专利名称：电子起动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种劈相机电子起动装置。
劈相机的起动必须借助起动电阻，但一旦劈相机发电相电压接近劈相机起动相电压时，就应当立即切除起动电阻。以前，通常直接采用继电器，利用劈相机发电相电压达到某一设定值范围时，使继电器动作，切除起动电阻，由于单相输入电压波动范围较大，该继电器难以完全满足切除起动电阻的要求。现在，则使用中国铁道出版社于1996年4月出版的《韶山3型4000系电力机车》P271～272所述的TJQ1型起动继电器，由于该装置全部使用分离元件，因此整体的可靠性不高，尤其是该装置使用了变压器，因而耐受瞬间过电压能力较差，常易造成变压器匝间短路或击穿接地，以致不能及时切除起动电阻，使起动电阻因长时间通电而烧损，此外，由于变压器原边在劈相机起动完毕后仍处于通电状态，致使变压器长期发热而影响使用寿命。
本实用新型的目的是提供一种故障率低、工作可靠的劈相机电子起动装置。
本实用新型的解决方案是一种电子起动装置，由外壳、输入端子排、输出端子排、印刷电路板构成，印刷电路板上有一组比较电路、一组执行电路，其特征在于，印刷电路板上还有二组光电隔离转换电路、一组直流电源电路、一组采样电路、一组延时驱动保护电路，所述比较电路为电压比较电路；二组光电隔离转换电路完全相同，其输入端分别通过该装置的输入端子排与劈相机起动相输出端和劈相机发电相输出端相联，输出端则分别与采样电路相联；直流电源电路的输入端通过该装置的输入端子排与外接直流电源相联，其输出则分别与光电隔离转换电路、电压比较电路、执行电路、延时驱动保护电路相联；采样电路的输出接电压比较电路的输入，电压比较电路的输出接执行电路的输入，执行电路和延时驱动保护电路的输出同时接该装置的输出端子排。
二组光电隔离转换电路完全相同，其中一组光电隔离转换电路由电阻R1、R2和光电耦合器U4组成；光电耦合器U4的脚1与脚3相联、脚2与脚4相联、脚5与脚7相联、脚6与脚8相联，电阻R1的一端与输入端子排相联，另一端与光电耦合器U4的脚1相联，电阻R2的一端与输入端子排相联，另一端与光电耦合器U4的脚4相联，光电耦合器U4的脚5接直流电源电路的输出端，脚8与采样电路的输入端相联。
采样电路由二组结构完全相同的采样滤波电路构成，其中一组采样滤波电路由电阻R5和由电阻R7、电容C1、C2组成的π型滤波电路并联构成，该采样滤波电路的一端接光电耦合器U4的脚8，另一端接地，电阻R7和电容C2的接点与电压比较电路的输入端相联；另一组采样滤波电路由电阻R6、R8、电容C3、C4构成，该采样滤波电路的一端是接光电耦合器U5的脚8。
电压比较电路为一电压比较器U3，电压比较器U3的脚7、脚6分别与采样电路中电阻R7和电容C2、电阻R8和电容C4的接点相连，脚12接地，脚1接执行电路的输入端，脚3接直流电源电路的输出端。
执行电路由三极管V、电阻R9、R10、电容C6和继电器J1组成；R9的一端与电压比较器U3的脚1相联，另一端与三极管V的基极相联，电阻R10和电容C6串接在V的基极与集电极之间，电阻R10和电容C6的接点与直流电源电路的输出端相联，继电器J1联接在三级管V的发射极与地之间。
延时驱动保护电路由555器件U2、电阻R12、电容C7、C8和继电器J2组成；555器件U2的脚4、脚8接直流电源电路的输出端，脚3接继电器J2，脚5接电容C8，脚1和C8的另一端接地，电阻R12和电容C7串联，其接点与555器件U2的脚2和脚6相联，电阻R12的另一端接直流电源电路的输出端，电容C7和继电器J2的另一端接地。
