一种用于检测直流继电器线圈并联二极管的装置及其方法与流程

本发明涉及继电器检测技术领域，特别是涉及一种用于检测直流继电器线圈并联二极管的装置及其方法。

背景技术：

继电器是当输入量达到规定条件时，其一个或多个输出量产生预定跃变的元器件。对于电磁继电器，可简单理解为：在输入端施加规定的电信号，其输出端接通或断开被控制电路的一种开关。

由于继电器的线圈是感性负载，当断开继电器线圈回路时，储存在线圈中的能量会在开关两侧产生过电压。该过电压的峰值甚至可以达到数KV，并且关断速度越快，过电压越高，如果控制线圈回路的半导体元件的耐压不足够高，将极有可能被击穿失效。该反峰电压沿电源线传导，还会造成严重的电磁骚扰。

为了解决上述由于继电器线圈所产生的问题，现有技术通常是在继电器线圈并联二极管(如图1所示)，当继电器线圈失电瞬间，线圈两端就会产生一个自感高电压，会危及电子线路一些元件的安全，由于继电器线圈并联二极管，感应电流就会从二极管流过消耗掉。

但是，在继电器线圈并联二极管时，要注意继电器引脚方向，当并联二极管连接正确时(如图2所示)，电路可以正常工作，当并联二极管连接反向时(如图3所示)，会造成电路不能正常工作，而且会使二极管D，三极管Q1击穿。因而，在继电器线圈并联二极管后，就需要对继电器线圈并联二极管进行检测。

现有技术中，对二极管的检测通常采用万用表即可，利用万用表进行二极管测试：开路电压2V，短路电流＜0.6mA，市面上大部分的短路电流大致分布在0.4～0.5mA；二极管管压降：硅管0.7V，锗管为0.3V。因此，如果用万用表来测试单纯二极管，检测手段足够。但是，当二极管并联到继电器线圈后，线圈的电阻大小，直接影响测试结果，当短路电流为0.4mA，线圈电阻＜1.7kΩ，万用表测试就会无法辨别二极管正反向，当短路电流为0.5mA，线圈电阻＜1.4kΩ，万用表测试同样会无法辨别二极管正反向，当短路电流为0.6mA，线圈电阻＜1.1kΩ，万用表测试也是会无法辨别二极管正反向。目前，现有继电器的线圈电阻值范围大约在2～50000Ω，因此，采用上述检测方式无法准确检测出继电器线圈并联二极管的情况。对于线圈电阻＞2KΩ来说，即使能测试，也需要人工来判断正方向，需要正向测试一次，反向测试一次，测试过程需要读取万用表的测量数值，≤0.7V，判断为正向，反之，判断为反向，这种检测方式测试速度慢，而且人工会产生疲劳，造成误判。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种用于检测直流继电器线圈并联二极管的装置及其方法，通过该装置及其方法能够自动快速地判别出继电器线圈并联二极管的状态(并联正确、并联反向、短路或漏并联等)，具有测试速度快，测试准确的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于检测直流继电器线圈并联二极管的装置，包括电源、第一电阻、主控单元、驱动电路、切换继电器和跟随器；所述电源的正极通过第一电阻后连接切换继电器的第一引入端，所述电源的负极直接连接切换继电器的第二引入端，继电器线圈并联二极管连接在切换继电器的引出端之间；所述跟随器的输入接至第一电阻与切换继电器的第一引入端之间的采样点处，跟随器的输出接至主控单元的输入，主控单元的输出接至驱动电路的输入，驱动电路的输出接至切换继电器的线圈。

所述跟随器的输入与所述采样点之间还连接一第二电阻。

所述的驱动电路包括第三电阻和第一三极管，所述切换继电器的线圈的正极引脚连接至电路中的预置正电位，切换继电器的线圈的负极引脚接至第一三极管的集电极，第一三极管的发射极接地，第一三极管的基极连接第三电阻的一端，第三电阻的另一端接至主控单元的输出。

