CN220207801U - 一种旁路接触器故障检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种旁路接触器故障检测装置，包括分压电路、检测电路，分压电路与旁路接触器并联，旁路接触器的第一端和分压电路的第一端连接在一起以作为分压端；旁路接触器的第二端和分压电路的第二端连接在一起以作为接地端，旁路接触器用于设置在主系统电路中；检测电路连接至分压端，在进行故障检测时，当旁路接触器基于外部控制信号正常工作时，分压端经过正常工作的旁路接触器接地，检测电路基于分压端上的电压确定旁路接触器正常工作，非输出故障信号；当旁路接触器基于外部控制信号非正常工作时，分压端经过分压电路接地，检测电路基于分压端上的电压确定旁路接触器非正常工作，输出故障信号。上述方案，能够提高检测可靠性，成本较低。

Description

一种旁路接触器故障检测装置

技术领域

本申请的所公开实施例涉及检测电路技术领域，且更具体而言，涉及一种旁路接触器故障检测装置。

背景技术

变频器母线上通常设置有电解电容，母线上电瞬间会产生冲击电流，为了防止冲击电流损坏电容，常设置旁路接触器加缓冲电阻加以保护，便需要检测旁路接触器状态以免故障造成更大事故。

为了对旁路接触器的工作状态进行检测，通常需要通过检测缓冲电阻两端电压是否达到阈值电压从而判断旁路接触器吸合状态，但是在某些工况下这种方式会导致检测失误；或附加独立的检测系统，通过在主系统运行前检测各旁路接触器不同触点间的电压判断旁路接触器的吸合状态，这种方式成本较高、且电路复杂不适合工业产品。

为此，需要解决现有技术中存在的检测失误、成本高的问题。

实用新型内容

根据本申请的实施例，本申请提出一种旁路接触器故障检测装置，以解决现有技术中存在的检测失误、成本高的问题。

根据本申请的一方面，公开一种实例性的旁路接触器故障检测装置，包括分压电路、检测电路，分压电路与所述旁路接触器并联，其中，所述旁路接触器的第一端和所述分压电路的第一端连接在一起以作为分压端；所述旁路接触器的第二端和所述分压电路的第二端连接在一起以作为接地端，所述旁路接触器用于设置在主系统电路中；检测电路，连接至所述分压端，其中，在进行故障检测时，当所述旁路接触器基于外部控制信号正常工作时，所述分压端经过正常工作的所述旁路接触器接地，所述检测电路基于所述分压端上的电压确定所述旁路接触器正常工作，非输出故障信号；当所述旁路接触器基于所述外部控制信号非正常工作时，所述分压端经过所述分压电路接地，所述检测电路基于所述分压端上的电压确定所述旁路接触器非正常工作，输出故障信号。

上述方案，通过分压电路与旁路接触器并联连接在检测电路与地之间，当旁路接触器正常闭合时，分压电路被短路，检测电路直接通过旁路接触器接地；而在旁路接触器未正常闭合时，检测电路通过分压电路接地，检测电路通过检测分压端的电压判断是否正常闭合；因此，即使在母线电流较小时也能准确判断旁路接触器是否正常闭合，同时不需要附加独立的检测系统，成本较低。

其中，所述检测电路包括：电源单元、检测单元和输出单元，电源单元连接至所述分压端，其中，在进行故障检测时，所述分压电路和所述旁路接触器构成的并联电路，与所述电源单元构成检测回路；检测单元连接所述电源单元和所述分压端，其中，在进行故障检测时，所述检测单元基于所述分压端电压而产生相应的检测信号；输出单元对应匹配于所述检测单元，以基于所述检测信号而确定是否输出所述故障信号。

其中，所述检测电路还包括单向导通件，进一步设置在所述电源单元和所述分压端之间；其中，在进行故障检测时，当电流从所述电源单元流向所述分压端时，所述单向导通件导通，当电流从所述分压端流向所述电源单元时，所述单向导通件截止。