直流电源电路由三端稳压管U1、稳压管DW1、DW2和电阻R14组成；电阻R14联接在输入端子排与三端稳压管U1的脚1之间，串联的稳压管DW1、DW2跨接在三端稳压管U1的脚1与脚2之间，三端稳压管U1的脚2接输入端子排，脚3为直流电源电路的输出端。
执行电路中三极管的集电极和发射极之间还连接了一个手动按钮AN。
本实用新型由于采用光电隔离转换电路，避免了使用变压器时在瞬间过电压情况下造成的匝间短路或击穿接地，极大地提高了装置承受过电压的能力；而且，在劈相机起动完毕后，由于流过光电耦合器的电流非常小，不致使元器件长期处于发热状态，从而延长了装置的使用寿命；此外，由于增加了独立工作的延时驱动保护电路和手动按钮，避免了执行电路不能正常工作时，起动电阻不能及对切除的情况，起到了三重保护作用；另外，该装置大多使用集成元件，其工作可靠性得到较大提高。
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明
图1是电子起动装置的结构图；图2是电子起动装置的电路方框图；图3是电子起动装置的电路原理图；图4是继电器联接图。
实施例见
图1所示，印刷电路板2安装在外壳3中，输入端子排1、输出端子排4固定在印刷电路板2两端并位于外壳3的外侧。由图2、图3可见，电阻R1、R2与光电耦合器U4组成一组光电隔离转换电路5；光电耦合器U4为一LMP521型光电耦合器，它的脚1与脚3相联、脚2与脚4相联、脚5与脚7相联、脚6与脚8相联，光电耦合器U4的脚5接直流电源电路10的输出端，电阻R1联接在输入端子排1和光电耦合器U4的脚1之间，电阻R2联接在输入端子排1和光电耦合器U4的脚4之间。电阻R3、R4与光电耦合器U5组成另一组光电隔离转换电路6，光电隔离转换电路6与光电隔离转换电路5完全相同。采样电路7由二组结构完全相同的采样滤波电路构成，一组由电阻R5、R7、电容C1、C2组成，电阻R5和由电阻R7、电容C1、C2组成的π型滤波电路并联，该采样滤波电路的一端接光电耦合器U4的脚8、另一端接地，电阻R7和电容C2的接点则接电压比较电路8的输入端；另一组采样滤波电路由电阻R6、R8、电容C3、C4组成，其联接与上一组采样滤波电路完全相同，只是该采样滤波电路的一端接光电耦合器U5的脚8。电压比较电路8由一个电压比较器U3构成，电压比较器U3可以是LM139型电压比较器，电压比较器U3的脚7接采样电路7中电阻R7和电容C2的接点，脚6接采样电路7中电阻R3和电容C4的接点，脚12接地，脚1接执行电路9的输入端，脚3接直流电源电路10的输出端。执行电路9由电阻R9、R10、电容C6、三极管V和继电器J1组成，电阻R9的一端与电压比较器U3的脚1相联，另一端与三级管V的基极相联，电阻R10和电容C6串接在V的基极与集电极之间，电阻R10和电容C6的接点接直流电源电路10的输出端，手动按钮AN连接在三级管V的集电极和发射极之间，继电器J1联接在三级管V的发射极与地之间，延时驱动保护电路11由555器件U2、电阻R12、电容C7、C8和继电器J2组成，555器件U2的脚4、脚8接直流电源电路10的输出端，脚3接继电器J2，脚5接C8，脚1和C8的另一端接地，电阻R12和电容C7串联，其接点与555器件U2的脚2、脚6相联，电阻R12的另一端接直流电源电路10的输出端，电容C7和继电器J2的另一端接地、直流电源电路10由三端稳压管U1、稳压管DW1、DW2和电阻R14组成，电阻R14联接在输入端子排1与三端稳压管U1的脚1之间，串联的稳压管DW1、DW2跨接在三端稳压管U1的脚1与脚2之间，三端稳压管U1的脚2接输入端子排1，脚3为直流电源电路10的输出端。由图4可见，执行电路9中的继电器J1和延时驱动保护电路11中的继电器J2并联，其两端接输出端子排4。