所述第一三极管为NPN型三极管。

所述切换继电器的线圈还并联一第一二极管，所述第一二极管的负极连接切换继电器的线圈的正极引脚，第一二极的正极连接切换继电器的线圈的负极引脚。

所述切换继电器的引出端包括第一引出端、第二引出端、第三引出端和第四引出端，所述切换继电器的第一引入端切换连接在第一引出端与第二引出端之间，切换继电器的第二引入端切换连接在第三引出端与第四引出端之间，第一引出端与第四引出端相接后连接继电器线圈并联二极管中的待测继电器线圈的第一引脚，第二引出端与第三引出端相接后连接继电器线圈并联二极管中的待测继电器线圈的第二引脚。

一种用于检测直流继电器线圈并联二极管的方法，是采用由电源、第一电阻、主控单元、驱动电路、切换继电器和跟随器所组成的测试装置对继电器线圈并联二极管进行检测；其包括如下步骤：

主控单元输出低电平，切换继电器不工作，电源通过切换继电器后向继电器线圈并联二极管输出正向电压；

主控单元通过跟随器第一次采集采样点的电位，并对该第一次采集的电位数值进行判断，当该第一次采集的电位数值基本为零时，判断并联二极管为击穿状态，结束测试，当该第一次采集的电位数值不为零时，继续下一步骤；

主控单元输出高电平，切换继电器工作，电源通过切换继电器后向继电器线圈并联二极管输出反向电压；

主控单元通过跟随器第二次采集采样点的电位，并将第一次采集的电位数值和第二次采集的电位数值分别与预置的电压阈值进行判断，并且根据预置的条件确定并联二极管的状态。

所述将第一次采集的电位数值和第二次采集的电位数值分别与预置的电压阈值进行判断，并且根据预置的条件确定并联二极管的状态，为：

当第一次采集的电位数值大于预置的电压阈值，而第二次采集的电位数值小于等于预置的电压阈值时，判断并联二极管为并联正确；

当第一次采集的电位数值小于等于预置的电压阈值，而第二次采集的电位数值大于预置的电压阈值时，判断并联二极管为并联反向；

第一次采集的电位数值大于预置的电压阈值，而第二次采集的电位数值也大于预置的电压阈值时，判断并联二极管为漏并联。

所述预置的电压阈值为并联二极管的管压降。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

本发明由于采用了电源、第一电阻、主控单元、驱动电路、切换继电器和跟随器来构成用于检测直流继电器线圈并联二极管的装置，且电源的正极通过第一电阻后连接切换继电器的第一引入端，所述电源的负极直接连接切换继电器的第二引入端，继电器线圈并联二极管连接在切换继电器的引出端之间；所述跟随器的输入接至第一电阻与切换继电器的第一引入端之间的采样点处，跟随器的输出接至主控单元的输入，主控单元的输出接至驱动电路的输入，驱动电路的输出接至切换继电器的线圈。本发明通过该装置能够自动快速地判别出继电器线圈并联二极管的状态(并联正确、并联反向、短路或漏并联等)，具有测试速度快，测试准确的特点。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种用于检测直流继电器线圈并联二极管的装置及其方法不局限于实施例。

附图说明

图1是现有技术的继电器线圈并联二极管的原理图；

图2是现有技术的继电器线圈并联二极管方向正确的示意图；

图3是现有技术的继电器线圈并联二极管方向反向的示意图；

图4是实施例本发明的装置的原理框图；

图5是实施例本发明的装置与继电器线圈并联二极管相连接(正向连接)的电路图；

图6是实施例本发明的装置与继电器线圈并联二极管相连接(反向连接)的电路图。

具体实施方式

实施例

参见图4所示，本发明的一种用于检测直流继电器线圈并联二极管的装置，包括电源1、第一电阻2、主控单元3、驱动电路4、切换继电器5和跟随器6；所述电源1的正极通过第一电阻2后连接切换继电器5的第一引入端，所述电源1的负极直接连接切换继电器5的第二引入端，继电器线圈并联二极管7连接在切换继电器5的引出端之间；所述跟随器6的输入接至第一电阻2与切换继电器5的第一引入端之间的采样点处，跟随器6的输出接至主控单元3的输入，主控单元3的输出接至驱动电路4的输入，驱动电路4的输出接至切换继电器5的线圈。

