一种具有保护功能的多重供配电输出控制电路的制作方法

本实用新型涉及一种多重供配电输出通断控制电路，具体涉及一种具有保护功能的多重供配电输出控制电路。

背景技术：

对于应用于通讯、工业控制等领域的电源供配电系统对设备端无人值守的要求越来越迫切，为了实现无人值守电源供配电系统的控制要求，供配电输出通断的控制功能成为电源系统内最基本的控制功能。由于电源系统中往往需要对大电流的功率通路进行通断控制，普通的数字信号、模拟信号及网络信号无法对大电流回路直接控制。因此，需要一种可靠的输出通断控制电路实现输出通断控制功能。另外，为了保证在负载异常情况下可靠地切断电源输出，防止故障的进一步扩大，输出控制电路应具有必要的保护功能。

技术实现要素：

本实用新型提供一种具有保护功能的多重供配电输出控制电路，能够实现电源供配电系统在设备无人值守情况下可靠工作，能够实现响应多重输入控制信号并设置多种信号性质，还能够根据需要设置多种保护功能及紧急关断功能，并且灵活、简捷、可靠。

本实用新型的技术方案为：

一种具有保护功能的多重供配电输出控制电路，包括设备端手动控制电路、监控端手动控制电路、监控端自动控制电路、过流保护信号电路、过压保护信号电路、紧急关机信号电路、保护动作执行电路、输出开关驱动电路、输出通断控制电路、接通信号指示电路、输出通断执行电路、输出通断显示电路、输出通路吸收电路；

设备端手动控制电路、监控端手动控制电路、监控端自动控制电路分别输出至输出开关驱动电路，过流保护信号电路、过压保护信号电路、紧急关机信号电路分别输出至保护动作执行电路，保护动作执行电路输出至输出开关驱动电路，输出开关驱动电路输出至输出通断控制电路，输出通断控制电路分别输出至接通信号指示电路、输出通断执行电路、输出通断显示电路、输出通路吸收电路。

所述设备端手动控制电路包括信号供电电源、设备端手动控制开关S2、单向信号二极管V1，信号供电电源与设备端手动控制开关S2、单向信号二极管V1串联后输出；

所述监控端手动控制电路包括信号供电电源、监控端手动控制开关S3、单向信号二极管V3，信号供电电源与监控端手动控制开关S3、单向信号二极管V3串联后输出；

所述监控端自动控制电路包括信号供电电源、信号隔离光耦V5、限流电阻R4、单向信号二极管V6，信号供电电源与信号隔离光耦V5的原边、限流电阻R4串联后连接至输出端DO0，信号供电电源与信号隔离光耦V5的副边、单向二极管V6串联后输出。

所述过流保护信号电路包括单向信号二极管V7，输出过流保护信号经单向信号二极管V7后输出；

所述过压保护信号电路包括单向信号二极管V9，输出过压保护信号经单向信号二极管V9后输出；

所述紧急关机信号电路包括信号供电电源、限流电阻R5、急停开关S1、单向信号二极管V10，信号供电电源与限流电阻R5、急停开关S1、单向信号二极管V10串联后输出。

所述保护动作执行电路包括隔离光耦V8、限流电阻R7、保护二极管V12、滤波电容C1、分压电阻R8，过流保护信号电路、过压保护信号电路、紧急关机信号电路的输出端分别与隔离光耦V8的原边、限流电阻R7串联后接地，保护二极管V12、滤波电容C1、分压电阻R8分别与隔离光耦V8的原边并联，输出端与隔离光耦V8的副边串联后接地。

所述输出开关驱动电路包括驱动电平分压电阻R1、R2，设备端手动控制电路、监控端手动控制电路、监控端自动控制电路的输出端连接到电阻R1的一端，电阻R1的另一端与电阻R2串联连接，保护动作执行电路的输出端连接到电阻R1与电阻R2之间，电阻R2的两端为输出端。

所述输出通断控制电路包括信号供电电源、控制继电器K1、电压反峰抑制二极管V2、功率开关管Q1，输出开关驱动电路的输出端分别连接到功率开关管Q1的栅极和源极，功率开关管Q1的漏极与电压反峰抑制二极管V2、信号供电电源串联，控制继电器K1与电压反峰抑制二极管V2并联，控制继电器K1的两端为输出端。

