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檢測反饋電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種檢測反饋電路，用于檢測電磁開關(guān)的觸點(diǎn)開關(guān)狀態(tài)，其包括信號輸入端、信號輸出端、檢測電阻、光耦合器、三極管、上拉電阻及篩選二極管，其中，所述信號輸入端輸出至電磁開關(guān)的輸入側(cè)，所述電磁開關(guān)的輸出側(cè)與光耦合器的輸入側(cè)相連，所述檢測電阻并聯(lián)在光耦合器的輸入側(cè)，所述光耦合器的輸出側(cè)與三極管的基極和發(fā)射極相連，所述上拉電阻連接在三極管的基極和電源之間，所述三極管的集電極連接至信號輸出端，所述篩選二極管的正負(fù)極分別連接到信號輸出端和信號輸入端。本實(shí)用新型在電磁開關(guān)電路上增加了光耦隔離檢測及檢測信號的邏輯篩選電路，實(shí)現(xiàn)了真正的安全閉環(huán)檢測，同時又不破壞電磁開關(guān)自身的電氣隔離性，安全可靠。
【專利說明】檢測反饋電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電路【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地涉及一種用于檢測電磁開關(guān)的觸點(diǎn)開關(guān)狀態(tài)的檢測反饋電路。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁開關(guān)，作為一種利用電磁原理，對電氣信號進(jìn)行絕緣隔離的裝置，越來越多地在電子產(chǎn)品中應(yīng)用。在應(yīng)用該電磁開關(guān)器件時，通常的做法是在需要開關(guān)觸點(diǎn)閉合時，系統(tǒng)給出驅(qū)動信號使得電磁線圈得電，從而利用電磁原理驅(qū)動器件的機(jī)械觸點(diǎn)閉合，這種簡單的驅(qū)動而不反饋的方法完全是開環(huán)方式，無法知道系統(tǒng)給出驅(qū)動信號后，觸點(diǎn)是否真正可靠的執(zhí)行了閉合動作，若驅(qū)動信號的后級電路中器件異常，或者電磁開關(guān)本身的異常導(dǎo)致并沒有正確閉合動作，則可能出現(xiàn)系統(tǒng)控制方法的問題，在某些大功率電力電子產(chǎn)品中甚至?xí)p壞器件等風(fēng)險。
[0003]在已有技術(shù)中，要么直接以簡單的開環(huán)方式驅(qū)動控制電磁開關(guān)工作，要么僅做到對驅(qū)動信號側(cè)的檢測反饋，以確定電磁線圈是否真正得電，而不能將最直接的觸點(diǎn)閉合信息反饋給系統(tǒng)。
[0004]在以上兩種現(xiàn)有技術(shù)中，由于不能真實(shí)反饋閉合指令后的觸點(diǎn)未閉合信息，使得電磁開關(guān)在應(yīng)用中面臨較大的失效而不能被及時檢測出來的風(fēng)險，系統(tǒng)認(rèn)為給出了閉合信號，而實(shí)際上觸點(diǎn)并沒有執(zhí)行閉合動作，導(dǎo)致邏輯錯誤或器件損壞等不可預(yù)測的后果。
[0005]鑒于此，有必要提供一種可解決上述缺陷的檢測反饋電路。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種檢測反饋電路以實(shí)現(xiàn)真正的安全且準(zhǔn)確的閉環(huán)檢測。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種檢測反饋電路，用于檢測電磁開關(guān)的觸點(diǎn)開關(guān)狀態(tài)，其包括信號輸入端IN、信號輸出端OUT、檢測電阻R2、光耦合器P1、三極管T2、上拉電阻R4及篩選二極管D2，其中，所述信號輸入端IN輸出至電磁開關(guān)Kl的輸入側(cè)，所述電磁開關(guān)Kl的輸出側(cè)與光稱合器Pl的輸入側(cè)相連，所述檢測電阻R2并聯(lián)在光稱合器Pl的輸入側(cè)，所述光耦合器Pl的輸出側(cè)與三極管T2的基極和發(fā)射極相連，所述上拉電阻R4連接在三極管T2的基極和電源VCC之間，所述三極管T2的集電極連接至信號輸出端0UT，所述篩選二極管D2的正負(fù)極分別連接到信號輸出端OUT和信號輸入端IN。
[0008]優(yōu)選地，所述檢測反饋電路還包括一充電延時電路，所述充電延時電路包括延時電阻R5和充電電容Cl，其中，所述延時電阻R5 —端連接電源VCC，另一端連接至三極管T2的集電極，所述充電電容Cl 一端連接至三極管T2的集電極，另一端接地。