参见图5所示，本发明的一种用于检测直流继电器线圈并联二极管的装置，电源E的正极通过第一电阻R1后连接切换继电器5的第一引入端即第③脚，电源E的负极直接连接切换继电器5的第二引入端即第⑥脚。

跟随器6的输入接至第一电阻R1与切换继电器5的第一引入端即第③脚之间的采样点A处。

跟随器6的输入与所述采样点A之间还连接一第二电阻R2。

主控单元采用MCU，主控单元MCU自带AD。

驱动电路4包括第三电阻R3和第一三极管Q1，切换继电器5的线圈JM的正极引脚连接至电路中的预置正电位(本实施例为+5V)，切换继电器的线圈JM的负极引脚接至第一三极管Q1的集电极，第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的基极连接第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端接至主控单元即MCU的输出；主控单元即MCU自带AD。

第一三极管Q1为NPN型三极管。

切换继电器5的线圈JM还并联一第一二极管D1，所述第一二极管D1的负极连接切换继电器的线圈JM的正极引脚，第一二极管Q1的正极连接切换继电器5的线圈JM的负极引脚。

切换继电器5的引出端包括第一引出端即第④脚、第二引出端即第⑤脚、第三引出端即第⑦脚和第四引出端即第⑧脚，所述切换继电器的第一引入端即第③脚切换连接在第一引出端即第④脚与第二引出端即第⑤脚之间，切换继电器的第二引入端即第⑥脚切换连接在第三引出端即第⑦脚与第四引出端即第⑧脚之间，第一引出端即第③脚与第四引出端即第⑧脚相接后连接继电器线圈并联二极管中的待测继电器线圈的第一引脚即第①脚，第二引出端即第⑤脚与第三引出端即第⑦脚相接后连接继电器线圈并联二极管中的待测继电器线圈的第二引脚即第②脚。

参见图4、图5所示，本发明的一种用于检测直流继电器线圈并联二极管的方法，是采用由电源E、第一电阻R1、主控单元MCU、驱动电路4、切换继电器5和跟随器6所组成的测试装置对继电器线圈并联二极管7进行检测；其包括如下步骤：

主控单元MCU输出低电平，切换继电器5不工作，电源E通过切换继电器5后向继电器线圈并联二极管7输出正向电压；

主控单元MCU通过跟随器6第一次采集采样点的电位，并对该第一次采集的电位数值进行判断，当该第一次采集的电位数值基本为零时，判断并联二极管为击穿状态，结束测试，当该第一次采集的电位数值不为零时，继续下一步骤；

主控单元MCU输出高电平，切换继电器5工作，电源E通过切换继电器5后向继电器线圈并联二极管7输出反向电压；

主控单元MCU通过跟随器6第二次采集采样点的电位，并将第一次采集的电位数值和第二次采集的电位数值分别与预置的电压阈值进行判断，并且根据预置的条件确定并联二极管的状态。

