专利名称：固体继电器的脉冲选通控制模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种单片机或计算机直接控制固体继电器的脉冲选通控制模块。
背景技术：
现有继电器的控制方式，大都采用固定电压驱动方式，在继电器的控制端施加所需的控制电压后，继电器吸合，撤除控制电压后，继电器释放。对于磁保持继电器，其动作过程为在公共端与吸合端加动作电压(或电流)脉冲，继电器吸合并保持该状态，在公共端与释放端加动作电压(或电流)脉冲，继电器释放工保持该状态。
当用计算机或单片机控制继电器时，由计算机或单片机输出控制电平，经驱动电路控制继电器，由继电器控制执行单元的运行。其典型的控制电路结构如图1所示。
当计算机或单片机能正常行时，该电路能正常工作，但当计算机或单片面性机不能正常运行时，由于计算机或单片机的输出电平已无法改变，执行部件失控且持续工作于原有的工作状态。该方式存在主要如下缺陷1.该方式实际上是由程序(软件)控制，当计算机或单片机的硬件故障及程序“跑飞”或进入“死循环”不能正确返回时，计算机或单片机会造成输出端保持在“高”或“低”状态，不能对执行部件进行有效的控制，若执行部件此时处于运行状态，则有可能引起事故；2.计算机或单片机与继电器之间需加驱动电路。
发明内容
本实用新型所述固体继电器的脉冲选通控制模块，可以解决计算机或单片机失效时，可能产生的执行部件的失控问题。
本实用新型所述固体继电器的脉冲选通控制模块，它包括一个输入一定频率范围的脉冲群的控制信号输入端、一个处理输入信号的整形电路、一个对整形后的方波信号进行频率/电压变换电路、一个对超出频率范围的脉冲信号进行识别并产生开或关控制信号的幅度鉴别电路、一个开关控制信号驱动电路、一个隔离电路和开关控制输出端；所述开关控制输出端与直流负载或交流负载相连接。
如上所述的固体继电器的脉冲选通控制模块，其中的输入信号整形电路采用滤波及数字触发器或模拟单稳态电路。
如上所述的固体继电器的脉冲选通控制模块，其中的频率/电压变换电路采用阻、容有源微分和积分电路或V/F转换集成电路。
如上所述的固体继电器的脉冲选通控制模块，其中的幅度鉴别电路包括两个比较器电路和一个逻辑电路；所述驱动电路根据不同的逻辑电路，选择开集电极输出电路或射极跟随器输出电路。
如上所述的固体继电器的脉冲选通控制模块，其中隔离电路采用光电隔离或变压器隔离方式。
如上所述的固体继电器的脉冲选通控制模块，该控制模块和与其输出端连接的直流或交流固体继电器负载共同设置在一个壳体内，形成计算机或微处理器直接驱动的继电器。
本实用新型与传统的继电器相比，具有如下优点和积极效果1.可以有效避免计算机或单片机失效时，可能产生的执行部件失控现象，自动将执行部件的工作状态切换为安全状态2.将本模块与继电器固化为一体结构，形成无须驱动电路的固体继电器，由计算机或单片机直接驱动工作。
图1是传统的自动控制继电器电路结构框图；图2是本实用新型的模块组成电路结构框图；图3是本实用新型的幅度鉴别电路的一个具体电路原理实施例图；图4是本实用新型的幅度鉴别电路的另一个具体电路原理实施例图；图5是本实用新型的幅度鉴别电路的再一个具体电路原理实施例图；图6是本实用新型的幅度鉴别电路的第四个具体电路原理实施例图；图7是本实用新型的输入/输出频率控制特性示意图。
具体实施方式
本实用新型的各单元电路的组成及工作原理如下本模块的中心频率及导通带宽在图7的基础上，可根据用户要求作适当调整。图2中的电路单元包括输入信号整形、频率/电压变换、幅度鉴别电路、驱动电路、隔离电路和开关输出。
输入信号整形由于输入信号的频率和幅度差异较大，有可能超出频率/电压变换电路的允许范围，同时有可能带有一些毛刺，使频率/电压变换电路产生错误的输出，必须把输入信号加以整形，变成等幅度、无毛刺的方波。输入信号整形电路可采用滤波及数字触发器或模拟单稳态电路实现。
频率/电压变换电路把输入整形电路输出的方波信号经过R、C有源微分和积分电路变成一稳定的直流电压。频率/电压变换电路也可采用现有的V/F转换集成电路。