将劈相机起动相的输出端和劈相机发电相的输出端与该装置的输入端子排1上的相应端子相联，将外接110V直流电源以正极接正极、负极接负极的方式联接在输入端子排1的相应端子上(为使输入端子排1和输出端子排4上的端子个数对称，可将直流电源电路10的输入端联接在输出端子排4上。达时，就应将外接直流电源的两极接在输出端子排4的相应端子上。)，同时，将输出端子排4上的相应端子与控制劈相机起动电阻开、断的中间继电器相联。当劈相机起动后，两组光电隔离转换电路5、6即分别输入两路交流电压信号，其电压分别为220V/380V、0～220V/0～380V，两路交流电压信号经光电隔离转换电路5、6后转变成两路直流低压信号。然后输入到采样电路7，经采样电路7的采样、滤波，该两路直流低压信号转变为两路平滑的直流低压信号，二路平滑的直流低压信号进入电压比较电路8进行比较，当劈相机发电相电压未接近劈相机起动相电压时，电压比较电路8没有信号输出，执行电路9中的三极管V截止，继电器J1不动作，因而不能切除起动电阻；而当劈相机发电相电压接近劈相机起动相电压时，电压比较电路8输出一个脉冲信号给执行电路9，使执行电路9中的三极管V导通，继电器J1得电动作，从而使控制劈相机起动电阻开、断的中间继电器动作，达到切除起动电阻的目的。在劈相机起动后，延时驱动保护电路11中的电容C7开始充电，经过一定时间后，充电电压达到设定值，这时555器件U2的脚3产生一个高频脉冲，该高频脉冲使继电器J2得电动作，从而带动控制劈相机起动电阻开、断的中间继电器动作来切除起动电阻，这里，充电时间由电阻R12和电容C7决定，而且，该充电时间要相对滞后于通常情况下执行电路9中继电器J1的得电动作时间。当执行电路9和延时驱动保护电路11由于某种原因均不能正常动作时，可通过人为按压执行电路9中的手动按钮AN使继电器J1动作，切除劈相机起动电阻。输入该装置的110V直流电源。经直流电源电路10中的电阻R14分压和稳压管DW1、DW2的稳压后，在三端稳压管U1的脚1和脚2间得到一个30V左右的直流电压，该30V左右的直流电压经过三端稳压管U1的分压、稳压后由脚3为光电隔离转换电路5、6，电压比较电路8、执行电路9、延时驱动保护电路11提供15V的工作电源。
为了使用户观察到继电器J1或J2的动作，可将发光二级管D2和电阻R11串联后并联在执行电路9中继电器J1的两端，将发光二级管D4和电阻R13串联后并联在延时驱动保护电路11中继电器J2的两端。这样，只要三极管V导通或555器件U2的3脚有信号输出，二极管D2或D4就发光。
此外，还可在继电器J1的两端并联一个电容C5和二极管D1，在继电器J2的两端并联一个电容C9和二极管D3，使继电器J1、J2的动作更加可靠。
为了避免因外接直流电源极性接反导致三端稳压管U1的烧损，可在电阻R14与输入端子排1之间串接一个二极管D5，二极管D5的N极与电阻R14相联，此外，还可在稳压管DW1、DW2前并联一个电容C11，以改善输入电源的高频特性；在三端稳压管U1的2、3脚间联接一个电容C10，以使三端稳压管U1的脚3输出的电压更加平滑、稳定。
权利要求1.一种电子起动装置，由外壳、输入端子排、输出端子排、印刷电路板构成，印刷电路板上有一组比较电路、一组执行电路，其特征在于印刷电路板(2)上还有二组光电隔离转换电路(5)、(6)，一组直流电源电路(10)、一组采样电路(7)，一组延时驱动保护电路(11)，上述比较电路为电压比较电路(8)；光电隔离转换电路(5)和光电隔离转换电路(6)完全相同，光电隔离转换电路(5)的输入端通过输入端子排(1)与劈相机起动相输出端相联，光电隔离转换电路(6)的输入端通过输入端子排(1)与劈相机发电相输出端相联，光电隔离转换电路(5)(6)的输出端分别与采样电路(7)的输入端相联，直流电源电路(10)的输入端通过该装置的输入端子排(1)与外接直流电源相联，输出端则分别与光电隔离转换电路(5)(6)、电压比较电路(8)、执行电路(9)、延时驱动保护电路(11)相联；采样电路(7)的输出接电压比较电路(8)的输入、电压比较电路(8)的输出接执行电路(9)的输入，执行电路(9)和延时驱动保护电路(11)的输出同时接该装置的输出端子排(4)。