所述接通信号指示电路包括发光二极管V4、限流电阻R3，发光二极管V4与限流电阻R3串联后与输出通断控制电路的输出端相连。

所述输出通断执行电路包括控制继电器K1的常开触点K1B。

所述输出通断显示电路包括发光二极管V11、隔离光耦V13、限流电阻R6、R9，常开触点K1B与限流电阻R6、隔离光耦V13的原边、发光二极管V11串联后接地，输出端与隔离光耦V13的副边、限流电阻R9串联后接地，输出端输出状态上传信号。

所述输出通路吸收电路包括吸收二极管V77、限流电阻R71，常开触点K1B与限流电阻R71、吸收二极管V77串联后接地。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型所述电路简单容易实现，电路逻辑灵活多变，可根据用户具体使用情况，设置控制输入信号的数量，支持多个硬件信号控制及多个软件信号控制；保护信号可根据实际情况增减，具有急停信号，异常情况下可实现紧急断电；电路抗干扰能力强，工作可靠性高。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种具有保护功能的多重供配电输出控制电路示意图。

图2为本实用新型所述的一种具有保护功能的多重供配电输出控制电路原理图一。

图3为本实用新型所述的一种具有保护功能的多重供配电输出控制电路原理图二。

图4为本实用新型所述的一种具有保护功能的多重供配电输出控制电路原理图三。

其中，1-设备端手动控制电路，2-监控端手动控制电路，3-监控端自动控制电路，4-过流保护信号电路，5-过压保护信号电路，6-紧急关机信号电路，7-保护动作执行电路，8-输出开关驱动电路，9-输出通断控制电路，10-接通信号指示电路，11-输出通断执行电路，12-输出通断显示电路，13-输出通路吸收电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步描述。

本实用新型是一种具有保护功能的多重供配电输出控制电路，用于电源系统中的供配电输出通断控制电路，包括一个及以上供配电输出控制电路。

如图1所示，本实用新型包括设备端手动控制电路1、监控端手动控制电路2、监控端自动控制电路3、过流保护信号电路4、过压保护信号电路5、紧急关机信号电路6、保护动作执行电路7、输出开关驱动电路8、输出通断控制电路9、接通信号指示电路10、输出通断执行电路11、输出通断显示电路12、输出通路吸收电路13。

设备端手动控制电路1、监控端手动控制电路2、监控端自动控制电路3分别输出至输出开关驱动电路8，过流保护信号电路4、过压保护信号电路5、紧急关机信号电路6分别输出至保护动作执行电路7，保护动作执行电路7输出至输出开关驱动电路8，输出开关驱动电路8输出至输出通断控制电路9，输出通断控制电路9分别输出至接通信号指示电路10、输出通断执行电路11、输出通断显示电路12、输出通路吸收电路13。

设备端手动控制电路1、监控端手动控制电路2、监控端自动控制电路3为输入控制电路，产生配电输出控制信号，配电输出控制信号将通路接通信号发送给输出开关驱动电路8，输出通断控制电路9控制输出通断执行电路11执行通断指令，接通信号指示电路10显示电路的工作状态；

过流保护信号电路4、过压保护信号电路5、紧急关机信号电路6为紧急关机信号电路，产生通路保护信号，通路保护信号将通路断开信号经保护动作执行电路7发送给输出开关驱动电路8，输出通断控制电路9控制输出通断执行电路11执行断开指令，输出通路吸收电路13对输出通断执行电路11进行保护，防止其断开过程产生电压尖峰，产生拉弧现象，输出通断显示电路12显示电路的工作状态并将断开状态信号上传。

依据电源系统配电通路输入控制电路的输入信号，作为通路通断的控制信号，使通路通断执行电路进行动作，完成供配电通路的通断控制功能。输入控制信号的数量及性质可按照实际情况任意增减及组合，既可以支持多个硬件输入信号，也可以支持多个软件输入控制信号，也可以支持软硬件信号同时控制，电路按照接通优先的逻辑执行通断指令，即在多个输入控制信号同时输入时，优先响应通路接通信号。

