一种电控锁的制作方法

本实用新型涉及锁具领域，特别是涉及一种电控锁。

背景技术：

在电网的开关柜或者环网柜中，一般都设置有电控锁，作为一种安全保护装置，电控锁可以在开关柜或者环网柜中的高压母线带电的情况下锁死，防止工作人员打开开关柜或者环网柜进行操作，起到了保护工作人员人身安全的作用，现有电控锁一般采用电池供电或外部电源供电的供电方式。由于使用场景和体积原因，电池供电型的电控锁所使用的电池容量不会太大，电池有一定的使用寿命，需要频繁检查更换，成本较高，外部电源供电型电控锁的外部电源不容易寻找，且外部电源与电控锁之间的布线存在相当大的困难。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种电控锁，降低了成本，布线难度较低。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电控锁，包括：

设置在高压母线上的电容式传感器；

与所述电容式传感器连接的主电源模块，用于从所述电容式传感器处采集电能并为处理器供电；

执行模块；

与所述高压母线连接的带电检测模块，用于检测所述高压母线的带电状态；

分别与所述主电源模块、所述执行模块以及所述带电检测模块连接的所述处理器，用于根据所述高压母线的带电状态控制所述执行模块执行解锁以及闭锁动作。

优选地，所述主电源模块包括：

第一端与所述电容式传感器连接的第一电量采集单元，用于从所述电容式传感器处采集电能；

第一端与所述第一电量采集单元的第二端连接，第二端与所述处理器以及储能单元的第一端连接，接地端接地的电能变换单元，用于将所述第一电量采集单元采集的电能进行变换后存储在所述储能单元；

第二端接地的所述储能单元，用于为所述处理器供电。

优选地，所述主电源模块还包括用于从环境中采集电能的第二电量采集单元；

所述第二电量采集单元与所述电能变换单元的第一端连接。

优选地，所述主电源模块还包括第一瞬态抑制器件和/或第二瞬态抑制器件；

所述第一瞬态抑制器件的第一端与所述第一电量采集单元的第二端连接，所述第一瞬态抑制器件的第二端接地；

所述第二瞬态抑制器件的第一端与所述第二电量采集单元连接，所述第二瞬态抑制器件的第二端接地。

优选地，该电控锁还包括用于在所述主电源模块的电量低于预设阈值时为所述处理器供电的备用电源模块；

所述备用电源模块与所述处理器连接。

优选地，该电控锁还包括用于稳压的电源管理模块：

所述电源管理模块分别与所述主电源模块以及所述处理器连接。

优选地，该电控锁还包括：

与所述执行模块及所述处理器连接的状态检测模块，用于检测所述电控锁的闭锁状态以及解锁状态；

与所述处理器连接的提示模块；

则所述处理器还用于控制所述提示单元提示所述上锁状态以及所述解锁状态。

优选地，所述状态检测模块包括：

分别与所述执行模块连接，用于在所述电控锁闭锁时闭合的闭锁位置检测开关以及用于在所述电控锁解锁时闭合的解锁位置检测开关；

所述闭锁位置检测开关以及所述解锁位置检测开关的第一端均与所述处理器的检测信号输出端连接，所述闭锁位置检测开关的第二端与所述处理器的第一信号接收端连接，所述解锁位置检测开关的第二端与所述处理器的第二信号接收端连接；

所述处理器还用于从所述检测信号输出端发出检测信号，并根据所述第一信号接收端以及所述第二信号接收端接收到的信号确定所述电控锁的开关状态。

优选地，所述带电检测模块包括带电显示器VPIS以及模数转换单元；

所述VPIS设置在所述高压母线上，所述模数转换单元分别与所述VPIS及所述处理器连接。

优选地，所述模数转换单元包括第一电阻、第二电阻、N型金属-氧化物-半导体管NMOS以及NPN型三极管；

所述NMOS的栅极与所述VPIS的输出端连接，所述NMOS的源极接地，所述NMOS的漏极与所述第一电阻的第一端以及所述NPN型三极管的基极连接，所述第一电阻的第二端与所述主电源模块连接，所述NPN型三极管的发射极接地，所述NPN型三极管的集电极与所述处理器以及所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述主电源模块连接。

本实用新型提供了一种电控锁，包括设置在高压母线上的电容式传感器；与电容式传感器连接的主电源模块，用于从电容式传感器处采集电能并为处理器供电；执行模块；与高压母线连接的带电检测模块，用于检测高压母线的带电状态；分别与主电源模块、执行模块以及带电检测模块连接的处理器，用于根据高压母线的带电状态控制执行模块执行解锁以及闭锁动作。

