电表中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的继电器开合稳定电路，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的继电器开合稳定电路实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个智能电表，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些多接口智能电表，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种继电器开合稳定电路，其特征在于，包括变压器电源模块、主负载模块、次负载模块和控制模块，所述主负载模块包括假负载单元，所述次负载模块包括继电器驱动单元；

所述变压器电源模块分别与不同绕组的所述主负载模块和所述次负载模块电连接，所述假负载单元与所述控制模块电连接，所述继电器驱动单元与继电器电连接；

所述变压器电源模块，被配置为根据电压器变比关系向所述主负载模块和所述次负载模块供电；

所述控制模块，被配置为生成控制信号并使所述假负载单元得到额定负载；

所述主负载模块，被配置为根据所述额定负载和所述变压器电源模块得到第一额定电压；

所述次负载模块，被配置为根据与所述主负载模块之间的绕组比例和所述第一额定电压得到第二额定电压，以使所述继电器驱动单元根据所述第二额定电压控制所述继电器稳定开合。

2.如权利要求1所述的继电器开合稳定电路，其特征在于，所述控制模块包括控制器和第一光电耦合器；

所述控制器与所述第一光电耦合器的一个输入端电连接，所述第一光电耦合器的另一个输入端与第一电源电连接，所述第一光电耦合器的一个输出端与所述假负载单元电连接，所述第一光电耦合器的另一个输出端与第二电源电连接。

3.如权利要求2所述的继电器开合稳定电路，其特征在于，所述控制模块还包括第一三极管；

所述第一三极管的基极与所述第一光电耦合器的一个输出端电连接，所述第一三极管的发射极接地。

4.如权利要求3所述的继电器开合稳定电路，其特征在于，所述控制模块还包括第一电阻、第二电阻和第三电阻；

所述第一电阻的一端与第一电源电连接，所述第一电阻的另一端与所述第一光电耦合器的另一个输入端电连接，所述第二电阻的一端和所述第三电阻的一端均与所述第一光电耦合器的一个输出端电连接，所述第二电阻的另一端与所述第一三极管的基极电连接，所述第三电阻的另一端接地。

5.如权利要求1-4任一项所述的继电器开合稳定电路，其特征在于，所述假负载单元包括第二三极管和电阻组件；

所述第二三极管的基极与所述控制模块电连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极通过所述电阻组件与第二电源电连接。

6.如权利要求5所述的继电器开合稳定电路，其特征在于，所述电阻组件包括第四电阻和第五电阻；

所述第四电阻的一端和所述第五电阻的一端均与所述第二三极管的集电极电连接，所述第四电阻的另一端和所述第五电阻的另一端均与所述第二电源电连接。

7.如权利要求5所述的继电器开合稳定电路，其特征在于，所述假负载单元还包括第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第二三极管的基极电连接，所述第六电阻的另一端与所述控制模块电连接。

8.如权利要求1-4任一项所述的继电器开合稳定电路，其特征在于，所述变压器电源模块包括开关电源芯片、第一变压器；

所述第一变压器的初级与所述开关电源芯片电连接，所述第一变压器的次级分别与所述主负载模块和所述次负载模块电连接。

9.如权利要求8所述的继电器开合稳定电路，其特征在于，所述变压器电源模块还包括第二光电耦合器；

所述第二光电耦合器的输入端与所述主负载模块电连接，所述第二光电耦合器的输出端与所述开关电源芯片电连接。

10.一种智能电表，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的继电器开合稳定电路。

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