专利名称：电子式加速度过载继电器及其使用方法
技术领域：
本发明涉及电子式过载继电器技术领域，具体为一种电子式加速度过载 继电器及其使用方法。
(二)
背景技术：
过载继电器是一种由过载控制的开关元器件，其输出状态受规定的电压、 电流或其它指标的过载控制。电子式过载继电器是由各种电子元器件组成的 过载控制的开关元件。电子式过载继电器工作可靠、寿命长，控制准确、耐 环境能力强。目前国内外已有的电子式过载继电器品种繁多，功能不同，但 多是用于电压、电流过载、断相或三相不平衡检测。
加速度过载继电器即是规定方向的加速度过载控制的开关元器件。其安 装于运动器件上，当该继电器在规定方向上所受到的加速度满足规定要求时 其触点转换，完成负载切换。现有的加速度过载继电器以机械式为主，工作 可靠性、寿命、精度、力学环境指标均较低。目前尚未见有电子式加速度过 载继电器。
另外为了使电子式加速度过载继电器在各种供电环境下均能可靠工作， 需要对其供电特性进行调整，避免供电环境对继电器工作可靠性的影响。使 加速度过载继电器的工作更加可靠，控制更加准确。
(三)
发明内容
本发明的目的在于提供一种电子式加速度过载继电器及其使用方法，采用 加速度敏感芯片将规定方向的加速度信号转换为电信号，并有供电特性调整 电路，可根据实际需要对供电电压门限，动作加速度值、加速度持续时间的 设计值进行调整。
本发明设计的电子式加速度过载继电器，包括信号处理电路和功率输出 电路，功率输出电路包括继电器，还有供电特性调整电路和加速度信号转换 电路。供电特性调整电路为加速度信号转换电路、信号处理电路和功率输出 电路供电，加速度信号转换电路、信号处理电路和功率输出电路依次相连接。加速度信号转换电路包括加速度敏感芯片及其外围电路，加速度敏感芯 片将规定方向上的加速度信号转换为电信号，输出到信号处理电路。
信号处理电路包括微控制器及其外围电路，微控制器对加速度信号转换 电路输出的电信号进行判断，当信号满足设定的条件时微控制器输出指令给 功率输出电路进行输出，否则微控制器不发出功率输出指令。
功率输出电路包括继电器及瞬态抑制二极管。继电器接信号处理电路的 输出端，当收到输出信号时，进行功率输出，即继电器触点闭合。瞬态抑制 二极管与继电器并联，用于抑制继电器线圈断电时的反电动势。
供电特性调整电路包括门限控制电路、复合放大电路和稳压电路，其门 限电路由开关三极管、稳压二极管、限流电阻组成，当输入电压超过稳压二 极管的稳压值时，开关三极管的基极导通，门限电路开启，调整稳压二极管 的稳压值即可调整门限电路的开通阈值；其复合放大电路是在门限电路开通 后将开关三极管输出的电流放大，作用到开关三极管的基极，加速开关三极 管的导通，并维持其导通状态；其稳压电路对开关三极管输出的电压进行调 整后输出给加速度信号转换电路、信号处理电路和功率输出电路。
本发明电子式加速度过载继电器上述电路均安装于外壳内，加速度信号 转换电路集成于一印制电路板，该印制电路板经支架安装于基架上，且与外 壳某一面相平行。供电特性调整电路、信号处理电路和功率输出电路集成于 同一或另一印制电路板或电路模块，印制电路板或电路模块固定于基架上， 各电路接口线由外壳的一端引出。灌封胶密封固定外壳内的印制电路板和/ 或电路模块以及基架。外壳上有便于固定的安装架。
本电子式加速度过载继电器的使用方法为本继电器固定安装于运动器 件，加速度敏感芯片的敏感方向与规定加速度方向一致，相关接口与电源及 控制器件相连接。当电源电压上升到供电特性调整电路的门限值之后，供电 特性调整电路对供电电压进行稳压输出，为加速度信号转换电路和信号处理 电路供电。当继电器所处器件运动时，加速度信号转换电路将其感受到的规 定方向加速度大小转换为电信号输出到信号处理电路，信号处理电路判断加 速度的大小和持续时间，并与微控制器中存储的设定值进行对比，当满足设 定值时控制功率输出电路进行输出，否则不进行功率输出。
本发明电子式加速度过载继电器及其使用方法的优点在于1、工作可靠、 寿命长，控制准确、耐环境能力强；2、特有的供电特性调整电路保证加速度信号的采集和信号处理准确可靠；3、安装使用方便。
(四)