其中，所述输出单元包括检测电源、开关路径，开关路径包括第一开关端和第二开关端，所述第一开关端连接至所述检测电源，所述第二开关端连接至地，所述开关路径基于所述检测单元的检测信号选择性导通和关断；其中，在进行故障检测时，所述开关路径基于所述检测单元的检测信号关断，所述第二开关端接地，非输出故障信号；所述开关路径基于所述检测单元的检测信号导通，所述第二开关端经过所述开关路径连接至检测电源，输出故障信号。

其中，所述输出单元还包括故障信号输出路径，输入端连接至所述第二开关端，所述故障信号输出路径基于所述开关路径的通断而确定是否输出故障信号；其中，在进行故障检测时，所述开关路径基于所述检测单元的检测信号关断，所述故障信号输出路径的输入端经过所述第二开关端接入地电压，非输出故障信号；所述开关路径基于所述检测单元的检测信号导通，所述故障信号输出路径的输入端经过所述开关路径接入检测电源的电压，输出故障信号。

其中，所述故障信号输出路径还包括电平转换路径，连接在所述故障信号输出路径的输入端与输出端之间，基于所述故障信号输出路径的输入端接入所述地电压或所述检测电源的电压而相应输出高电平或低电平的故障信号。

其中，所述开关电路还包括滤波路径，耦合连接至所述电平转换路径的输出端。

其中，所述检测单元包括受控导通路径、检测信号输出路径，受控导通路径连接所述分压端；检测信号输出路径，与所述受控导通路径耦合连接；其中，在进行故障检测时，当所述分压端的电压值大于预定值时，所述受控导通路径以及所述检测信号输出路径导通，所述检测信号输出路径产生第一检测信号，以使所述输出单元输出故障信号；当所述分压端的电压值小于预定值时，所述受控导通路径以及所述检测信号输出路径截止，所述检测信号输出路径产生第二检测信号，以使所述输出单元非输出故障信号。

其中，所述检测信号包括光信号，所述输出单元包括光控开关路径，其中，在进行故障检测时，所述光控开关路径基于所述检测单元产生相应的光信号而确定是否导通，以使所述输出单元确定是否输出所述故障信号。

其中，所述受控导通路径包括稳压元件，阴极连接至分压端，阳极连接至所述检测信号输出路径。

附图说明

下面将结合附图及实施方式对本申请作进一步说明，附图中：

图1是本申请旁路接触器故障检测装置一实施例的电路结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请的技术方案做进一步详细描述。

在本文中，术语“耦合连接”可以代表两者之间的直接电连接，也可以代表两者之间的非直接电连接，即，器件A与器件B耦合连接，可以表示器件A与器件B直接的电连接，或者表示器件A与器件B通过其他器件进行电连接。

本申请公开一种实例性的旁路接触器K1故障检测装置，请参照图1，图1是本申请旁路接触器K1故障检测装置一实施例的电路结构示意图；具体的，装置包括分压电路10、检测电路20，分压电路10与旁路接触器K1并联，其中，旁路接触器K1的第一端和分压电路的第一端连接在一起以作为分压端F1；旁路接触器K1的第二端和分压电路的第二端连接在一起以作为接地端(图中未以文字示出)，旁路接触器K1用于设置在主系统电路中；检测电路20，连接至分压端F1，其中，在进行故障检测时，当旁路接触器K1基于外部控制信号正常工作时，分压端F1经过正常工作的旁路接触器K1接地，检测电路20基于分压端F1上的电压确定旁路接触器K1正常工作，非输出故障信号；当旁路接触器K1基于外部控制信号非正常工作时，分压端F1经过分压电路10接地，检测电路20基于分压端F1上的电压确定旁路接触器K1非正常工作，输出故障信号。

