一种可调静态晃电继电器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种可调静态晃电继电器，主要由输入整流电路（1）,储能电路（2）,启动电压检测及判断电路（３）,晃电电压设置电路（４）,晃电时间设置电路（５），继电器输出电路（６），晃电状态判断电路（7）组成。实现了交流和直流两种宽范围输入电压状态下，能精确设定继电器起动电压值，晃电电压值，允许晃电时间等；对于时间不超出预设的晃电时间内的频繁的电压跌落，本继电器用记录输入电压跌落至设定的晃电电压值的次数作为判断电网电压波动程度的依据。继电器的输出触点形式可多样化，扩展功能强。在连续生产中要求大量设备在工艺流程上不允许电动机跳闸停机，而供电电源波动又比较大的场合，本实用新型能有效地避免因短暂的断电或晃电而造成的经济损失、爆炸乃至人身安全。
【专利说明】—种可调静态晃电继电器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种可调静态晃电继电器，尤其涉及一种工作电压范围较宽、能精确设定起动电压值、晃电电压值及晃电时间值的继电器。
【背景技术】
[0002]“晃电”是指因雷击、短路或其他原因造成的电网短时电压波动或短时断电的现象。随着电网并网、环网的日益扩大，以及馈电变压器容量增大带来的配电回路的增多，电源瞬时失压即“晃电”的现象越来越频繁，其原因是相邻回路故障引起的电压波动几率增加了。由于现代化工矿企业生产装置的规模越来越大，晃电持续时间虽然比较短，但对生产的影响却十分巨大，瞬间的电压波动将造成数百台接触器、电动机跳闸、设备停机，电网电压恢复后电机不能自行恢复运行，导致连续生产过程紊乱，并有可能造成生产及设备事故。本继电器就是为了防止这种现象而设计的。
【发明内容】
[0003]针对上述发生的电网“晃电”现象，本实用新型提出了一种触头数量可大量扩展，启动电压、晃电电压、允许晃电的时间均可任意设定的宽范围输入的继电器，其输入信号可以是交流电，也可以是直流电。
[0004]本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的:
[0005]本实用新型所述的一种可调静态晃电继电器包括整流电路，储能电路，启动电压检测及判断电路，晃电电压设置电路，晃电时间设置电路，继电器输出电路，晃电状态判断电路。其特征在于:输入整流电路与储能电路串联；储能电路的输出分别与启动电压检测及判断电路、晃电电压设置电路串联；晃电电压设置电路和启动电压检测及判断电路组成逻辑判断电路输出晃电判断信号给晃电时间设置电路；晃电时间设置电路输出信号控制继电器输出电路中继电器的分合；晃电电压设置电路提供给晃电状态判断电路信号，由晃电状态判断电路记录电网电压跌落至晃电电压设置电路设定的电压值以下的次数。
[0006]上述的整流电路中，交流电通过保险丝、整流桥变成直流电；直流电通过保险丝、整流桥后依然为直流电，整流桥仅起导通作用，不起整流作用。
[0007]上述的储能电路中，由电阻，二极管给电解电容充电，当电网电压出现晃电时，电容存贮的能量通过二极管为后级电路提供持续的能量。
[0008]上述的启动电压检测及判断电路中，由电阻、用于指示工作状态的发光二极管、稳压二极管、通过调节其阻值来改变采集输入电压值的电位器、电容组成启动电压的采样电路，采样信号与基准电压源输出的基准电压同时输入比较器后，在比较器的输出端产生高电平或低电平信号，再通过由电阻，二极管组成的自锁电路持续保持输出信号。
[0009]上述的晃电电压设置电路中，由电阻、通过调节其阻值来改变采集输入电压值的电位器、电容组成晃电电压的米样电路，米样信号与基准电压源输出的基准电压同时输入比较器后，在比较器的输出端产生高电平或低电平信号，驱动三极管工作，三极管开通后将启动电压检测及判断电路中比较器同相端锁定的高电平拉至低电平，启动电压检测及判断电路中的运放输出端由高电平变成低电平，晃电时间设置电路开始计时。