供配电通路的通断控制功能可以由过流保护信号电路4、过压保护信号电路5、紧急关机信号电路6实现多种保护的保护关断功能及应急断开功能。保护功能的数量及种类可以根据实际情况任意增减及组合，电路按照“或”逻辑执行断开指令，即在各种保护功能及应急断开功能中，有任意一个信号发出通路断开指令，则通路通断执行电路即进行动作，完成供配电通路的断开功能。

图2至图4为具体电路原理图，下面对每个组成电路的构成进行详尽描述。

如图2所示，设备端手动控制电路1、监控端手动控制电路2、监控端自动控制电路3、过流保护信号电路4、过压保护信号电路5、紧急关机信号电路6、保护动作执行电路7、输出开关驱动电路8的电路原理图。

设备端手动控制电路1包括信号供电电源、设备端手动控制开关S2、单向信号二极管V1，信号供电电源与设备端手动控制开关S2、单向信号二极管V1串联后输出。当在设备本地端需接通配电输出时，按下设备端手动控制开关S2，则接通信号经单向信号二极管V1送入后端电路，单向信号二极管V1可以防止产生信号潜通路，即其它的输入控制信号不会影响到本控制信号的电平。

监控端手动控制电路2包括信号供电电源、监控端手动控制开关S3、单向信号二极管V3，信号供电电源与监控端手动控制开关S3、单向信号二极管V3串联后输出。当在设备远端需接通配电输出时，按下监控端手动控制开关S3，则接通信号经单向信号二极管V3送入后端电路，单向信号二极管V3同样可以防止产生信号潜通路。

监控端自动控制电路3包括信号供电电源、信号隔离光耦V5、限流电阻R4、单向信号二极管V6，信号供电电源与信号隔离光耦V5的原边、限流电阻R4串联后连接至输出端DO0，信号供电电源与信号隔离光耦V5的副边、单向二极管V6串联后输出。当需通过上位机、网络等远端信号接通配电输出时，可通过将输出端DO0置于低电平，则信号隔离光耦V5的原边导通，按照一定的电流传输比例，信号隔离光耦V5的副边处于开通状态，单向信号二极管V6阳极变为高电平，则接通信号经单向二极管V6送入后端输出开关驱动电路8，同时，单向信号二极管V6可以防止产生信号潜通路。

过流保护信号电路4包括单向信号二极管V7，输出过流保护信号经单向信号二极管V7后输出。当电流检测环节将电流信号变换为相应的电压信号后，与保护电路的基准电压进行比较，并将比较结果转换为高低电平，当输出电流超过设置的保护电流值后，过流保护信号变为高电平并经单向信号二极管V7送往后续电路来执行输出关断动作。

过压保护信号电路5包括单向信号二极管V9，输出过压保护信号经单向信号二极管V9后输出。当电压检测环节将电压信号变换为合适的电压电平信号后，与保护电路的基准电压进行比较，并将比较结果转换为高低电平，当输出电压超过设置的保护电压值后，过压保护信号变为高电平并经单向信号二极管V9送往后续电路来执行输出关断动作。

紧急关机信号电路6包括信号供电电源、限流电阻R5、急停开关S1、单向信号二极管V10，信号供电电源与限流电阻R5、急停开关S1、单向信号二极管V10串联后输出。当后端负载设备发生异常情况，需要紧急关断配电通路的输出时，可直接迅速按下急停开关S1，急停开关S1闭合后，单向信号二极管V10阳极变为高电平信号，信号经过单向信号二极管V10送给后续电路，电路执行输出关断动作。

保护动作执行电路7包括隔离光耦V8、限流电阻R7、保护二极管V12、滤波电容C1、分压电阻R8，过流保护信号电路4、过压保护信号电路5、紧急关机信号电路6的输出端分别与隔离光耦V8的原边、限流电阻R7串联后接地，保护二极管V12、滤波电容C1、分压电阻R8分别与隔离光耦V8的原边并联，输出端与隔离光耦V8的副边串联后接地。该单元电路同时接受来自于输出过流保护电路的保护信号、输出过压保护电路的保护信号、应急控制电路的应急断电信号，上述任一信号出现高电平后，隔离光耦V8的原边导通，按照一定的电流传输比例，隔离光耦V8的副边导通，送入后端输出开关驱动电路8，再由输出通断控制电路9将执行输出断开动作。