可见，本实用新型中，电控锁所在的开关柜或环网柜等环境中本身就具有高压母线，本实用新型的主电源模块能够从设置在高压母线上的电容式传感器中采集电能并为处理器供电，处理器能够根据带电检测模块检测到的高压母线的带电状态来控制执行模块执行解锁以及闭锁动作，本实用新型中的主电源模块无需频繁检查更换，降低了成本，且电能来源为电控锁所处环境中的高压母线，降低了布线难度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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实用新型的一些实施例，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为本实用新型提供的一种电控锁的结构示意图；

图2为本实用新型提供的另一种电控锁的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种电控锁，降低了成本，布线难度较低。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1，图1为本实用新型提供的一种电控锁的结构示意图，包括：

设置在高压母线上的电容式传感器1；

与电容式传感器1连接的主电源模块2，用于从电容式传感器1处收集电量并为处理器5供电；

执行模块3；

与高压母线连接的带电检测模块4，用于检测高压母线的带电状态；

分别与主电源模块2、执行模块3以及带电检测模块4连接的处理器5，用于根据高压母线的带电状态控制执行模块3执行解锁以及闭锁动作。

考虑到上述背景技术中的技术问题，本实用新型实施例中，主电源模块2可以从设置在高压母线上的电容式传感器1上获取电能并为处理器5供电，处理器5可以根据带电检测模块4检测到的高压母线的带电状态控制执行模块3执行解锁以及闭锁动作，本实用新型实施例中的主电源模块2的电源来源为高压母线上的电容式传感器1，由于高压母线通常情况下都是带电的，主电源模块2便能持续地从电容式传感器1中收集电量，无需再像现有技术中那样，设置需要频繁更换的电池或者需要寻找外部电源，节省了电池成本，也无需工作人员频繁检查更换电池，降低了人工成本，且电控锁与高压母线相距较近，降低了布线难度。

具体的，本实用新型实施例中的电容式传感器可以为变电柜或者环网柜中本来具有的电容式传感器，还可以为额外添加的电容式传感器，本实用新型实施例在此不做限定。

具体的，执行模块3可以为多种类型的执行模块3，其具体作用为在处理器5的控制下执行解锁以及闭锁动作，本实用新型实施例在此不做限定。

具体的，处理器5可以为多种类型的处理器5，例如MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)等，本实用新型实施例在此不做限定。

其中，根据高压母线的带电状态控制执行模块3执行解锁以及闭锁动作具体可以为：在高压母线带电时，处理器5可以控制执行模块3保持闭锁状态，在高压母线不带电时，处理器5可以控制执行模块3执行解锁动作，以便工作人员可以开锁并进行作业。

本实用新型提供了一种电控锁，包括设置在高压母线上的电容式传感器；与电容式传感器连接的主电源模块，用于从电容式传感器处采集电能并为处理器供电；执行模块；与高压母线连接的带电检测模块，用于检测高压母线的带电状态；分别与主电源模块、执行模块以及带电检测模块连接的处理器，用于根据高压母线的带电状态控制执行模块执行解锁以及闭锁动作。

可见，本实用新型中，电控锁所在的开关柜或环网柜等环境中本身就具有高压母线，本实用新型的主电源模块能够从设置在高压母线上的电容式传感器中采集电能并为处理器供电，处理器能够根据带电检测模块检测到的高压母线的带电状态来控制执行模块执行解锁以及闭锁动作，本实用新型中的主电源模块无需频繁检查更换，降低了成本，且电能来源为电控锁所处环境中的高压母线，降低了布线难度。

作为一种优选的实施例，

主电源模块2包括：

第一端与电容式传感器1连接的第一电量采集单元，用于从电容式传感器1处采集电能；

第一端与第一电量采集单元的第二端连接，第二端与处理器5以及储能单元的第一端连接，接地端接地的电能变换单元，用于将第一电量采集单元采集的电能进行变换后存储在储能单元；

第二端接地的储能单元，用于为处理器5供电。

具体的，本实用新型实施例中，第一电量采集单元可以从电容式传感器1处收集电量并传输至电能变换单元，电能变换单元可以将第一电量采集单元采集到的电能进行变换后存储在储能单元中，储能单元可以存储一定的电能，在处理器5需要时为其供电。