上述方案，通过分压电路10与旁路接触器K1并联连接在检测电路20与地之间，当旁路接触器K1正常闭合时，分压电路10被短路，检测电路20直接通过旁路接触器K1接地；而在旁路接触器K1未正常闭合时，检测电路20通过分压电路10接地，检测电路20通过检测分压端F1的电压判断是否正常闭合；因此，即使在母线电流较小时也能准确判断旁路接触器K1是否正常闭合，同时不需要附加独立的检测系统，成本较低，且由于不需要母线供电，即使在系统待机状态也能够准确反馈旁路接触器的状态，进一步提高了可靠性。

在一个具体的实施场景中，请继续参照图1，分压电路10可以包括电阻R6，电阻R6并联连接在旁路接触器K1两端；在其他可能的实施场景中，分压电路10中电阻阻值以及数量还可以有其他选择，本申请不作限定。

在一个可能的实施方式中，请继续参照图1，检测电路20包括：电源单元21、检测单元22和输出单元23，电源单元21连接至分压端F1，其中，在进行故障检测时，分压电路10和旁路接触器K1构成的并联电路，与电源单元21构成检测回路；检测单元22连接电源单元21和分压端F1，其中，在进行故障检测时，检测单元22基于分压端F1电压而产生相应的检测信号；输出单元23对应匹配于检测单元22，以基于检测信号而确定是否输出故障信号。

需要说明的是，上述检测单元22基于分压端F1电压产生的检测信号可以是光信号、电信号中的至少一种。

在一个可能的实施方式中，检测单元22包括受控导通路径221、检测信号输出路径222，受控导通路径221连接分压端F1；检测信号输出路径222与受控导通路径221耦合连接；其中，在进行故障检测时，当分压端F1的电压值大于预定值时，受控导通路径221以及检测信号输出路径222导通，检测信号输出路径222产生第一检测信号，以使输出单元23输出故障信号；当分压端F1的电压值小于预定值时，受控导通路径221以及检测信号输出路径222截止，检测信号输出路径222产生第二检测信号，以使输出单元23输出非输出故障信号。在图1所示的实施方式中，检测信号输出路径222产生第一检测信号可以是发光二极管发光，检测信号输出路径222产生第二检测信号可以是发光二极管不发光。

在一个可能的实施方式中，检测信号包括光信号，输出单元23包括光控开关路径231，其中，在进行故障检测时，光控开关路径231基于检测单元22产生相应的光信号而确定是否导通，以使输出单元23确定是否输出故障信号。

在一个具体的实施场景中，请继续参照图1，受控导通路径221可以包括稳压元件D2，稳压元件D2的阴极连接至分压端F1，阳极连接至检测信号输出路径222；在分压端F1电压控制下，稳压元件D2选择性的导通或关断：当分压端F1电压大于稳压元件D2以及检测信号输出路径222的导通压降时，稳压元件D2和检测信号输出路径222均导通，反之均关断。

在一个具体的实施场景中，检测信号可以是光信号，例如，检测信号输出路径222可以包括发光二极管，对应的，光控开关路径231对应匹配于检测单元22可以设置有光敏三极管；当旁路接触器K1未正常闭合时，发光二极管可以基于分压端F1电压超过其导通阈值而导通释放检测信号(在本实施场景中即光信号)，光敏三极管接收到上述检测信号后导通，从而确定输出故障信号；在其他可能的实施场景中，请继续参照图1，检测单元22与输出单元23可以包括集成的光电耦合开关。

在其他可能的实施场景中，检测信号还可以是电信号，例如，可以包括可控半导体开关，示例性的，可控半导体开关可以是金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)，MOSFET的栅极可以与分压端F1耦合连接，在本实施场景中，可以认为MOSFET的栅极电压即检测单元22的检测信号(在本实施场景中即电信号)，输出单元23包括MOSFET的源极和漏极；当旁路接触器K1未正常闭合时，分压端F1电压较高，相应的，MOSFET的栅极电压也较高，栅极电压大于MOSFET的导通电压，则漏极和源极之间导通，从而确定输出故障信号；在其他可能的实时场景中，还检测单元22还可以包括用于驱动可控半导体开关的驱动电路，示例性的，为了驱动MOSFET，可以以三极管作为驱动电路，三极管基极耦合连接至分压端F1，集电极和发射极分别连接至电源和MOSFET的栅极，以在旁路接触器K1未正常闭合时驱动MOSFET导通进而输出故障信号。