图1为本电子式加速度过载继电器实施例的电路框图； 图2为本电子式加速度过载继电器的实施例的电路结构图； 图3为本电子式加速度过载继电器实施例的安装示意图。 图内标号为-
1、接口， 2、外壳，3、功率输出电路板的电路模块，4、印制电路板n， 5、基架，6、印制电路板I， 7、绝缘灌封胶。
(五)
具体实施例方式
本发明电子式加速度过载继电器的实施例的电路框图如图1所示，包括 供电特性调整电路、加速度信号转换电路、信号处理电路和功率输出电路。 供电特性调整电路为加速度信号转换电路、信号处理电路和功率输出电路供 电。加速度信号转换电路、信号处理电路和功率输出电路依次连接。供电特 性调整电路由外部电源得到供电，加速度信号转换电路敏感于规定方向的加 速度信号，信号处理电路控制功率输出电路的继电器按设定的加速度过载值 接通或断开。
本实施例的电路结构如图2所示，供电特性调整电路包括门限控制电路、 复合放大电路和稳压电路，其门限电路包括开关三极管V3，稳压二极管D2， 电阻R1、 R2，输入电压经防反二极管D1接入开关三极管V3的发射极，开关 三极管V3的发射极经电阻R1和R2接地。稳压二极管D2—端接地、另一端 接三极管VI，三极管VI的基极经电阻Rl连接开关三极管V3的发射极。稳 压二极管D2的稳压值为本门限电路的门限设定值，调整稳压二极管D2的稳 压值即可调整门限电路的开通阈值。当输入电压超过稳压二极管D2的稳压值 时，开关三极管V3的基极导通，即门限电路开启。复合放大电路包括三极管 VI、 V2和电阻R4、 R5，三极管V1的集电极经电阻R5、 R4连接开关三极管 V3的基极，并连接三极管V2的基极；三极管V2的集电极接地、其发射极经 电阻R5与开关三极管V3的基极相接，在门限电路开通后，三极管VI、 V2 组成的复合放大电路将开关三极管V3输出的电流放大并作用到开关三极管 V3的基极，加速开关三极管V3的导通并维持其导通状态。稳压电路包括电阻R6、 二极管D3和电容C1，输入电压经电阻R6和并联的二极管D3、电容 Cl降压调整稳定，接入加速度信号转换电路、信号处理电路和功率输出电路。 加速度信号转换电路包括加速度敏感芯片Kl及其电阻R8和电容Cx、 Cy 构成的外围电路。加速度敏感芯片K1的相关接口分别经电阻R8和电容Cx、 Cy接地。
信号处理电路包括微控制器K2及晶振Z、电阻R7。微控制器K2内存储 有加速度的设定值。微控制器K2将加速度信号转换电路输出的电信号与其存 储的加速度设定值比较迸行判断，当信号满足设定的条件时微控制器K2输出 指令给功率输出电路进行输出，否则微控制器K2不发出功率输出指令。
功率输出电路包括继电器K3、场效应管V4和瞬态抑制二极管D4。继电 器K3和瞬态抑制二极管D4并联。场效应管V4的栅极与信号处理电路微控制 器K2的输出端相连，其漏极接继电器K3。当信号处理电路输出高电平时， 场效应管V4导通使继电器K3触点闭合。当信号处理电路无输出时，场效应 管V4关断，继电器输出端K3触点开路。瞬态抑制二极管D4与继电器K3的 线圈两端相连，吸收继电器K3线圈断电时两端的瞬态反电动势。
本电子式加速度过载继电器实施例的安装如图3所示，外壳2上有便于 固定的安装架。其内有基架5，含有加速度敏感芯片的加速度信号转换电路 和信号处理电路集成于同一印制电路板I 6，该印制电路板I 6经支架安装于 基架5上、且与外壳2某一面相平行。供电特性调整电路的印制电路板I14 安装于基架5另一侧，功率输出电路集成于双面印制板的电路模块3，电路 模块3固定于基架5中部，各电路接口 1由外壳2的一端引出。绝缘灌封胶 7灌封印制电路板I6、印制电路板II、电路模块3、基架5和外壳2为一个 整体。以使本继电器避免受到振动影响。
本电子式加速度过载继电器的使用方法实施例为本继电器固定安装于 运动部件，加速度敏感芯片的敏感方向与规定的加速度方向一致，或者说加 速度信号转换电路面对的外壳的表面正对规定加速度方向，相关接口与电源 及控制器件相连接。当电源电压上升到供电特性调整电路的门限值之后，供 电特性调整电路对供电电压进行稳压输出，为加速度信号转换电路和信号处 理电路供电。当继电器所处器件运动时，加速度信号转换电路将其感受到的 规定方向加速度大小转换为电信号输出到信号处理电路，信号处理电路判断 加速度的大小和持续时间，并与微控制器中存储的设定值进行对比，如满足
