一种新型的加速度过载继电器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种新型的加速度过载继电器，其保护电路的输入端与外部供电电源相连，保护电路的输出端经门限开关电路接稳压电路的输入端。稳压电路的输出端连接加速度敏感电路的电源端，加速度敏感电路的输出端连接低通滤波电路的输入端，低通滤波电路的输出端连接加速度判断及时间控制电路的输入端，加速度判断及时间控制电路的输出端与接口电路的输入端相连。输出单元包括继电器。接口电路的输出端连接继电器线圈，继电器的输出触点作为本加速度过载继电器的输出端。本实用新型能够在落水前规避一定时间内的有害加速度，在落水时能够识别落水加速度与振动干扰，并具备抗缓慢上电功能和高可靠的输出触点。
【专利说明】一种新型的加速度过载继电器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及继电器【技术领域】，具体涉及一种新型的加速度过载继电器。
【背景技术】
[0002]加速度过载继电器是继电器的触点状态受其敏感到的加速度控制，当加速度达到某一值时继电器触点动作(闭合或断开)的一种继电器。目前已知的加速度过载继电器有机械式过载继电器和电子式加速度继电器，这些加速度过载继电器的功能均为加速度达到某一值时，继电器触点动作。没有智能判断技术，不具备规避某些有害加速度和对落水冲击加速度与振动干扰的分辨能力。
[0003]此处的智能判断技术指的是加速度过载继电器同时判断加速度过载值和加速度过载的持续时间(简称过载时间)，只有当加速度过载值和过载时间均达到要求时才能使加速度过载继电器触点动作，且允许加速度达到过载值后出现短时低于过载值的情况，如要求加速度达到10g，过载时间达到20ms加速度过载继电器才动作，但在20ms的过载时间内允许出现少于2ms的非过载情况。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新型的加速度过载继电器，该加速度过载继电器能够在落水前规避一定时间内的有害加速度，在落水时能够识别落水加速度与振动干扰，并具备抗缓慢上电功能和高可靠的输出触点。
[0005]为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0006]一种新型的加速度过载继电器，主要由抗缓慢上电单元、加速度过载及时间控制单元、以及输出单元这三个单元组成。抗缓慢上电单元包括保护电路、门限开关电路和稳压电路。保护电路的输入端作为本加速度过载继电器的输入端，并与外部供电电源相连，保护电路的输出端连接门限开关电路的输入端，门限开关电路的输出端连接稳压电路的输入端。加速度过载及时间控制单元包括加速度敏感电路、低通滤波电路、加速度判断及时间控制电路和接口电路。稳压电路的输出端连接加速度敏感电路的电源端，加速度敏感电路的输出端连接低通滤波电路的输入端，低通滤波电路的输出端连接加速度判断及时间控制电路的输入端，加速度判断及时间控制电路的输出端与接口电路的输入端相连。输出单元包括继电器。接口电路的输出端连接继电器线圈，继电器的输出触点作为本加速度过载继电器的输出端。
[0007]上述方案中，所述保护电路包括防反二极管D1，保护二极管D2和限流电阻R1。所述门限开关电路包括开关三极管VI，稳压二极管D3和正反馈开关三极管V2。所述稳压电路包括三端稳压器Ul和滤波电容C2、C3。外部供电电源的正极连接防反二极管Dl的阳极，防反二极管Dl的阴极连接保护二极管D2的阴极，外部供电电源的负极经限流电阻Rl连接保护二极管D2的阳极。稳压二极管D3的阴极和开关三极管Vl的发射极共同连接保护二极管D2的阴极，稳压二极管D3的阳极和正反馈开关三极管V2的发射极共同连接保护二极管D2的阳极。开关三极管Vl的基极连接正反馈开关三极管V2的集电极，开关三极管Vl的集电极连接正反馈开关三极管V2的基极。滤波电容C2的两端分别连接在三端稳压器Ul的输入端正极和输入端负极上，滤波电容C3的两端分别连接在三端稳压器Ul的输出端正极和输出端负极上。三端稳压器Ul的输入端正极连接开关三极管Vl的集电极，三端稳压器Ul的输入端负极连接正反馈开关三极管V2的发射极。三端稳压器Ul的输入端正极连接开关三极管Vl的集电极，三端稳压器Ul的输出端连接加速度过载及时间控制单元的输入端。