[0010]上述的晃电时间设置电路中，⑶4098是一个可重复触发的单稳态触发器，其第5脚为下降沿触发模式，启动电压检测及判断电路中的运放输出端由高电平变成低电平，晃电时间设置电路开始计时并持续输出高电平。通过调节其阻值来改变晃电时间的电位器、电容组成晃电时间调节电路，在预设的晃电时间结束后，晃电时间设置电路输出侧由高电平变成低平，不再为后续电路提供能量，继电器释放。
[0011]上述的继电器输出电路由一个或多个密封继电器组成，输出端的触点数量为一组或多组，触点类型可以是多组常开形式，也可以是多组常闭形式，也可以是常开常闭混合形式，可根据需求扩展触点的数量。
[0012]上述的晃电状态判断电路中，⑶40161是一个计数器，记录在上电期间晃电电压设置电路输出端由低电平变成高电平的次数。⑶40161的第14、13、12、11脚分别对应记录了
1、2、4、8次电平转换后输出相对应的高电平，输出的高电平信号驱动隔离光耦供远端采集信号使用。
[0013]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0014](I)可调静态晃电继电器的供电方式可以是交流85-264V，也可以是直流100-370V，扩大了其供电范围。通过电源指示灯及动作指示灯明确指示了继电器的工作状态；
[0015](2)通过采用采样输入电压与内部精确基准电压源进行比较的方式，实现了精准控制继电器的启动及判断电压的跌落；
[0016]( 3 )晃电时间可在一定范围内任意设定，并且对于时间不超过预设的晃电时间的电压跌落，继电器的输出状态不发生改变，非常有效地避免了生产过程紊乱；
[0017](4)本设计通过记录电压跌落次数来有效判断对于电网电压频繁波动或跌落的严重程度，可供远端采集信号来决定是否切断电网电压，避免造成更严重的生产事故；
[0018](5)通过在继电器串联电路中选用不同或相同触头形式的一个或多个继电器，可实现多种转换形式和触点数量扩充的继电器输出。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0020]附图1是本实用新型的电路框架图。
[0021]附图2是本实用新型的电路原理图。
【具体实施方式】
[0022]如图1所示，本实用新型所述的输入整流电路与储能电路串联；储能电路的输出分别与启动电压检测及判断电路、晃电电压设置电路串联；晃电电压设置电路和启动电压检测及判断电路组成逻辑判断电路输出晃电判断信号给晃电时间设置电路；晃电时间设置电路输出信号控制继电器输出电路中继电器的分合状态；晃电电压设置电路提供给晃电状态判断电路信号，由晃电状态判断电路记录在上电时间里电网电压跌落至晃电电压设置电路设定的电压值以下的次数。
[0023]如图2所示，输入整流电路由保险丝F1、整流电桥BDl组成。输入电压经输入整流电路时，首先通过保险丝F1，该装置起到了保护后续电路的作用。如果输入电压为交流电时，整流电桥BDl起整流作用，输出直流信号。如果输入电压为直流电，整流电桥BDl仅起一个通路的作用，不会改变其输入电压。输入电压可以为交流85-264V，也可以是直流100-370V。
[0024]如图2所示，用于限制开机冲击电流的电阻R1，二极管D1，电容CE1，二极管D2、D3组成储能电路，当电网电压正常供电时，一方面通过二极管D2给后级电路供电，同时通过电阻R1，二极管Dl给电容CEl充电；当电网电压掉电或断电时，电容CEl通过二极管D3为后级电路供电。
