一種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器，主要由輸入整流電路（1）,儲(chǔ)能電路（2）,啟動(dòng)電壓檢測及判斷電路（３）,晃電電壓設(shè)置電路（４）,晃電時(shí)間設(shè)置電路（５），繼電器輸出電路（６），晃電狀態(tài)判斷電路（7）組成。實(shí)現(xiàn)了交流和直流兩種寬范圍輸入電壓狀態(tài)下，能精確設(shè)定繼電器起動(dòng)電壓值，晃電電壓值，允許晃電時(shí)間等；對于時(shí)間不超出預(yù)設(shè)的晃電時(shí)間內(nèi)的頻繁的電壓跌落，本繼電器用記錄輸入電壓跌落至設(shè)定的晃電電壓值的次數(shù)作為判斷電網(wǎng)電壓波動(dòng)程度的依據(jù)。繼電器的輸出觸點(diǎn)形式可多樣化，擴(kuò)展功能強(qiáng)。在連續(xù)生產(chǎn)中要求大量設(shè)備在工藝流程上不允許電動(dòng)機(jī)跳閘停機(jī)，而供電電源波動(dòng)又比較大的場合，本實(shí)用新型能有效地避免因短暫的斷電或晃電而造成的經(jīng)濟(jì)損失、爆炸乃至人身安全。
【專利說明】—種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器，尤其涉及一種工作電壓范圍較寬、能精確設(shè)定起動(dòng)電壓值、晃電電壓值及晃電時(shí)間值的繼電器。

【背景技術(shù)】
[0002]“晃電”是指因雷擊、短路或其他原因造成的電網(wǎng)短時(shí)電壓波動(dòng)或短時(shí)斷電的現(xiàn)象。隨著電網(wǎng)并網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)的日益擴(kuò)大，以及饋電變壓器容量增大帶來的配電回路的增多，電源瞬時(shí)失壓即“晃電”的現(xiàn)象越來越頻繁，其原因是相鄰回路故障引起的電壓波動(dòng)幾率增加了。由于現(xiàn)代化工礦企業(yè)生產(chǎn)裝置的規(guī)模越來越大，晃電持續(xù)時(shí)間雖然比較短，但對生產(chǎn)的影響卻十分巨大，瞬間的電壓波動(dòng)將造成數(shù)百臺(tái)接觸器、電動(dòng)機(jī)跳閘、設(shè)備停機(jī)，電網(wǎng)電壓恢復(fù)后電機(jī)不能自行恢復(fù)運(yùn)行，導(dǎo)致連續(xù)生產(chǎn)過程紊亂，并有可能造成生產(chǎn)及設(shè)備事故。本繼電器就是為了防止這種現(xiàn)象而設(shè)計(jì)的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述發(fā)生的電網(wǎng)“晃電”現(xiàn)象，本實(shí)用新型提出了一種觸頭數(shù)量可大量擴(kuò)展，啟動(dòng)電壓、晃電電壓、允許晃電的時(shí)間均可任意設(shè)定的寬范圍輸入的繼電器，其輸入信號(hào)可以是交流電，也可以是直流電。
[0004]本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的:
[0005]本實(shí)用新型所述的一種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器包括整流電路，儲(chǔ)能電路，啟動(dòng)電壓檢測及判斷電路，晃電電壓設(shè)置電路，晃電時(shí)間設(shè)置電路，繼電器輸出電路，晃電狀態(tài)判斷電路。其特征在于:輸入整流電路與儲(chǔ)能電路串聯(lián)；儲(chǔ)能電路的輸出分別與啟動(dòng)電壓檢測及判斷電路、晃電電壓設(shè)置電路串聯(lián)；晃電電壓設(shè)置電路和啟動(dòng)電壓檢測及判斷電路組成邏輯判斷電路輸出晃電判斷信號(hào)給晃電時(shí)間設(shè)置電路；晃電時(shí)間設(shè)置電路輸出信號(hào)控制繼電器輸出電路中繼電器的分合；晃電電壓設(shè)置電路提供給晃電狀態(tài)判斷電路信號(hào)，由晃電狀態(tài)判斷電路記錄電網(wǎng)電壓跌落至晃電電壓設(shè)置電路設(shè)定的電壓值以下的次數(shù)。
[0006]上述的整流電路中，交流電通過保險(xiǎn)絲、整流橋變成直流電；直流電通過保險(xiǎn)絲、整流橋后依然為直流電，整流橋僅起導(dǎo)通作用，不起整流作用。