[0008]上述方案中，所述加速度敏感电路包括加速度传感器U2。低通滤波电路包括运算放大器U4，滤波电容C5、C6和滤波电阻R6、R7。加速度判断及时间控制电路包括微控制器U6。接口电路包括场效应管Q1。加速度传感器U2的电源端正极连接三端稳压器Ul的输出端正极，加速度传感器U2的电源端负极连接三端稳压器Ul的输出端负极。加速度传感器U2的输出端经滤波电阻R6和滤波电阻R7后连接运算放大器U4的正向输入端，滤波电容C5的一端连接在滤波电阻R6和滤波电阻R7之间，滤波电容C5的另一端连接在运算放大器U4的反向输入端,滤波电容C6的一端连接在运算放大器U4的正向输入端,滤波电容C6的另一端连接加速度传感器U2的电源端负极，运算放大器U4的输出端连接运算放大器U4的反向输入端和微控制器的输入端。微控制器U6的输出端与场效应管Ql的栅极相连，场效应管Ql的源极连接微控制器U6的电源正极，场效应管Ql的漏极经继电器的线圈Kl与微控制器U6的电源负极相连。
[0009]为了提高低通滤波电路的滤波效果，所述低通滤波电路还进一步包括运算放大器仍、邪，滤波电容07、08和滤波电阻1?8、1?9。运算放大器U3的正向输入端连接加速度传感器U2的输出端，运算放大器U3的反向输入端连接运算放大器U3的输出端，运算放大器U3的输出端连接滤波电阻R6。运算放大器U4的输出端经滤波电阻R8和滤波电阻R9后连接运算放大器U5的正向输入端，滤波电容C7的一端连接在滤波电阻R8和滤波电阻R9之间，滤波电容C7的另一端连接在运算放大器U5的反向输入端，滤波电容C8的一端连接在运算放大器U5的正向输入端，滤波电容CS的另一端连接加速度传感器U2的电源端负极，运算放大器U5的输出端连接运算放大器U5的反向输入端和微控制器的输入端。
[0010]上述方案中，所述输出单元的继电器为固体继电器或电磁继电器。
[0011]上述方案中，所述输出单元的继电器的4组输出触点采用串并联冗余连接。
[0012]本实用新型所述的新型加速度过载继电器与机械式过载继电器和普通电子式加速度继电器相比，具有如下特点:
[0013]①具有抗缓慢上电功能，适用于恶劣的供电环境；
[0014]②具有加电后延时敏感加速度的功能，能够规避上电后一定时间内的有害加速度，使其适用于恶劣力学环境；
[0015]③具有低通滤波功能，能够将物体落水的落水冲击加速度与振动干扰进行分离，提高其对落水过程的判断准确度；
[0016]④具有智能判断功能，因此其安全性和容错性有较大提升；
[0017]⑤具有串并联冗余的输出触点，触点的工作可靠性及安全性很高。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为一种新型的加速度过载继电器的电路原理图。
【具体实施方式】
[0019]一种新型的加速度过载继电器，主要由抗缓慢上电单元、加速度过载及时间控制单元、以及输出单元这三个单元组成。抗缓慢上电单元包括保护电路、门限开关电路和稳压电路。保护电路的输入端作为本加速度过载继电器的输入端，并与外部供电电源相连，保护电路的输出端连接门限开关电路的输入端，门限开关电路的输出端连接稳压电路的输入端。加速度过载及时间控制单元包括加速度敏感电路、低通滤波电路、加速度判断及时间控制电路和接口电路。稳压电路的输出端连接加速度敏感电路的电源端，加速度敏感电路的输出端连接低通滤波电路的输入端，低通滤波电路的输出端连接加速度判断及时间控制电路的输入端，加速度判断及时间控制电路的输出端与接口电路的输入端相连。输出单元包括继电器。接口电路的输出端连接继电器线圈，继电器的输出触点作为本加速度过载继电器的输出端。参见图1。
[0020]所述保护电路包括防反二极管D1，保护二极管D2和限流电阻R1。所述门限开关电路包括开关三极管VI，稳压二极管D3，正反馈开关三极管V2，电阻R2-R5和电容Cl。所述稳压电路包括三端稳压器Ul和滤波电容C2、C3。外部供电电源的正极连接防反二极管Dl的阳极，防反二极管Dl的阴极连接保护二极管D2的阴极，外部供电电源的负极经限流电阻Rl连接保护二极管D2的阳极。稳压二极管D3的阴极经电阻R2和R3连接保护二极管D2的阴极。电容Cl的两端分别连接在开关三极管Vl的发射极和基极上。开关三极管Vl的发射极连接保护二极管D2的阴极。稳压二极管D3的阳极和正反馈开关三极管V2的发射极共同连接保护二极管D2的阳极。开关三极管Vl的基极经电阻R4连接正反馈开关三极管V2的集电极，开关三极管Vl的集电极经电阻R5连接正反馈开关三极管V2的基极。滤波电容C2的两端分别连接在三端稳压器Ul的输入端正极和输入端负极上，滤波电容C3的两端分别连接在三端稳压器Ul的输出端正极和输出端负极上。三端稳压器Ul的输入端正极连接开关三极管Vl的集电极，三端稳压器Ul的输入端负极连接正反馈开关三极管V2的发射极。三端稳压器Ul的输入端正极连接开关三极管Vl的集电极，三端稳压器Ul的输出端连接加速度过载及时间控制单元的输入端。