2.根据权利要求1所述的电子起动装置，其特征在于所述光电隔离转换电路(5)由电阻R1、R2和光电耦合器U4组成；光电耦合器U4的脚1与脚3相联、脚2与脚4相联、脚5与脚7相联、脚6与脚8相联，电阻R1一端与输入端子排(1)相联，另一端与光电耦合器U4的脚1相联，电阻R2一端与输入端子排(1)相联，另一端与光电耦合器U4的脚4相联，光电耦合器U4的脚5接直流电源电路(10)的输出端，脚8与采样电路(7)的输入端相联。
3.根据权利要求1所述的电子起动装置，其特征在于所述采样电路(7)由两组结构完全相同的采样滤波电路构成，其中一组采样滤波电路由电阻R5和由电阻R7、电容C1、C2组成的π型滤波电路并联构成，该采样滤波电路的一端接光电耦合器U4的脚8，另一端接地，而电阻R7和电容C2的接点与电压比较电路(8)的输入端相联；另一组采样滤波电路由电阻R6、R8、电容C3、C4构成，该采样滤波电路的一端是接光电耦合器U5的脚8。
4.根据权利要求1所述的电子起动装置。其特征在于所述电压比较电路(8)为一电压比较器U3，电压比较器U3的脚7、脚6分别与采样电路(7)中电阻R7和电容C2、电阻R8和电容C4的接点相连，脚12接地，脚1接执行电路(9)的输入端，脚3接直流电源电路(10)的输出端。
5.根据权利要求1所述的电子起动装置，其特征在于所述执行电路(9)由三极管V、电阻R9、R10、电容C6和继电器J1组成；电阻R9的一端与电压比较器U3的脚1相联，另一端与三极管V的基极相联，电阻R10和电容C6串接在V的基极与集电极之间，电阻R10和电容C6的接点与直流电源电路(10)的输出端相联，继电器J1接在三级管V的发射极与地之间。
6.根据权利要求1所述的电子起动装置，其特征在于所述延时驱动保护电路(11)由555器件U2、电阻R12、电容C7、C8和继电器J2组成；555器件U2的脚4、脚8接直流电源电路(10)的输出端，脚3接继电器J2，脚5接电容C8、脚1和电容C8的另一端接地，电阻R12和电容C7串联，其接点与555器件U2的脚2和脚6相联，电阻R12的另一端接直流电源电路(10)的输出端，电容C7和继电器J2的另一端接地。
7.根据权利要求1所述的电子起动装置，其特征在于所述直流电源电路(10)由三端稳压管U1、稳压管DW1、DW2和电阻R14组成；电阻R14联接在输入端子排(1)与三端稳压管U1的脚1之间，串联的稳压管DW1、DW2跨接在三端稳压管U1的脚1与脚2之间，三端稳压管U1的脚2接输入端子排(1)、脚3为直流电源电路(10)的输出端。
8.根据权利要求5所述的电子起动装置、其特征在于所述执行电路(9)中三极管V的集电极和发射极之间连接一个手动按钮AN。
专利摘要本实用新型涉及一种劈相机电子起动装置,其电路由二组光电隔离转换电路、一组采样电路、电压比较电路、执行电路、直流电源电路、延时驱动保护电路构成,具有瞬间过电压能力强、故障率低、工作可靠、工作寿命长的优点;尤其是其中的延时驱动保护电路和执行电路中连接的手动按钮,避免了执行电路不能正常工作时,劈相机起动电阻不能及时切除的情况,起到了三重保护作用。
文档编号B60L15/20GK2347810SQ9823106
公开日1999年11月10日 申请日期1998年7月15日 优先权日1998年7月15日
发明者张光群, 冯友群, 吴智 申请人:株洲电力机车厂