在一个具体的实施场景中，检测单元22还可以通过电阻R3和电容C2以及二极管D3接地，其中，电阻R3与电容C2并联，用于吸收微小电流以及尖峰电压，从而能够防止微小电流以及尖峰电压触发输出单元23错误输出故障信号，因此，能够进一步提高装置的可靠性。

需要说明的是，检测单元22以及输出单元23的具体的电路连接结构可以在不超出本申请说明书表明的申请构思的情况下设计不同的结构，本申请不作具体限定。

在一个具体的实施场景中，电源单元21中可以包括用于与分压电路10中的电阻R6分压的电阻R1，以及用于减少干扰的电容C1，电阻R1与电阻R6串联连接，电容C1与电阻R1并联连接，电源Vin1经过电容C1接地；对于电阻R1与电容C1的选型及数量，本申请不作限定。

通过电源单元21的输出电压在分压端F1形成的分压电压，检测单元22检测上述分压电压以判断旁路接触器K1是否正常闭合，分压电压不受母线电压影响，因此在各种工况下均能够准确检测旁路断路器的工作状态，进而提高可靠性。

在一个可能的实施方式中，检测电路20还可以包括单向导通件D1，进一步设置在电源单元21和分压端F1之间；在进行故障检测时，当电流从电源单元21流向分压端F1时，单向导通件D1导通，当电流从分压端F1流向电源单元21时，单向导通件D1截止。具体的，单向导通件D1可以包括二极管、稳压二极管等。

在一个可能的实施方式中，输出单元23包括检测电源、开关路径，开关路径包括第一开关端和第二开关端，第一开关端连接至检测电源，第二开关端连接至地，开关路径基于检测单元22的检测信号选择性导通和关断；其中，在进行故障检测时，开关路径基于检测单元22的检测信号关断，第二开关端接地，非输出故障信号；开关路径基于检测单元22的检测信号导通，第二开关端经过开关路径连接至检测电源，输出故障信号。

在一个可能的实施方式中，输出单元23还包括故障信号输出路径，故障信号输出路径的输入端连接至第二开关端，故障信号输出路径基于开关路径的通断而确定是否输出故障信号；其中，在进行故障检测时，开关路径基于检测单元22的检测信号关断，故障信号输出路径的输入端经过第二开关端接入地电压，非输出故障信号；开关路径基于检测单元22的检测信号导通，故障信号输出路径的输入端经过开关路径接入检测电源的电压，输出故障信号。

在一个可能的实施方式中，故障信号输出路径还包括电平转换路径，连接在故障信号输出路径的输入端与输出端之间，基于故障信号输出路径的输入端接入地电压或检测电源的电压而相应输出高电平或低电平的故障信号。

在一个具体的实施场景中，电平转换路径可以包括施密特触发器U1；当旁路接触器K1未正常闭合、第一开关端与第二开关端之间导通时，施密特触发器U1的输入端接入电源电压，从而施密特触发器U1可以相应输出低电平或高电平的故障信号；在其他实施场景中，电平转换路径还可以包括电压比较器，输入端接入电源电压信号或参考地电压信号，输出端相应输出高电平或低电平的故障信号。

在一个可能的实施方式中，请继续参照图1，开关电路还包括滤波路径，耦合连接至电平转换路径的输出端。

在一个具体的实施场景中，滤波路径可以包括电容C4和电阻R5，电阻R5串联连接至电平转换路径，电容C4一端连接至电阻R5，另一端与参考地连接。

所属领域的技术人员易知，可在保持本申请的教示内容的同时对装置及方法作出诸多修改及变动。因此，以上公开内容应被视为仅受随附权利要求书的范围的限制。

Claims (10)