7设定值则控制功率输出电路进行输出，控制继电器的动作。
上述实施例仅是为了方便说明本发明的目的和技术方案，不起任何限定 作用。本发明主张的权利保护范围并不局限于此实施例，在本发明所揭露的 技术范围内，任何本技术领域人可想到的变换或替换，都涵盖在本发明的保 护范围之内。
权利要求
1、一种电子式加速度过载继电器，包括信号处理电路和功率输出电路，功率输出电路包括继电器，其特征在于还有供电特性调整电路和加速度信号转换电路；供电特性调整电路为加速度信号转换电路、信号处理电路和功率输出电路供电，加速度信号转换电路、信号处理电路和功率输出电路依次相连接；加速度信号转换电路包括加速度敏感芯片及其外围电路，加速度敏感芯片将规定方向上的加速度信号转换为电信号，经外围电路处理后输出到信号处理电路；信号处理电路是包括微控制器及其外围电路，微控制器对加速度信号转换电路输出的电信号进行判断，当信号满足设定的条件时微控制器输出指令给功率输出电路进行输出；功率输出电路包括继电器及瞬态抑制二极管，继电器接信号处理电路的输出端，当收到输出信号时，进行功率输出，即继电器触点闭合，瞬态抑制二极管与继电器并联，抑制继电器线圈断电时的反电动势。
2、 根据权利要求l所述的电子式加速度过载继电器，其特征在于所述供电特性调整电路包括门限控制电路、复合放大电路和稳压电路， 其门限电路由开关三极管、稳压二极管、限流电阻组成，当输入电压超过稳 压二极管的稳压值时，开关三极管的基极导通，门限电路开启，调整稳压二 极管的稳压值即可调整门限电路的开通阈值；复合放大电路是在门限电路开 通后将开关三极管输出的电流放大，作用到开关三极管的基极，加速开关三 极管的导通，并维持其导通状态；其稳压电路对开关三极管输出的电压进行 调整后输出给加速度信号转换电路、信号处理电路和功率输出电路。
3、 根据权利要求1或2所述的电子式加速度过载继电器，其特征在于 所述各电路均安装于外壳(2)内，加速度信号转换电路集成于印制电路板，该印制电路板安装于基架(5)上，且与外壳某一面相平行；各电路接口 (1)由外壳(2)的一端引出。
4、 根据权利要求3所述的电子式加速度过载继电器，其特征在于所述 供电特性调整电路、信号处理电路和功率输出电路集成于印制电路板或电路模块，印制电路板或电路模块固定于基架(5)上。\
5、 根据权利要求3所述的电子式加速度过载继电器，其特征在于灌封胶灌封印制电路板和/或电路模块、基架(5)和外壳(2)。
6、 根据权利要求3所述的电子式加速度过载继电器，其特征在于所述外壳(2)上有便于固定的安装架。
7、 根据权利要求1或2所述的电子式加速度过载继电器的使用方法。其特征在于本继电器固定安装于待运动器件，加速度敏感芯片的敏感方向与规定加速度方向一致，相关接口与电源及控制器件相连接；当电源电压上升到供电 特性调整电路的门限值之后，供电特性调整电路对供电电压进行稳压输出， 为加速度信号转换电路和信号处理电路供电；当继电器所处器件运动时，加 速度信号转换电路将其感受到的规定方向加速度大小转换为电信号输出到信 号处理电路，信号处理电路判断加速度的大小和持续时间，并与微控制器中 存储的设定值进行对比，当满足设定值时控制功率输出电路进行输出，继电 器动作。
全文摘要
本发明为电子式加速度过载继电器及其使用方法，本继电器的加速度信号转换电路、信号处理电路和含继电器的功率输出电路依次相连接，供电特性调整电路为各电路供电。加速度信号转换电路包括加速度敏感芯片及其外围电路，将规定方向上的加速度信号转换为电信号送到信号处理电路。信号处理电路的微控制器对电信号判断，满足设定条件发出功率输出指令，继电器触点闭合。各电路装于外壳内，引出接口线，灌封固定。其使用方法为本继电器固装于运动器件，加速度敏感芯片的敏感方向与规定加速度方向一致，相关接口与电源及控制器件相连接。本继电器工作可靠、寿命长，控制准确、耐环境能力强；供电特性调整电路保证加速度信号采集、处理准确可靠。
文档编号H02H7/00GK101505050SQ200910113918
公开日2009年8月12日 申请日期2009年3月16日 优先权日2009年3月16日
发明者孙嘉隆, 张庆宏, 蒋端林 申请人:桂林航天电子有限公司