专利名称：电子直流电流保护继电器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电流继电器，更具体地说，是一种电子直流电流保护继电器。
目前，市场上出售的普通直流电流继电器，是由串联在直流回路里的感应线圈、磁轭、固定在磁轭上的圆柱形铁芯及平板衔铁组成，一般为棱角转动拍合式，在磁系统上部有一反力弹簧，用以调节继电器的吸合和释放值，在这种电流继电器中，存在如下缺点1、继电器线圈必须单独串在回路里，当电流为几百安倍以上时，安装很不方便。
2、由于电流直接流过线圈，因此，对应不同的电流等级(大小)，需要有几十种不同规格型号，因此给使用和备件造成困难和不方便。
3、现有的继电器要精确地整定其动作值，就必须备有大电流发生器，特别是电流大于几百安倍以上时，大多数企业无法对其整定。
4、继电器的动作值和返回值范围小，不能够任意调节，满足不了实际的需要。
本实用新型的目的是为克服上述缺点，提供一种继电器。使其达到统一规格型号，安装整定方便，上、下限可任意设定。
本实用新型是通过下述方案实现的，首先设计一个隔离稳压电源，提供±12V～±18V的直流工作电压，供电子电路工作，再设计一个检测器，比较放大器、输出单元。整机分为外壳结构和电源部分及工作控制部分。
本实用新型是通过检测直流电路中串联的电流分流器上的毫伏电压信号(0～75mV)，经放大再与所设定值进行比较，输出经功率放大后，推动继电器动作，完成电流的上限或下限的保护。
以下结合附图来进一步说明本实用新型。
图1是本实用新型的电子直流电流保护继电器的外观图。
图2是本实用新型测试接线图。
图3是本实用新型电子直流电流保护继电器的电源部分电路图。
图4是本实用新型电子直流电流保护继电器的控制检测部分电路图。
在图1中，外壳5，上限设定旋钮3，下限设定旋钮4，底座6，接线端7(排列有A、B……G 7个接线端)，安装孔8，电源指示灯1，试验按钮2组成本实用新型的直流电流保护继电器，采用插拨式结构，可随意更换。
图2所示本实用新型的测试接线图。图中分流器R串在回路中，本实用新型是在分流器R上接出D、C两个端子，以间接测量电路中的电流。
在图3中，是为本继电器设计的隔离电源为适应工厂的需求，本设计采用了直流220V作为电路的电源(接A、B端)，如果采用交流220V，经变压器降压后，经整流、滤波作为电路的电源，则是很经济的。
在电路中，三级管Q1，与变压器T，组成自激高频振荡器，采用所给定的参数，振荡频率为28KHZ，R1是一限流电阻，R2给Q1提供一微小的基极偏流，使Q1导通。Q1导通时，集电极电流流过变压器绕组N1产生感应电势的极性同名端为正，此时N2回路中，因二极管D1承受反压而截止，在反馈绕组N3中产生感应电势V3，使基极电流进一步增大，(变压器同名端的接法如图3中所示)，由于强烈的正反馈作用，使Q1中的Ic雪崩式上升，Q1迅速到达饱和导通。与此同时，C1也充电建立反向偏压，经过一段时间后，Ic达到最大值，于是变压器铁芯中的磁通φ不再增加。N3上的V3电势很快下降到零，集电极电流开始减小，此时反馈绕组N3的感应电势V3改变极性，使Q1基极——发射极反向偏压，Q1迅速由导通变为截止，C1放电，并维持Q1的截止时间。在Q1由导通变为截止的瞬间，变压器绕组中将产生很高的电压，当N2绕组的电压高于电源电压时，使D1导通，变压器内的能量被授回电源。由于N1＝N2，因此，N2的作用将Q1的Ce结电压限制在2倍电源电压。变压器T1的输出电压，经D2～D5整流C2、C4滤波，Q2、Q3稳压，再由C3、C5滤波，在输出端可得到纹波系数＜1％的电压。D0为发光二极管，作电源指示。R0与D0匹配，R0数值由D0的电流来确定。
图3中各元件参数为变压器T、磁罐2616F1D。
N1N2为φ0.1高强度漆包线双线并绕150T(匝)。
N3为φ0.1高强度漆包线绕50T。
N4为φ0.1高强度漆包线线绕70T带中间抽头。
C1为金属膜电容4n7。