1.一种旁路接触器故障检测装置，其特征在于，包括：

分压电路，与所述旁路接触器并联，其中，所述旁路接触器的第一端和所述分压电路的第一端连接在一起以作为分压端；所述旁路接触器的第二端和所述分压电路的第二端连接在一起以作为接地端，所述旁路接触器用于设置在主系统电路中；

检测电路，连接至所述分压端，其中，在进行故障检测时，当所述旁路接触器基于外部控制信号正常工作时，所述分压端经过正常工作的所述旁路接触器接地，所述检测电路基于所述分压端上的电压确定所述旁路接触器正常工作，非输出故障信号；当所述旁路接触器基于所述外部控制信号非正常工作时，所述分压端经过所述分压电路接地，所述检测电路基于所述分压端上的电压确定所述旁路接触器非正常工作，输出故障信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测电路包括：

电源单元，连接至所述分压端，其中，在进行故障检测时，所述分压电路和所述旁路接触器构成的并联电路，与所述电源单元构成检测回路；

检测单元，连接所述电源单元和所述分压端，其中，在进行故障检测时，所述检测单元基于所述分压端电压而产生相应的检测信号；

输出单元，对应匹配于所述检测单元，以基于所述检测信号而确定是否输出所述故障信号。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述检测电路还包括：

单向导通件，进一步设置在所述电源单元和所述分压端之间；其中，在进行故障检测时，当电流从所述电源单元流向所述分压端时，所述单向导通件导通，当电流从所述分压端流向所述电源单元时，所述单向导通件截止。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述输出单元包括：

检测电源；

开关路径，包括第一开关端和第二开关端，所述第一开关端连接至所述检测电源，所述第二开关端连接至地，所述开关路径基于所述检测单元的检测信号选择性导通和关断；其中，在进行故障检测时，所述开关路径基于所述检测单元的检测信号关断，所述第二开关端接地，非输出故障信号；所述开关路径基于所述检测单元的检测信号导通，所述第二开关端经过所述开关路径连接至检测电源，输出故障信号。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述输出单元还包括：

故障信号输出路径，输入端连接至所述第二开关端，所述故障信号输出路径基于所述开关路径的通断而确定是否输出故障信号；

其中，在进行故障检测时，所述开关路径基于所述检测单元的检测信号关断，所述故障信号输出路径的输入端经过所述第二开关端接入地电压，非输出故障信号；所述开关路径基于所述检测单元的检测信号导通，所述故障信号输出路径的输入端经过所述开关路径接入检测电源的电压，输出故障信号。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述故障信号输出路径还包括：

电平转换路径，连接在所述故障信号输出路径的输入端与输出端之间，基于所述故障信号输出路径的输入端接入所述地电压或所述检测电源的电压而相应输出高电平或低电平的故障信号。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述输出单元还包括：

滤波路径，耦合连接至所述电平转换路径的输出端。

8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述检测单元包括：

受控导通路径，连接所述分压端；

检测信号输出路径，与所述受控导通路径耦合连接；

其中，在进行故障检测时，当所述分压端的电压值大于预定值时，所述受控导通路径以及所述检测信号输出路径导通，所述检测信号输出路径产生第一检测信号，以使所述输出单元输出故障信号；当所述分压端的电压值小于预定值时，所述受控导通路径以及所述检测信号输出路径截止，所述检测信号输出路径产生第二检测信号，以使所述输出单元非输出故障信号。

9.根据权利要求2或8所述的装置，其特征在于，所述检测信号包括光信号，所述输出单元包括光控开关路径，其中，在进行故障检测时，所述光控开关路径基于所述检测单元产生相应的光信号而确定是否导通，以使所述输出单元确定是否输出所述故障信号。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述受控导通路径包括：

稳压元件，阴极连接至分压端，阳极连接至所述检测信号输出路径。