[0021 ] 所述加速度敏感电路包括滤波电容C4和加速度传感器U2。低通滤波电路包括运算放大器U3-U5，滤波电容C5-C8和滤波电阻R6-R9。加速度判断及时间控制电路包括微控制器U6，晶体振荡器G1，电容C9、C10，电容C11，和电阻R10。接口电路包括场效应管Ql和电阻R11、R12。加速度传感器U2的电源端正极连接三端稳压器Ul的输出端正极，加速度传感器U2的电源端负极连接三端稳压器Ul的输出端负极。滤波电容C4的两端分别连接在加速度传感器U2的电源端正极和电源端负极上。运算放大器U3的正向输入端连接加速度传感器U2的输出端，运算放大器U3的反向输入端连接运算放大器U3的输出端，运算放大器U3的输出端经滤波电阻R6和R7连接运算放大器U4的正向输入端。滤波电容C5的一端连接在滤波电阻R6和滤波电阻R7之间，滤波电容C5的另一端连接在运算放大器U4的反向输入端；滤波电容C6的一端连接在运算放大器U4的正向输入端,滤波电容C6的另一端连接加速度传感器U2的电源端负极；运算放大器U4的输出端连接运算放大器U4的反向输入端。运算放大器U4的输出端经滤波电阻R8和滤波电阻R9后连接运算放大器U5的正向输入端；滤波电容C7的一端连接在滤波电阻R8和滤波电阻R9之间，滤波电容C7的另一端连接在运算放大器U5的反向输入端；滤波电容C8的一端连接在运算放大器U5的正向输入端，滤波电容CS的另一端连接加速度传感器U2的电源端负极；运算放大器U5的输出端连接运算放大器U5的反向输入端和微控制器的输入端。晶体振荡器Gl的两端连接在微控制器U6的2个振荡端上，晶体振荡器Gl的一端经电容C9与加速度传感器U2的电源端负极相连，晶体振荡器Gl的另一端经电容ClO与加速度传感器U2的电源端负极相连。微控制器U6的电源端正极连接加速度传感器U2的电源端正极，微控制器U6的电源端负极连接加速度传感器U2的电源端负极。微控制器U6的复位端经电容Cll连接微控制器U6的电源端正极，微控制器U6的复位端经电阻RlO连接微控制器U6的电源端负极。微控制器U6的输出端经电阻Rll连接场效应管Ql的栅极，场效应管Ql的源极连接微控制器U6的电源正极，场效应管Ql的漏极经继电器的线圈Kl与微控制器U6的电源负极相连。电阻R12的一端连接在场效应管Ql的源极上，电阻R12的另一端连接在场效应管Ql的栅极上。
[0022]所述输出单元的继电器为固体继电器或电磁继电器。输出单元的继电器的4组输出触点采用串并联冗余连接方式。
[0023]本新型加速度过载继电器的抗缓慢上电单元、加速度过载及时间控制单元和输出触点依次连接，由抗缓慢上电单元对外部供电的波形特征进行调整和稳压，在缓慢上电期间保护加速度过载及时间控制单元不会异常工作，并起到过压保护作用，调整抗缓慢上电单元的稳压二极管参数可以调整抗缓慢上电的电压范围。加速度过载及时间控制单元通过加速度传感器敏感加速度，加速度传感器将加速度信号转换为电信号后由低通滤波电路进行滤波，滤除信号中的振动干扰，实现落水冲击加速度与振动干扰的分辨功能。低通滤波电路滤波后的信号送到微控制器的输入端口，微控制器通过软件编程具有延时和智能判断能力，微控制器在延时期间不处理上述低通滤波电路输出的信号，实现规避有害加速度的功能，只有在延时结束后才运用智能判断算法判断低通滤波电路输出的信号，实现加速度过载值和过载时间的判断功能。当加速度满足过载值和过载时间的要求时，微控制器通过输出端口将控制信号输出到接口电路，接口电路起到缓冲作用，即微控制器通过接口电路控制固体继电器，实现新型加速度过载继电器的触点控制。固体继电器的触点采用串并联冗余连接方式，以提高触点的工作可靠性和安全性。
【权利要求】