[0025]如图2所示，电阻R4、用于指示工作状态的发光二极管LEDl、稳压二极管ZD2、电位器RP1、电阻R5、电容CE3共同组成启动电压检测及判断电路的采样电路，其中电位器RPl是一个阻值可调节的电位器，通过调节电位器RPl的阻值，采样电路就可采集到输入端输入的不同电压值信号。基准电压源IC3是一个精准型的基准电压源，电源通过电阻R3连接到IC3上，IC3可持续输出电压为2.5V的直流信号。将采样电路输出的信号输入比较器IClA的同相输入端，把基准电压2.5V接入比较器IClA的反相输入端，当采集的输入信号大于2.5V时，比较器IClA的输出端由低电平变为高电平，再通过二极管D4，电阻R6形成自锁电路，比较器IClA的输出端一直维持高电平输出，IClA输出端通过二极管D5给后续电路供电。启动电压值可以在交流120-264V，直流150-370V范围内任意设定。
[0026]如图2所示，电阻R7、电位器RP2、电阻R8、电容CE4组成晃电电压设置电路的采样电路，其中电位器RP2是一个阻值可调节电位器，通过调节电位器RP2的阻值，采样电路就可米集到输入端输入的不同电压值信号。将米样电路输出的信号输入比较器IClB的反相输入端，将基准电压2.5V接入比较器IClB的同相输入端，当采集的输入信号小于2.5V时，IClB的输出端由低电平变为高电平，三极管Ql导通，将IClA同向端的高电平拉至低电平致使IClA输出端变成低电平，二极管D5截止。
[0027]如图2所示，IClA输出端通过电阻R12与IC2A的第5脚相连，当IClA输出端变成低电平时，供电电源通过电位器RP3给电容Cl充电。通过调节RP3的阻值就可以调节电容Cl上的充电时间。在充电时间内，IClA第6脚持续输出高电平，通过二极管D6给后续电路供电。IClA是一个可重复触发的单稳态触发器⑶4098，在电容Cl充电未完毕之前，如果其第5脚再接收一个高电平转换成低电平的跃变脉冲，电容Cl将进行重新充电，ICl重新计时。CE5起开机加速清除缓存的作用。
[0028]如图2所示，经过二极管D5或二极管D6的高电平，通过电阻R13、R14，用于指示继电器动作状态的发光二极管LED2，稳压二极管ZD3给光电耦合器IC4供电。该电路通过光电耦合器IC4的通断控制继电器的通断，有效地避免了因继电器线圈存在差异，造成同批次产品的启动电压等参数不一致的弊端。选用不同电压等级或不同触点形式的继电器可实现多触头多种变换形式的继电器输出。电阻R15、R16起限制电流的作用。
[0029]如图2所示，IClB输出经电阻R10、R11分压后输入IC2B，IC2B是一个可重复触发的单稳态触发器CD4098，IClB输出高电平时，IC2B第10脚输出一定脉冲宽的高电平，脉冲宽度由Rll给电容C2充电的时间确定。IC3是计数器⑶40161，记录IC2B第10脚输出的脉冲个数，其第14、13、12、11脚分别对应记录了 1、2、4、8次脉冲，即记录了对应电压跌落的次数。拨码开关SI用以选择相应的次数驱动隔离光耦IC5供远端采集信号。
【权利要求】
1.一种可调静态晃电继电器，包括输入整流电路(I)、储能电路(2)、启动电压检测及判断电路(3)、晃电电压设置电路(4)、晃电时间设置电路(5)、继电器输出电路(6)、晃电状态判断电路(7)，其特征在于:输入整流电路(I)与储能电路(2)串联；储能电路(2)的输出分别与启动电压检测及判断电路(3 )、晃电电压设置电路(4 )串联；晃电电压设置电路(4 )和启动电压检测及判断电路(3 )组成逻辑判断电路输出晃电判断信号给晃电时间设置电路(5 );晃电时间设置电路(5 )输出信号控制继电器输出电路(6 )中继电器的分合状态；晃电电压设置电路(4 )提供给晃电状态判断电路(7)信号，由晃电状态判断电路(7)记录电网电压跌落至晃电电压设置电路(4 )设定的电压值以下的次数。
2.根据权利要求1所述的一种可调静态晃电继电器，其特征在于:输入工作电压范围是交流85-264V，或者是直流100-370V。
3.根据权利要求1所述的一种可调静态晃电继电器，其特征在于:储能电路(2)中，市电通过电阻(Rl)，二极管(Dl)对电解电容(CEl)进行充电，二极管(D2)，二极管(D3)用于隔离市电和电容储存电量。