具体的，电能变换可以为将第一电量采集单元采集到的高电压小电流的能量变换为低电压大电流的能量，或者将低压小电流能量进行升压，本实用新型实施例在此不做限定。

其中，储能单元可以为多种类型，例如可以为电容等，本实用新型实施例在此不做限定。

具体的，电能变换单元可以为多种类型，例如电源IC(integrated circuit，集成电路)等，电源IC可以具有直流-直流变压功能等，本实用新型实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，主电源模块2还包括用于从环境中获取电能的第二电量采集单元；

第二电量采集单元与电能变换单元的第一端连接。

具体的，本实用新型实施例中，第二电量采集单元可以从环境中获取电能，例如将光能或者声能等能源采集为电能，提供了另外一种电能的获取渠道，提高了主电源模块2电能来源的稳定性。

作为一种优选的实施例，主电源模块2还包括第一瞬态抑制器件和/或第二瞬态抑制器件；

第一瞬态抑制器件的第一端与第一电量采集单元的第二端连接，第一瞬态抑制器件的第二端接地；

第二瞬态抑制器件的第一端与第二电量采集单元连接，第二瞬态抑制器件的第二端接地。

具体的，本实用新型实施例中，第一瞬态抑制器件以及第二瞬态抑制器件均可以起到抑制瞬态电压的作用，防止瞬间大电压对于器件的损耗，增加了电路中各器件的使用寿命。

具体的，本实用新型实施例中，第一瞬态抑制器件以及第二瞬态抑制器件可以为TVS(Transient Voltage Suppressor，瞬态抑制二极管)二极管、压敏电阻以及气体放电管等器件，还可以采用其他的器件或者电路来起到抑制瞬态电压的作用，本实用新型实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，该电控锁还包括用于在主电源模块2的电量低于预设阈值时为处理器5供电的备用电源模块6；

备用电源模块6与处理器5连接。

具体的，本实用新型实施例中的备用电源模块6可以在主电源模块2的电量低于预设阈值时为处理器5供电，防止第一电量采集单元无法从高压母线处采集到电能以及第二电量采集单元无法从环境中采集电能的情况同时出现，提高了电控锁工作的稳定性。

具体的，备用电源模块6可以为多种类型，例如可以为蓄电池等，本实用新型实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，该电控锁还包括用于稳压的电源管理模块7：

电源管理模块7分别与主电源模块2以及处理器5连接。

具体的，本实用新型实施例中，电源管理模块7可以将主电源模块2提供的电能进行稳压后输出给处理器5，使处理器5接收到的电压更加平稳，增加了处理器5以及相关器件的使用寿命。

其中，电源管理模块7还可以与主电源模块2以及备用电源模块6连接，此种情况下，电源管理模块7的取电原则可以为当主电源模块2电能高于预设值的情况下从主电源模块2取电，当主电源模块2的电能低于预设值的情况下优先从主电源模块2取电，不足部分从备用电源模块6获取，当主电源模块2电能低于预设值且备用电源模块6无电时，处理器5可以在电量耗尽前将控制执行模块3执行闭锁动作。

具体的，电源管理模块7可以为多种类型，例如电源管理芯片等，本实用新型实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，该电控锁还包括：

与执行模块3及处理器5连接的状态检测模块8，用于检测电控锁的闭锁状态以及解锁状态；

与处理器5连接的提示模块9；

则处理器5还用于控制提示单元提示上锁状态以及解锁状态。

具体的，本实用新型实施例中，状态检测模块8可以检测电控锁的闭锁装态以及解锁状态，处理器5可以通过提示单元对上锁状态以及解锁状态进行提示，工作人员在获得提示后，可以进行相应的操作，提高了工作人员作业操作的安全性。

具体的，提示模块9可以为多种类型，例如指示灯或者声音提示装置等，本实用新型实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，状态检测模块8包括：

分别与执行模块3连接，用于在电控锁闭锁时闭合的闭锁位置检测开关以及用于在电控锁解锁时闭合的解锁位置检测开关；

闭锁位置检测开关以及解锁位置检测开关的第一端均与处理器5的检测信号输出端连接，闭锁位置检测开关的第二端与处理器5的第一信号接收端连接，解锁位置检测开关的第二端与处理器5第二信号接收端连接；