1.一种新型的加速度过载继电器，其特征在于:主要由抗缓慢上电单元、加速度过载及时间控制单元、以及输出单元这三个单元组成；其中 抗缓慢上电单元包括保护电路、门限开关电路和稳压电路；保护电路的输入端作为本加速度过载继电器的输入端，并与外部供电电源相连，保护电路的输出端连接门限开关电路的输入端，门限开关电路的输出端连接稳压电路的输入端； 加速度过载及时间控制单元包括加速度敏感电路、低通滤波电路、加速度判断及时间控制电路和接口电路；稳压电路的输出端连接加速度敏感电路的电源端，加速度敏感电路的输出端连接低通滤波电路的输入端，低通滤波电路的输出端连接加速度判断及时间控制电路的输入端，加速度判断及时间控制电路的输出端与接口电路的输入端相连； 输出单元包括继电器；接口电路的输出端连接继电器线圈，继电器的输出触点作为本加速度过载继电器的输出端。
2.根据权利要求1所述的一种新型的加速度过载继电器，其特征在于:所述保护电路包括防反二极管D1，保护二极管D2和限流电阻Rl ;所述门限开关电路包括开关三极管VI，稳压二极管D3和正反馈开关三极管V2 ;所述稳压电路包括三端稳压器Ul和滤波电容C2、C3 ； 外部供电电源的正极连接防反二极管Dl的阳极，防反二极管Dl的阴极连接保护二极管D2的阴极，外部供电电源的负极经限流电阻Rl连接保护二极管D2的阳极； 稳压二极管D3的阴极和开关三极管Vl的发射极共同连接保护二极管D2的阴极，稳压二极管D3的阳极和正反馈开关三极管V2的发射极共同连接保护二极管D2的阳极；开关三极管Vl的基极连接正反馈开关三极管V2的集电极，开关三极管Vl的集电极连接正反馈开关二极管V2的基极； 滤波电容C2的两端分别连接在三端稳压器Ul的输入端正极和输入端负极上，滤波电容C3的两端分别连接在三端稳压器Ul的输出端正极和输出端负极上；三端稳压器Ul的输入端正极连接开关三极管Vl的集电极，三端稳压器Ul的输入端负极连接正反馈开关三极管V2的发射极；三端稳压器Ul的输入端正极连接开关三极管Vl的集电极，三端稳压器Ul的输出端连接加速度过载及时间控制单元的输入端。
3.根据权利要求2所述的一种新型的加速度过载继电器，其特征在于:所述加速度敏感电路包括加速度传感器U2 ;低通滤波电路包括运算放大器U4，滤波电容C5、C6和滤波电阻R6、R7 ;加速度判断及时间控制电路包括微控制器U6 ;接口电路包括场效应管Ql ； 加速度传感器U2的电源端正极连接三端稳压器Ul的输出端正极，加速度传感器U2的电源端负极连接三端稳压器Ul的输出端负极； 加速度传感器U2的输出端经滤波电阻R6和滤波电阻R7后连接运算放大器U4的正向输入端，滤波电容C5的一端连接在滤波电阻R6和滤波电阻R7之间,滤波电容C5的另一端连接在运算放大器U4的反向输入端，滤波电容C6的一端连接在运算放大器U4的正向输入端，滤波电容C6的另一端连接加速度传感器U2的电源端负极，运算放大器U4的输出端连接运算放大器U4的反向输入端和微控制器的输入端； 微控制器U6的输出端与场效应管Ql的栅极相连，场效应管Ql的源极连接微控制器U6的电源正极，场效应管Ql的漏极经继电器的线圈Kl与微控制器U6的电源负极相连。
4.根据权利要求3所述的一种新型的加速度过载继电器，其特征在于:所述低通滤波电路还进一步包括运算放大器U3、U5，滤波电容C7、C8和滤波电阻R8、R9 ； 运算放大器U3的正向输入端连接加速度传感器U2的输出端，运算放大器U3的反向输入端连接运算放大器U3的输出端，运算放大器U3的输出端连接滤波电阻R6 ； 运算放大器U4的输出端经滤波电阻R8和滤波电阻R9后连接运算放大器U5的正向输入端，滤波电容C7的一端连接在滤波电阻R8和滤波电阻R9之间，滤波电容C7的另一端连接在运算放大器U5的反向输入端，滤波电容C8的一端连接在运算放大器U5的正向输入端，滤波电容CS的另一端连接加速度传感器U2的电源端负极，运算放大器U5的输出端连接运算放大器U5的反向输入端和微控制器的输入端。
5.根据权利要求1所述的一种新型的加速度过载继电器，其特征在于:所述输出单元的继电器为固体继电器或电磁继电器。
6.根据权利要求1或5所述的一种新型的加速度过载继电器，其特征在于:所述输出单元的继电器的4组输出触点采用串并联冗余连接。
【文档编号】H01H47/00GK203941864SQ201420278430
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2014年5月28日
【发明者】孙嘉隆, 蒋端林, 何流军, 蒋志军 申请人:桂林航天电子有限公司