幅度鉴别电路包括两个比较器电路和一个逻辑“与非”电路，把频率/电压变换电路的输出经比较器比较，当频率/电压变换电路的输出高于参考电压或低于参考电压时，比较器输出高电平；当频率/电压变换电路的输出低于高参考电压或高于低参考电压时，比较器输出低电平，经逻辑“与非”后变成开关信号输出。
幅度鉴别电路，也可通过两个比较器电路和一个逻辑“与”电路，或两个比较器电路和一个逻辑“或”电路，或两个比较器电路和一个逻辑“或非”电路，两个比较器电路和“触发器”电路实现，但为了保证开关输出单元的逻辑状态，后续的驱动电路需作相应变化。
幅度鉴别电路，可以用如图3所示电路实现，也可以用如图4所示电路，如图5所示电路、如图6所示电路之一实现。在幅度鉴别电路中，比较器电路起到低频选通、高频选通和静态检测的作用。
驱动电路驱动电路采用OC输出电路(对应图3、图6电路)或射极跟随器输出电路(对应图4电路、图5电路)。
隔离电路隔离电路可采用光电隔离或变压器隔离方式。
开关输出对应于直流负载，可采用晶体管、场效应管或JGBT输出方式；对应于交流输出，可采用可控硅输出方式。
由计算机或单片机发出特定频率范围的脉冲群控制执行部件的动作。当输入脉冲的频率及幅度满足本实用新型的动作要求时，执行部件动作，当输入脉冲的频率及幅度不满足本实用新型的动作要求时，执行部件恢复。在计算机或单片机发出的控制脉冲满足本实用新型的动作要求时(说明计算机或单片机处于正常工作状态)，本实用新型能根据计算机的指令进行动作，当计算机或单片机发出的控制脉冲不满足本实用新型的动作要求时(说明计算机或单片机处于非正常工作状态)，本实用新型能自动将执行部件的工作状态切换为“安全状态”。
具体地说，输入端输入符合要求的频率范围的脉冲群时，继电器处于接通状态(对于常开型)或关断状态(对于常闭型)，当输入脉冲的频率不满足继电器的输入要求时，继电器处于关断状态(对常开型)或接通状态(对于常闭型)。
本实用新型可以是单独的控制模块(不含继电器)产品，也可以是与继电器固化于一体的脉冲选通固体继电器产品。
权利要求1.一种固体继电器的脉冲选通控制模块，其特征在于它包括一个输入一定频率范围的脉冲群的控制信号输入端、一个处理输入信号的整形电路、一个对整形后的方波信号进行频率/电压变换电路、一个对超出频率范围的脉冲信号进行识别并产生开或关控制信号的幅度鉴别电路、一个开关控制信号驱动电路、一个隔离电路和开关控制输出端；所述开关控制输出端与直流负载或交流负载相连接。
2.如权利要求1所述的固体继电器的脉冲选通控制模块，其特征在于其中的输入信号整形电路采用滤波及数字触发器或模拟单稳态电路。
3.如权利要求1所述的固体继电器的脉冲选通控制模块，其特征在于其中的频率/电压变换电路采用阻、容有源微分和积分电路或V/F转换集成电路。
4.如权利要求1所述的固体继电器的脉冲选通控制模块，其特征在于其中的幅度鉴别电路包括两个比较器电路和一个逻辑电路；所述驱动电路根据不同的逻辑电路，选择开集电极输出电路或射极跟随器输出电路。
5.如权利要求1所述的固体继电器的脉冲选通控制模块，其特征在于其中隔离电路采用光电隔离或变压器隔离方式。
6.如权利要求1所述的固体继电器的脉冲选通控制模块，其特征在于该控制模块和与其输出端连接的直流或交流固体继电器负载共同设置在一个壳体内，形成计算机或微处理器直接驱动的继电器。
专利摘要一种固体继电器的脉冲选通控制模块，它包括一个输入一定频率范围的脉冲群的控制信号输入端、一个处理输入信号的整形电路、一个对整形后的方波信号进行频率/电压变换电路、一个对超出频率范围的脉冲信号进行识别并产生开或关控制信号的幅度鉴别电路、一个开关控制信号驱动电路、一个隔离电路和开关控制输出端；所述开关控制输出端与直流负载或交流负载相连接。本实用新型可以有效避免计算机或单片机失效时，可能产生的执行部件失控现象，自动将执行部件的工作状态切换为安全状态。将本模块与继电器固化为一体结构，形成无须驱动电路的固体继电器，由计算机或单片机直接驱动工作。
文档编号G05B11/01GK2682570SQ20042000744
公开日2005年3月2日 申请日期2004年3月22日 优先权日2004年3月22日
发明者赵笃良, 董向一, 曾波, 林琳 申请人:北京市科通电子继电器总厂