所述将第一次采集的电位数值和第二次采集的电位数值分别与预置的电压阈值进行判断，并且根据预置的条件确定并联二极管的状态，为：

当第一次采集的电位数值大于预置的电压阈值，而第二次采集的电位数值小于等于预置的电压阈值时，判断并联二极管为并联正确；

当第一次采集的电位数值小于等于预置的电压阈值，而第二次采集的电位数值大于预置的电压阈值时，判断并联二极管为并联反向；

第一次采集的电位数值大于预置的电压阈值，而第二次采集的电位数值也大于预置的电压阈值时，判断并联二极管为漏并联。

所述预置的电压阈值为并联二极管的管压降。

假定继电器的线圈电阻为2Ω时，并联二极管压降为0.7V，因此，待测继电器线圈电阻为Rj，测试回路电流为△I；

R1的选择，E/(R1+Rj)*Rj＝△V，二极管反向时，必须保证△V＞0.7V，假设E为DC6V，Rj取2Ω，那么△I＝0.7V/2Ω＝0.35A，△I*Rj+△I*R1＝E；

由公式计算出，R1约为13Ω。

公式不变，测试过程中，当E变化时，只要调整合适的R1，然后再通过MCU的AD读出具体数值△U，通过该数值，进行自动识别方向，可以判断并联二极管的四种状态：并联正确，并联反向，短路(二极管击穿)，漏并联。

当二极管击穿时，不管正向或方向，△U读到的基本为0V；

当二极管为正向时，△U读到的电压为二极管导通电压，硅管0.7V，锗管为0.3V；

当二极管为反向时，△U读到的电压为Rj上的电压；

当二极管漏并时，△U读到的电压均＞0.7V；

测试过程中，只要设置△U的上下限，就可以判断继电器并联二极管的方向、二极管有无漏并、二极管有无击穿。测试速度快，而且准确。

如图5所示，当主控单元MCU输出低电平时，切换继电器5不工作，电流流向为：E+→R1→第③脚→第④脚→待测继电器第①脚→待测继电器第②脚→第⑦脚→第⑥脚→E-；在继电器线圈并联二极管中，并联二极管不导通，A点的电位为待测继电器的线圈的压降，因而第一次采集的电位数值大于并联二极管的管压降，即＞0.7V；当主控单元MCU输出高电平时，切换继电器5工作，电流流向为：E+→R1→第③脚→第⑤脚→待测继电器第②脚→待测继电器第①脚→第⑧脚→第⑥脚→E-；在继电器线圈并联二极管中，并联二极管导通，A点的电位为并联二极管的管压降，因而第二次采集的电位数值小于等于并联二极管的管压降，即＞0V，≤0.7V。

如图6所示，在并联二极管接反时，主控单元MCU输出低电平时，切换继电器5不工作，电流流向为：E+→R1→第③脚→第④脚→待测继电器第①脚→待测继电器第②脚→第⑦脚→第⑥脚→E-；在继电器线圈并联二极管中，并联二极管导通，A点的电位为并联二极管的管压降，因而第一次采集的电位数值小于等于并联二极管的管压降，即＞0V，≤0.7V；当主控单元MCU输出高电平时，切换继电器5工作，电流流向为：E+→R1→第③脚→第⑤脚→待测继电器第②脚→待测继电器第①脚→第⑧脚→第⑥脚→E-；在继电器线圈并联二极管中，并联二极管不导通，A点的电位为待测继电器的线圈的压降，因而第二次采集的电位数值大于并联二极管的管压降，即＞0.7V。

本发明的一种用于检测直流继电器线圈并联二极管的装置及其方法，采用了电源1、第一电阻2、主控单元3、驱动电路4、切换继电器5和跟随器6来构成用于检测直流继电器线圈并联二极管的装置，且电源1的正极通过第一电阻2后连接切换继电器5的第一引入端，所述电源1的负极直接连接切换继电器5的第二引入端，继电器线圈并联二极管7连接在切换继电器5的引出端之间；所述跟随器6的输入接至第一电阻2与切换继电器5的第一引入端之间的采样点A处，跟随器6的输出接至主控单元3的输入，主控单元3的输出接至驱动电路4的输入，驱动电路4的输出接至切换继电器5的线圈。本发明通过该装置能够自动快速地判别出继电器线圈并联二极管的状态(并联正确、并联反向、短路或漏并联等)，具有测试速度快，测试准确的特点。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。