4.根据权利要求1所述的一种可调静态晃电继电器，其特征在于:启动电压检测及判断电路(3)中，电网电压经过电阻(R2)降压，稳压二极管(ZDl)稳压，电解电容(CE2)滤波后产生供电电源；比较器(IClA)的反向输入端接电阻(R3)和精密基准电压源TL431(IC3)，获取2.5V精准电压；电阻(R4)、用于指示通电状态的发光二极管(LED1)、稳压二极管(ZD2 )、通过调节其阻值来改变采集输入电压值的电位器(RPI)、电阻(R5 )、电容(CE3 )组成启动电压的采样电路，送入比较器(IClA)的同向输入端，与反向输入端的2.5V进行比较；当采集的信号大于2.5V时，比较器输出高电平，驱动后级电路工作实现继电器的开启动作；比较器(IClA )的输出端通过二极管(D4)和电阻(R6)与同向端形成正反馈，以保持其输出端一直维持高电平，防止继电器在开启电压附近频繁吸合和断开。
5.根据权利要求1所述的一种可调静态晃电继电器，其特征在于:晃电电压设置电路(4 )中，电网电压经过电阻(R7)降压，通过调节其阻值来改变采集输入电压值的电位器(RP2)、电阻(R8)、电容(CE4)组成掉电电压的采样电路，送入比较器(IClB)的反向输入端，与其同向输入端的2.5V进行比较；当电网电压晃动时，比较器(IClB)的反向输入端采集的电压低于2.5V时，比较器(IClB)输出高电平驱动三极管(Ql)工作，将比较器(IClA)同向端的电平拉至低电平。
6.根据权利要求1和权利要求4所述的一种可调静态晃电继电器，其特征在于:晃电时间设置电路(5)中，比较器(IClA)的输出端进行高低电平转换时，连接在电源端的电位器(RP3)对电容(Cl)进行充放电，触发集成电路⑶4098 (IC2A)进行精确计时；计时期间，集成电路CD4098 (IC2A)的第6脚一直维持高电平输出，以维持继电器输出电路(6 )继续工作；通过改变电位器(RP3)阻值的大小可以改变计时时间的长短；电容(CE5)起上电加速清除缓存作用。
7.根据权利要求1、4和6所述的一种可调静态晃电继电器，其特征在于:电压检测及判断电路(3)中比较器(IClA)的输出端通过二极管(D5)，晃电时间设置电路(5)中集成电路CD4098 (IC2A)的第6脚通过二极管(D6)，两者共同通过电阻(R13)、电阻(R14)、用于指示继电器工作状态的发光二极管(LED2)和稳压二极管(ZD3)，为光电耦合器(IC4)提供持续电流，只要此电流一直得以维持，继电器(J1)、继电器(J2)就一直维持在工作状态；同时通过继电器(J1)、继电器(J2)的电流经过光电耦合器(IC3)为比较器(IC1A)、比较器(IC1B)、集成电路 CD4098 (IC2A)、集成电路 CD4098 (IC2B)、集成电路 CD40161 (IC6)提供持续工作电流；改变继电器(J1)、继电器(J2)串联或并联的个数、改变继电器(J1)、继电器(J2)的输出触点形式就能改变晃电继电器的输出触点形式及触点数量。
8.根据权利要求1和5所述的一种可调静态晃电继电器，其特征在于:比较器(IClB)的输出端由低电平变成高电平时，高电平输入集成电路CD4098 (IC2B)的12脚，输出端第9脚开始输出高电平，输出高电平的维持时间通过电阻(Rll)给电容(C2)充电时间来决定，为计数器(IC6)提供一个稳定可 靠的采集信号；IC6是4位可编程计数器CD40161，其14、.13、12、11分别是记录到1、2、4、8次晃电的输出端口，选择其中一个端口可作为判断电网电压晃电严重程度的依据，并将此信号输出给光电耦合器(IC5)供远端采集信号使用。
【文档编号】H01H47/00GK203859065SQ201420303758
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年6月10日 优先权日:2014年6月10日
【发明者】罗明富, 任志昊, 王成 申请人:成都欧安电气有限公司