[0009]優(yōu)選地，所述檢測反饋電路還包括一保護(hù)電路，所述保護(hù)電路包括限流電阻Rl和穩(wěn)壓二極管Z1，其中，所述限流電阻Rl與檢測電阻R2串聯(lián)在一起且并聯(lián)在電磁開關(guān)Kl的輸出側(cè)，所述穩(wěn)壓二極管Zl并聯(lián)在檢測電阻R2的兩端。[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型將電磁開關(guān)的觸點(diǎn)兩端所并聯(lián)的大電阻的微小電流信號通過光耦隔離輸出，光耦輸出側(cè)驅(qū)動一個三極管電路輸出，為識別出當(dāng)前觸點(diǎn)的正確狀態(tài)以避免誤檢，通過一個二極管將其輸出信號與電磁開關(guān)(如繼電器)的輸入信號進(jìn)行邏輯與門處理，只有僅當(dāng)電磁開關(guān)的輸入信號為驅(qū)動有效狀態(tài)時，該電路才能將電磁開關(guān)觸點(diǎn)未閉合的輸出電平狀態(tài)送出，例如發(fā)送到系統(tǒng)檢測機(jī)構(gòu)，以此方法達(dá)到正確判斷該電磁開關(guān)電路是否在系統(tǒng)需要閉合時正確可靠地執(zhí)行了閉合的動作。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了真正的安全閉環(huán)檢測，同時又不破壞電磁開關(guān)自身的電氣隔離性，提高電路的可靠性。
[0011]通過以下的描述并結(jié)合附圖，本實(shí)用新型將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本實(shí)用新型的實(shí)施例。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型檢測反饋電路用于檢測電磁開關(guān)的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，附圖中類似的組件標(biāo)號代表類似的組件。顯然，以下將描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0014]參照圖1，本實(shí)施例的檢測反饋電路10是用于檢測電磁開關(guān)電路20中電磁開關(guān)Kl的觸點(diǎn)開關(guān)狀態(tài)，本實(shí)例中所敘述的電磁開關(guān)Kl是以繼電器為例進(jìn)行說明，其他如接觸器等電磁開關(guān)所涉及的檢測原理完全相同。
[0015]本實(shí)施例的檢測反饋電路10包括限流電阻R1、穩(wěn)壓二極管Z1、檢測電阻R2、光耦合器P1、三極管T2、上拉電阻R4、篩選二極管D2、延時電阻R5、充電電容Cl、信號輸入端IN及信號輸出端OUT。其具體連接關(guān)系如下:信號輸入端IN輸出至電磁開關(guān)Kl的輸入側(cè)，限流電阻Rl與檢測電阻R2串聯(lián)在一起且并聯(lián)在電磁開關(guān)Kl的輸出側(cè)(也即電磁開關(guān)觸點(diǎn)的兩個連接端A、B)，光耦合器Pl的輸入側(cè)連接在電阻Rl和R2的連接節(jié)點(diǎn)和電磁開關(guān)Kl的連接端B之間，穩(wěn)壓二極管Zl并聯(lián)在檢測電阻R2的兩端且其正極是連接至電磁開關(guān)Kl的連接端B，光耦合器Pl的輸出側(cè)與三極管T2的基極和發(fā)射極相連，三極管T2的集電極連接至信號輸出端0UT，上拉電阻R4連接在三極管T2的基極和電源VCC之間，延時電阻R5 —端連接電源VCC，另一端連接至三極管T2的集電極，充電電容Cl 一端連接至三極管T2的集電極，另一端接地，而篩選二極管D2的正負(fù)極分別連接到信號輸出端OUT和信號輸入端IN。
[0016]繼續(xù)參照圖1，下面對上述檢測反饋電路10的工作原理進(jìn)行說明。
[0017]信號輸出端OUT所輸出的信號為檢測信號，檢測信號的定義是:低電平時為正常狀態(tài)，高電平為電磁開關(guān)Kl的觸點(diǎn)閉合異常故障狀態(tài)。該檢測信號電平的輸出狀態(tài)最終需由兩個條件共同決定:一個是三極管T2輸出狀態(tài)，另一個是通過篩選二極管D2與信號輸入端IN向電磁開關(guān)Kl輸入的驅(qū)動信號相連所構(gòu)成的邏輯與門。通過該與門條件對電平進(jìn)行篩選，即只有在給定輸入信號為高電平時，輸出的檢測信號才可以將故障電平(高電平)送給系統(tǒng)，否則，即便三極管T2的狀態(tài)處于高電平輸出，OUT信號將仍被輸入IN的低電平通過二極管鉗位于低電平狀態(tài)，此時系統(tǒng)認(rèn)為是正常的狀態(tài)。通過篩選二極管D2將輸入和輸出條件進(jìn)行與門處理的方法有效地避免了系統(tǒng)出現(xiàn)以下誤判:系統(tǒng)本就沒有給出閉合信號時，卻錯誤地將此時觸點(diǎn)未閉合的信號告訴系統(tǒng)，讓系統(tǒng)做出誤判。