[0007]上述的儲(chǔ)能電路中，由電阻，二極管給電解電容充電，當(dāng)電網(wǎng)電壓出現(xiàn)晃電時(shí)，電容存貯的能量通過二極管為后級(jí)電路提供持續(xù)的能量。
[0008]上述的啟動(dòng)電壓檢測及判斷電路中，由電阻、用于指示工作狀態(tài)的發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管、通過調(diào)節(jié)其阻值來改變采集輸入電壓值的電位器、電容組成啟動(dòng)電壓的采樣電路，采樣信號(hào)與基準(zhǔn)電壓源輸出的基準(zhǔn)電壓同時(shí)輸入比較器后，在比較器的輸出端產(chǎn)生高電平或低電平信號(hào)，再通過由電阻，二極管組成的自鎖電路持續(xù)保持輸出信號(hào)。
[0009]上述的晃電電壓設(shè)置電路中，由電阻、通過調(diào)節(jié)其阻值來改變采集輸入電壓值的電位器、電容組成晃電電壓的米樣電路，米樣信號(hào)與基準(zhǔn)電壓源輸出的基準(zhǔn)電壓同時(shí)輸入比較器后，在比較器的輸出端產(chǎn)生高電平或低電平信號(hào)，驅(qū)動(dòng)三極管工作，三極管開通后將啟動(dòng)電壓檢測及判斷電路中比較器同相端鎖定的高電平拉至低電平，啟動(dòng)電壓檢測及判斷電路中的運(yùn)放輸出端由高電平變成低電平，晃電時(shí)間設(shè)置電路開始計(jì)時(shí)。
[0010]上述的晃電時(shí)間設(shè)置電路中，⑶4098是一個(gè)可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，其第5腳為下降沿觸發(fā)模式，啟動(dòng)電壓檢測及判斷電路中的運(yùn)放輸出端由高電平變成低電平，晃電時(shí)間設(shè)置電路開始計(jì)時(shí)并持續(xù)輸出高電平。通過調(diào)節(jié)其阻值來改變晃電時(shí)間的電位器、電容組成晃電時(shí)間調(diào)節(jié)電路，在預(yù)設(shè)的晃電時(shí)間結(jié)束后，晃電時(shí)間設(shè)置電路輸出側(cè)由高電平變成低平，不再為后續(xù)電路提供能量，繼電器釋放。
[0011]上述的繼電器輸出電路由一個(gè)或多個(gè)密封繼電器組成，輸出端的觸點(diǎn)數(shù)量為一組或多組，觸點(diǎn)類型可以是多組常開形式，也可以是多組常閉形式，也可以是常開常閉混合形式，可根據(jù)需求擴(kuò)展觸點(diǎn)的數(shù)量。
[0012]上述的晃電狀態(tài)判斷電路中，⑶40161是一個(gè)計(jì)數(shù)器，記錄在上電期間晃電電壓設(shè)置電路輸出端由低電平變成高電平的次數(shù)。⑶40161的第14、13、12、11腳分別對應(yīng)記錄了
1、2、4、8次電平轉(zhuǎn)換后輸出相對應(yīng)的高電平，輸出的高電平信號(hào)驅(qū)動(dòng)隔離光耦供遠(yuǎn)端采集信號(hào)使用。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0014](I)可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器的供電方式可以是交流85-264V，也可以是直流100-370V，擴(kuò)大了其供電范圍。通過電源指示燈及動(dòng)作指示燈明確指示了繼電器的工作狀態(tài)；
[0015](2)通過采用采樣輸入電壓與內(nèi)部精確基準(zhǔn)電壓源進(jìn)行比較的方式，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)控制繼電器的啟動(dòng)及判斷電壓的跌落；
[0016]( 3 )晃電時(shí)間可在一定范圍內(nèi)任意設(shè)定，并且對于時(shí)間不超過預(yù)設(shè)的晃電時(shí)間的電壓跌落，繼電器的輸出狀態(tài)不發(fā)生改變，非常有效地避免了生產(chǎn)過程紊亂；
[0017](4)本設(shè)計(jì)通過記錄電壓跌落次數(shù)來有效判斷對于電網(wǎng)電壓頻繁波動(dòng)或跌落的嚴(yán)重程度，可供遠(yuǎn)端采集信號(hào)來決定是否切斷電網(wǎng)電壓，避免造成更嚴(yán)重的生產(chǎn)事故；