R13.5～3.9K 10W以上，R2 49－270K D11N4007D2～D51N4001 C2C32μf 50V C4、C52μ16VQ1A1156K01(NEC) Q2MC78L15CP Q3MC79L15CP在图4中，由电阻R3～R6、C6、C7及运算放大器A，组成——差分放大器，放大倍数为100倍，W1为一调零电位器，R3为防止输入端悬空，R4、R5、R6组成一低通滤波器，以适应硅整流系统的需要，同时抑制高频干扰。
C、D端跨接在直流回路中的分流器R两端，D端接正，C端接负，以检测分流器R上的毫伏级电压信号。
A2、A3组成上、下限设定比较器，W2用于下限值设定，W3用于上限设定，即返回值和动作值。当C、D端输入为OV电压时，A1输出为OV，下限设定电位器W2的设定电压VW2经D6加到A2的同相输入端，使A2输出为＋14.3V电压，输出电压使Q4截止，继电器RL释放，同时为上限设定电位器W3提供一正设定电源，W3的设定值VW3经回转器A3二级管D7加到A2的同相端。在一般情况下，Vw3＞Vw2，此时D6承受反向电压而截止。下限设定被取消——只保留上限设定值即过流整定值。
如果A1的输入电压V1N加大，则A1的输出VAlout加大，当VAlout＞VW3时，A2翻转输出为－14.3V电压，Q4导通，继电器RL吸合。使回路跳闸或发信号，起到保护作用。同时A2为W3提供一负电源，VW3为负，使A3的输出为负电压，被D7阻断，因此取消了上限设定。下限设定VW2通过D6再次加入到A2同相端，即引入了返回设定值。如果此时VAlout因V1N减小，当VAlout＜VW2时，A2翻转， 输出为＋14.3V电压，Q4截止，继电器RL释放，上限设定通过W3、A3、D7再次引入到A2的同相端，如此，周而复始地工作。
D8为继电器RL的放电二级管，以保护Q4免受高压冲击，Z1保证Q4可靠的导通或截止。
图4中A3在实际应用时，可以取消，此时将W2的中间抽头直接接到D7的阳极(正极)端。
图中参数A1741A或类似型号，A2A3747，W1～W32.2K～50K，R35～20Ω，R4、R5100－500Ω，C11μf，R6与R4R5匹配。C7＝0.047μf金属膜电容，K8与W2匹配，R7＝2～5K，D6、D7、D8为1N4001，Z1为1N470A。
R7为串联电阻，AQ为手动按钮，可随时试验检查继电器是否正常工作(包括载荷时)。
本实用新型由于采用间接测量电路中的电流，只需测量分流器上0～75mV的电压即可反映实际电路中的不同电流范围。比如10000A、1000A、100A等等。因此可适应所有等级的直流电流检测，控制，达到统一规格的目的。由于采用插拨式结构，因此，可随意更换本继电器。
关于电路图中的各元件型号及参数比较灵活，即电容、电阻的数值均可放大，耐压亦可放大(升高)。说明书中的参数仅是所选择的一种或是一种参考值。
权利要求1.一种直流电流保护继电器，由外壳5，底座6，接线端7(包括7个接线端)，安装孔8，电源指示灯1，试验按钮2，振荡器，滤波器、继电器组成，其特征是，在外壳上有上限设定旋钮3，下限设定旋钮4，其内部包括隔离电源检测器和比较放大器。
2.根据权利要求1的直流电流保护继电器，其特征是，上、下限设定旋钮分别设定上限和下限值，即动作值和返回值。
3.根据权利要求1的直流电流保护继电器，其特征是，隔离电源是由自激振荡器，将直流变为交流，经变压器变换，整流稳压输出为±12V～±18V。
4.根据权利要求1的直流电流保护继电器，其特征是，检测器是由电阻、电容以及运算放大器组成的差分放大器，其输入信号为分流器上的毫伏级电压信号。
5.根据权利要求1的直流电流保护器，其特征是，比较放大器是由运算放大器，没定电位器、电阻、电容组成。
专利摘要本实用新型涉及一种直流电流保护继电器，通过检测直流电路中串联的电流分流器上的毫伏电压信号，经放大再与所设定的值进行比较，其输出的信号经功率放大后，推动一继电器动作完成电流的上限或下限的保护。
由于国内所生产的分流器电压均为0～7mV，使得该继电器可以适应目前所有等级的直流电流的检测，统一了直流电流继电器的规格和型号。
文档编号H01H83/00GK2131232SQ92234578
公开日1993年4月28日 申请日期1992年10月12日 优先权日1992年10月12日
发明者张其生, 李春生 申请人:李春生