输出开关驱动电路8包括驱动电平分压电阻R1、R2，设备端手动控制电路1、监控端手动控制电路2、监控端自动控制电路3的输出端连接到电阻R1的一端，电阻R1的另一端与电阻R2串联连接，保护动作执行电路7的输出端连接到电阻R1与电阻R2之间，电阻R2的两端为输出端。驱动电压信号经过电阻R1、R2的分压得到10V左右的驱动电平信号，将驱动电平信号输出至输出通断控制电路9。

如图3所示，输出通断控制电路9、接通信号指示电路10的电路原理图。

输出通断控制电路9包括信号供电电源、控制继电器K1、电压反峰抑制二极管V2、功率开关管Q1，输出开关驱动电路8的输出端分别连接到功率开关管Q1的栅极和源极，功率开关管Q1的漏极与电压反峰抑制二极管V2、信号供电电源串联，控制继电器K1与电压反峰抑制二极管V2并联，控制继电器K1的两端为输出端。来自输出开关驱动电路8驱动电平信号施加到功率开关管Q1的栅极与源极之间，可以驱动功率开关管Q1导通。当功率开关管Q1被驱动导通后，控制继电器K1线包得电，控制继电器K1的常开触点闭合，输出通路接通。电压反峰抑制二极管V2可以在功率开关管Q1断开时抑制控制继电器K1线包两端的电压尖峰，保证控制继电器K1正常工作，同时防止功率开关管Q1两端产生高压。

接通信号指示电路10包括发光二极管V4、限流电阻R3，发光二极管V4与限流电阻R3串联后与输出通断控制电路9的输出端相连。当配电通路接通后，功率开关管Q1导通，发光二极管V4会点亮，可以起到提示控制电路工作状态的作用。

如图4所示，输出通断执行电路11、输出通断显示电路12、输出通路吸收电路13的电路原理图。

输出通断执行电路11包括控制继电器K1的常开触点K1B。当输出通断执行电路11接到通路接通的高电平信号时，常开触点K1B闭合，通路接通；当输出通断执行电路11接到通路断开的低电平信号时，常开触点K1B断开，通路断开。

输出通断显示电路12包括发光二极管V11、隔离光耦V13、限流电阻R6、R9，常开触点K1B与限流电阻R6、隔离光耦V13的原边、发光二极管V11串联后接地，输出端与隔离光耦V13的副边、限流电阻R9串联后接地，输出端输出状态上传信号。当通路接通后，限流电阻R6与常开触点K1B相连的一端为高电平，此时发光二极管V11点亮，可以指示该配电通路处于接通状态，同时隔离光耦V13导通并可以将接通信号上传给上位机；当通路断开后，限流电阻R6与常开触点K1B相连的一端为低电平，此时发光二极管V11熄灭，可以指示该配电通路处于断开状态，同时隔离光耦V13断开并可以将断开信号上传给上位机。

输出通路吸收电路13包括吸收二极管V77、限流电阻R71，常开触点K1B与限流电阻R71、吸收二极管V77串联后接地。通常通路的负载不是纯阻性负载，由于负载性质及供电电缆的寄生电感的存在，在常开触点K1B断开过程中，常开触点K1B触点两端会产生反电动势，吸收二极管V77可以在常开触点K1B断开时抑制常开触点K1B两端的电压尖峰，保证常开触点K1B正常断开，同时防止K1B两端产生高压及拉弧现象。

该具有保护功能的供配电输出控制电路可以根据实际需要实现软件控制、硬件控制、本地控制、远程控制等多重控制方式，控制信号的数量可以通过增加设备端手动控制电路1、监控端手动控制电路2、监控端自动控制电路3的数量来方便的进行调整，保护切断功能可以根据输入的保护信号是保持信号还是自恢复信号来相应实现保护功能的手动复位或自动复位，配电通路接通后具有接通指示信号，方便观察及信号的采集。

上面对本实用新型的实施例作了详细说明，上述实施方式仅为本实用新型的最优实施例，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。