[0018](5)通過在繼電器串聯(lián)電路中選用不同或相同觸頭形式的一個(gè)或多個(gè)繼電器，可實(shí)現(xiàn)多種轉(zhuǎn)換形式和觸點(diǎn)數(shù)量擴(kuò)充的繼電器輸出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0020]附圖1是本實(shí)用新型的電路框架圖。
[0021]附圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1所示，本實(shí)用新型所述的輸入整流電路與儲(chǔ)能電路串聯(lián)；儲(chǔ)能電路的輸出分別與啟動(dòng)電壓檢測及判斷電路、晃電電壓設(shè)置電路串聯(lián)；晃電電壓設(shè)置電路和啟動(dòng)電壓檢測及判斷電路組成邏輯判斷電路輸出晃電判斷信號(hào)給晃電時(shí)間設(shè)置電路；晃電時(shí)間設(shè)置電路輸出信號(hào)控制繼電器輸出電路中繼電器的分合狀態(tài)；晃電電壓設(shè)置電路提供給晃電狀態(tài)判斷電路信號(hào)，由晃電狀態(tài)判斷電路記錄在上電時(shí)間里電網(wǎng)電壓跌落至晃電電壓設(shè)置電路設(shè)定的電壓值以下的次數(shù)。
[0023]如圖2所示，輸入整流電路由保險(xiǎn)絲F1、整流電橋BDl組成。輸入電壓經(jīng)輸入整流電路時(shí)，首先通過保險(xiǎn)絲F1，該裝置起到了保護(hù)后續(xù)電路的作用。如果輸入電壓為交流電時(shí)，整流電橋BDl起整流作用，輸出直流信號(hào)。如果輸入電壓為直流電，整流電橋BDl僅起一個(gè)通路的作用，不會(huì)改變其輸入電壓。輸入電壓可以為交流85-264V，也可以是直流100-370V。
[0024]如圖2所示，用于限制開機(jī)沖擊電流的電阻R1，二極管D1，電容CE1，二極管D2、D3組成儲(chǔ)能電路，當(dāng)電網(wǎng)電壓正常供電時(shí)，一方面通過二極管D2給后級(jí)電路供電，同時(shí)通過電阻R1，二極管Dl給電容CEl充電；當(dāng)電網(wǎng)電壓掉電或斷電時(shí)，電容CEl通過二極管D3為后級(jí)電路供電。
[0025]如圖2所示，電阻R4、用于指示工作狀態(tài)的發(fā)光二極管LEDl、穩(wěn)壓二極管ZD2、電位器RP1、電阻R5、電容CE3共同組成啟動(dòng)電壓檢測及判斷電路的采樣電路，其中電位器RPl是一個(gè)阻值可調(diào)節(jié)的電位器，通過調(diào)節(jié)電位器RPl的阻值，采樣電路就可采集到輸入端輸入的不同電壓值信號(hào)?；鶞?zhǔn)電壓源IC3是一個(gè)精準(zhǔn)型的基準(zhǔn)電壓源，電源通過電阻R3連接到IC3上，IC3可持續(xù)輸出電壓為2.5V的直流信號(hào)。將采樣電路輸出的信號(hào)輸入比較器IClA的同相輸入端，把基準(zhǔn)電壓2.5V接入比較器IClA的反相輸入端，當(dāng)采集的輸入信號(hào)大于2.5V時(shí)，比較器IClA的輸出端由低電平變?yōu)楦唠娖?，再通過二極管D4，電阻R6形成自鎖電路，比較器IClA的輸出端一直維持高電平輸出，IClA輸出端通過二極管D5給后續(xù)電路供電。啟動(dòng)電壓值可以在交流120-264V，直流150-370V范圍內(nèi)任意設(shè)定。
[0026]如圖2所示，電阻R7、電位器RP2、電阻R8、電容CE4組成晃電電壓設(shè)置電路的采樣電路，其中電位器RP2是一個(gè)阻值可調(diào)節(jié)電位器，通過調(diào)節(jié)電位器RP2的阻值，采樣電路就可米集到輸入端輸入的不同電壓值信號(hào)。將米樣電路輸出的信號(hào)輸入比較器IClB的反相輸入端，將基準(zhǔn)電壓2.5V接入比較器IClB的同相輸入端，當(dāng)采集的輸入信號(hào)小于2.5V時(shí)，IClB的輸出端由低電平變?yōu)楦唠娖?，三極管Ql導(dǎo)通，將IClA同向端的高電平拉至低電平致使IClA輸出端變成低電平，二極管D5截止。
[0027]如圖2所示，IClA輸出端通過電阻R12與IC2A的第5腳相連，當(dāng)IClA輸出端變成低電平時(shí)，供電電源通過電位器RP3給電容Cl充電。通過調(diào)節(jié)RP3的阻值就可以調(diào)節(jié)電容Cl上的充電時(shí)間。在充電時(shí)間內(nèi)，IClA第6腳持續(xù)輸出高電平，通過二極管D6給后續(xù)電路供電。IClA是一個(gè)可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器⑶4098，在電容Cl充電未完畢之前，如果其第5腳再接收一個(gè)高電平轉(zhuǎn)換成低電平的躍變脈沖，電容Cl將進(jìn)行重新充電，ICl重新計(jì)時(shí)。CE5起開機(jī)加速清除緩存的作用。