处理器5还用于从检测信号输出端发出检测信号，并根据第一信号接收端以及第二信号接收端接收到的信号确定电控锁的开关状态。

具体的，本实用新型实施例中，闭锁位置检测开关可以在电控锁闭锁时闭合，解锁位置检测开关可以在电控锁解锁时闭合，此种情况下，当处理器5通过I/O_signal引脚发送位置检测信号后，位置检测信号便可以经过闭合的闭锁位置检测开关或者闭合的解锁位置检测开关接收到位置检测信号，从而可以判定出电控锁的锁杆或挡板的状态，此电路不采用上/下拉电路实现电控锁的状态检测功能，可由软硬件配合将状态检测模块8功耗降到最低。

具体的，闭锁位置检测开关以及解锁位置检测开关可以为多种类型，例如微动开关、干簧管或感应元件等，只要能够在闭合时传输信号即可，本实用新型实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，带电检测模块4包括VPIS 41(带电显示器)以及模数转换单元42；

VPIS 41设置在高压母线上，模数转换单元42分别与VPIS 41及处理器5连接。

为了更好地对本实用新型实施例进行说明，请参考图2，图2为本实用新型提供的另一种电控锁的结构示意图，包括电容式传感器1、主电源模块2、执行模块3、包含VPIS 41以及模数转换单元42的带电检测模块4、处理器5、备用电源模块6、电源管理模块7、状态检测模块8以及提示模块9。

具体的，本实用新型实施例中，考虑到处理器5本身缺乏能够识别模拟信号的接口，而带电显示器一般直接输出的都是模拟信号，本实用新型实施例中，模数转换单元42可以将VPIS 41输出的模拟信号转换为数字信号后输出至处理器5，不用再为处理器5设置特殊接口，节约了成本。

具体的，在VPIS 41有输出，即高压母线带电的情况下，电源管理模块7可以开始工作，当储能单元的电压达到一定值，例如3.6V时，电源管理模块7可以开始为处理器5供电，处理器5可以触发状态检测模块8检测电控锁的闭锁或解锁状态并通过提示模块9进行提示，还可以在接收到解锁指令后检测高压母线是否带电，若高压母线不带电则可以控制执行模块3执行解锁动作。

其中，还可以设置电源检测模块与电源管理模块7连接，来检测当前电压，当高压母线无电，且没有其他电能来源时，处理器5可以继续运行，随着电能的消耗，储能单元的电能逐渐下降，当储能单元电压低于预设值，如3.0V时，电源检测模块可以向处理器5发出欠压告警，若此时电控锁处于闭锁状态则继续保持，若此时电控锁处于解锁状态，处理器5将控制执行模块3执行闭锁动作。

具体的，可以设置触发模块与处理器5连接，工作人员可通过触发模块发送解锁指令至处理器5，当处理器5有电支持运行且高压母线不带电时，处理器5可以控制执行模块3进行解锁。

作为一种优选的实施例，模数转换单元42包括第一电阻、第二电阻、NMOS(N-Metal-Oxide-Semiconductor，N型金属-氧化物-半导体管)以及NPN型三极管；

NMOS的栅极与VPIS 41的输出端连接，NMOS的源极接地，NMOS的漏极与第一电阻的第一端以及NPN型三极管的基极连接，第一电阻的第二端与主电源模块2连接，NPN型三极管的发射极接地，NPN型三极管的集电极与处理器5以及第二电阻的第一端连接，第二电阻的第二端与主电源模块2连接。

具体的，本实用新型实施例中，当VPIS 41的输出端没有信号(低电平)时，NMOS截止，NPN型三极管导通，处理器5检测到低电平判断为高压母线不带电，当VPIS 41的输出端有信号(高电平)时，NMOS导通，NPN型三极管截止，处理器5检测到高电平并判断高压母线带电。

其中，第一电阻的第二端以及第二电阻的第二端也可以不与主电源模块2连接，而是与电源管理模块7连接，本实用新型实施例在此不做限定。

具体的，本实用新型实施例中的模数转换单元42具有结构简单以及价格低等优点。

另外，在本实用新型实施例中，还可以设置第三电阻，第三电阻的第一端与NPN型三极管的基极、NMOS的漏极以及第一电阻的第一端连接，第三电阻的第二端接地，可以起到偏置作用，使NPN型三极管工作更加可靠；在此基础上，本实用新型实施例中还可以设置二极管，二极管的正极与第一电阻的第一端以及NMOS的漏极连接，二极管的负极与第三电阻的第一端以及NPN型三极管的基极连接，可以起到降低NPN型三极管以及NMOS管的导通功耗的作用，降低了电能消耗以及开关损耗。

当然，除了本实用新型实施例中的模数转换单元42外，模数转换单元42还可以为其他类型，本实用新型实施例在此不做限定。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。