[0028]如圖2所示，經(jīng)過二極管D5或二極管D6的高電平，通過電阻R13、R14，用于指示繼電器動(dòng)作狀態(tài)的發(fā)光二極管LED2，穩(wěn)壓二極管ZD3給光電耦合器IC4供電。該電路通過光電耦合器IC4的通斷控制繼電器的通斷，有效地避免了因繼電器線圈存在差異，造成同批次產(chǎn)品的啟動(dòng)電壓等參數(shù)不一致的弊端。選用不同電壓等級(jí)或不同觸點(diǎn)形式的繼電器可實(shí)現(xiàn)多觸頭多種變換形式的繼電器輸出。電阻R15、R16起限制電流的作用。
[0029]如圖2所示，IClB輸出經(jīng)電阻R10、R11分壓后輸入IC2B，IC2B是一個(gè)可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器CD4098，IClB輸出高電平時(shí)，IC2B第10腳輸出一定脈沖寬的高電平，脈沖寬度由Rll給電容C2充電的時(shí)間確定。IC3是計(jì)數(shù)器⑶40161，記錄IC2B第10腳輸出的脈沖個(gè)數(shù)，其第14、13、12、11腳分別對應(yīng)記錄了 1、2、4、8次脈沖，即記錄了對應(yīng)電壓跌落的次數(shù)。撥碼開關(guān)SI用以選擇相應(yīng)的次數(shù)驅(qū)動(dòng)隔離光耦I(lǐng)C5供遠(yuǎn)端采集信號(hào)。
【權(quán)利要求】
1.一種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器，包括輸入整流電路(I)、儲(chǔ)能電路(2)、啟動(dòng)電壓檢測及判斷電路(3)、晃電電壓設(shè)置電路(4)、晃電時(shí)間設(shè)置電路(5)、繼電器輸出電路(6)、晃電狀態(tài)判斷電路(7)，其特征在于:輸入整流電路(I)與儲(chǔ)能電路(2)串聯(lián)；儲(chǔ)能電路(2)的輸出分別與啟動(dòng)電壓檢測及判斷電路(3 )、晃電電壓設(shè)置電路(4 )串聯(lián)；晃電電壓設(shè)置電路(4 )和啟動(dòng)電壓檢測及判斷電路(3 )組成邏輯判斷電路輸出晃電判斷信號(hào)給晃電時(shí)間設(shè)置電路(5 );晃電時(shí)間設(shè)置電路(5 )輸出信號(hào)控制繼電器輸出電路(6 )中繼電器的分合狀態(tài)；晃電電壓設(shè)置電路(4 )提供給晃電狀態(tài)判斷電路(7)信號(hào)，由晃電狀態(tài)判斷電路(7)記錄電網(wǎng)電壓跌落至晃電電壓設(shè)置電路(4 )設(shè)定的電壓值以下的次數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器，其特征在于:輸入工作電壓范圍是交流85-264V，或者是直流100-370V。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器，其特征在于:儲(chǔ)能電路(2)中，市電通過電阻(Rl)，二極管(Dl)對電解電容(CEl)進(jìn)行充電，二極管(D2)，二極管(D3)用于隔離市電和電容儲(chǔ)存電量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器，其特征在于:啟動(dòng)電壓檢測及判斷電路(3)中，電網(wǎng)電壓經(jīng)過電阻(R2)降壓，穩(wěn)壓二極管(ZDl)穩(wěn)壓，電解電容(CE2)濾波后產(chǎn)生供電電源；比較器(IClA)的反向輸入端接電阻(R3)和精密基準(zhǔn)電壓源TL431(IC3)，獲取2.5V精準(zhǔn)電壓；電阻(R4)、用于指示通電狀態(tài)的發(fā)光二極管(LED1)、穩(wěn)壓二極管(ZD2 )、通過調(diào)節(jié)其阻值來改變采集輸入電壓值的電位器(RPI)、電阻(R5 )、電容(CE3 )組成啟動(dòng)電壓的采樣電路，送入比較器(IClA)的同向輸入端，與反向輸入端的2.5V進(jìn)行比較；當(dāng)采集的信號(hào)大于2.5V時(shí)，比較器輸出高電平，驅(qū)動(dòng)后級(jí)電路工作實(shí)現(xiàn)繼電器的開啟動(dòng)作；比較器(IClA )的輸出端通過二極管(D4)和電阻(R6)與同向端形成正反饋，以保持其輸出端一直維持高電平，防止繼電器在開啟電壓附近頻繁吸合和斷開。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器，其特征在于:晃電電壓設(shè)置電路(4 )中，電網(wǎng)電壓經(jīng)過電阻(R7)降壓，通過調(diào)節(jié)其阻值來改變采集輸入電壓值的電位器(RP2)、電阻(R8)、電容(CE4)組成掉電電壓的采樣電路，送入比較器(IClB)的反向輸入端，與其同向輸入端的2.5V進(jìn)行比較；當(dāng)電網(wǎng)電壓晃動(dòng)時(shí)，比較器(IClB)的反向輸入端采集的電壓低于2.5V時(shí)，比較器(IClB)輸出高電平驅(qū)動(dòng)三極管(Ql)工作，將比較器(IClA)同向端的電平拉至低電平。
6.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求4所述的一種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器，其特征在于:晃電時(shí)間設(shè)置電路(5)中，比較器(IClA)的輸出端進(jìn)行高低電平轉(zhuǎn)換時(shí)，連接在電源端的電位器(RP3)對電容(Cl)進(jìn)行充放電，觸發(fā)集成電路⑶4098 (IC2A)進(jìn)行精確計(jì)時(shí)；計(jì)時(shí)期間，集成電路CD4098 (IC2A)的第6腳一直維持高電平輸出，以維持繼電器輸出電路(6 )繼續(xù)工作；通過改變電位器(RP3)阻值的大小可以改變計(jì)時(shí)時(shí)間的長短；電容(CE5)起上電加速清除緩存作用。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、4和6所述的一種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器，其特征在于:電壓檢測及判斷電路(3)中比較器(IClA)的輸出端通過二極管(D5)，晃電時(shí)間設(shè)置電路(5)中集成電路CD4098 (IC2A)的第6腳通過二極管(D6)，兩者共同通過電阻(R13)、電阻(R14)、用于指示繼電器工作狀態(tài)的發(fā)光二極管(LED2)和穩(wěn)壓二極管(ZD3)，為光電耦合器(IC4)提供持續(xù)電流，只要此電流一直得以維持，繼電器(J1)、繼電器(J2)就一直維持在工作狀態(tài)；同時(shí)通過繼電器(J1)、繼電器(J2)的電流經(jīng)過光電耦合器(IC3)為比較器(IC1A)、比較器(IC1B)、集成電路 CD4098 (IC2A)、集成電路 CD4098 (IC2B)、集成電路 CD40161 (IC6)提供持續(xù)工作電流；改變繼電器(J1)、繼電器(J2)串聯(lián)或并聯(lián)的個(gè)數(shù)、改變繼電器(J1)、繼電器(J2)的輸出觸點(diǎn)形式就能改變晃電繼電器的輸出觸點(diǎn)形式及觸點(diǎn)數(shù)量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1和5所述的一種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器，其特征在于:比較器(IClB)的輸出端由低電平變成高電平時(shí)，高電平輸入集成電路CD4098 (IC2B)的12腳，輸出端第9腳開始輸出高電平，輸出高電平的維持時(shí)間通過電阻(Rll)給電容(C2)充電時(shí)間來決定，為計(jì)數(shù)器(IC6)提供一個(gè)穩(wěn)定可 靠的采集信號(hào)；IC6是4位可編程計(jì)數(shù)器CD40161，其14、.13、12、11分別是記錄到1、2、4、8次晃電的輸出端口，選擇其中一個(gè)端口可作為判斷電網(wǎng)電壓晃電嚴(yán)重程度的依據(jù)，并將此信號(hào)輸出給光電耦合器(IC5)供遠(yuǎn)端采集信號(hào)使用。
【文檔編號(hào)】H01H47/00GK203859065SQ201420303758
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】羅明富, 任志昊, 王成 申請人:成都?xì)W安電氣有限公司