[0018]進(jìn)一步地，當(dāng)系統(tǒng)給出閉合信號時，即信號輸入端IN的輸入信號為高電平時，驅(qū)動電磁開關(guān)Kl (繼電器)的原邊線圈，線圈得電后驅(qū)動輸出側(cè)觸點(diǎn)進(jìn)行閉合，若此時的觸點(diǎn)執(zhí)行了正確可靠的閉合動作，則觸點(diǎn)A和B兩端電平將接近于0V，原來通過檢測電阻R2的電流將被觸點(diǎn)短路而旁路掉，檢測電阻R2兩側(cè)電壓為零，光耦合器Pl的原邊不可能獲得足夠的開通電流而關(guān)斷，輸出側(cè)為高電平，三極管T2基極在上拉電阻R4的驅(qū)動下飽和開通，信號輸出端OUT的輸出信號被三極管T2拉為低電平給系統(tǒng)，由于從驅(qū)動信號IN給出到電磁機(jī)構(gòu)的動作并使得三極管T2飽和開通將OUT拉低的過程需要一定延時時間，為避免因存在此檢測延遲而導(dǎo)致D2管斷開后，三極管T2來不及開通拉低OUT信號而出現(xiàn)短暫的高電平脈沖輸出，因此本實(shí)施例在OUT輸出側(cè)增加延時電容Cl，在IN信號置高導(dǎo)致二極管D2截止開始，雖然三極管T2未能立即響應(yīng)開通，但由于延時電容Cl的存在，OUT不可能立即由原來被D2拉低的狀態(tài)切換到高電平，而是通過R5電阻對電容Cl進(jìn)行充電，充電延時時間常數(shù)為R5與Cl的乘積，在實(shí)際應(yīng)用中將根據(jù)繼電器延時及電路響應(yīng)特點(diǎn)，適當(dāng)調(diào)整和設(shè)置R5與Cl的值，以確保該延時電路的延時時間足夠大于電路的響應(yīng)延遲，避免在信號切換的瞬間出現(xiàn)瞬態(tài)高電平的誤測信號。
[0019]同理地，若上述過程中，電磁開關(guān)Kl (繼電器)輸出側(cè)觸點(diǎn)開關(guān)出現(xiàn)異常而未能正確閉合，或者閉合動作不可靠而不能將檢測電路中的電流完全旁路掉，則由于觸點(diǎn)A和B兩側(cè)存在一定的電壓差，檢測電阻R2上獲得電流，產(chǎn)生一個電壓值，該電壓驅(qū)動光耦原邊發(fā)光二極管上產(chǎn)生驅(qū)動電流，光耦輸出將三極管T2的基極拉到低電平，三極管T2由飽和開通狀態(tài)轉(zhuǎn)換為關(guān)斷輸出，同時又由于此時的輸入信號IN是給定的閉合有效信號高電平,二極管D2為截止?fàn)顟B(tài)，OUT輸出信號完全由三極管T2給出，三極管T2關(guān)斷，則輸出端OUT所輸出的檢測信號為電阻R5上拉的高電平信號，系統(tǒng)接受到高電平時認(rèn)為繼電器開關(guān)未能正確可靠閉合。
[0020]在上述電路中，電阻Rl為限流電阻，與穩(wěn)壓二極管Zl組合保護(hù)光耦器件以避免過高電壓的損壞，在應(yīng)用于給電容充電的啟動電路中時，電阻Rl可同時充當(dāng)緩沖電阻的作用，在電容通過Rl和R2充電完成后由繼電器開關(guān)閉合而旁路掉，在應(yīng)用于其他直流信號切換回路中時，可適當(dāng)增大Rl的阻值，以避免通過檢測電路的電流驅(qū)動了本來繼電器觸點(diǎn)開關(guān)處于斷開狀態(tài)而不想驅(qū)動的后級電路，選擇適當(dāng)?shù)腞l阻值以達(dá)到能驅(qū)動光耦檢測電路而無法驅(qū)動繼電器觸點(diǎn)后級電路的目的。其中，R2為檢測電阻，在應(yīng)用于給電容充電的啟動電路中時，提供了給電容充電的充電回路。
[0021]如上所述，本實(shí)用新型將電磁開關(guān)的觸點(diǎn)兩端所并聯(lián)的大電阻的微小電流信號通過光耦隔離輸出，光耦輸出側(cè)驅(qū)動一個三極管電路輸出，為識別出當(dāng)前觸點(diǎn)的正確狀態(tài)以避免誤檢，通過一個二極管將其輸出信號與電磁開關(guān)(如繼電器)的輸入信號進(jìn)行邏輯與門處理，只有僅當(dāng)電磁開關(guān)的輸入信號為驅(qū)動有效狀態(tài)時，該電路才能將電磁開關(guān)觸點(diǎn)未閉合的輸出電平狀態(tài)送出，例如發(fā)送到系統(tǒng)檢測機(jī)構(gòu)，以此方法達(dá)到正確判斷該電磁開關(guān)電路是否在系統(tǒng)需要閉合時正確可靠地執(zhí)行了閉合的動作。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了真正的安全閉環(huán)檢測，同時又不破壞電磁開關(guān)自身的電氣隔離性，提高電路的可靠性。[0022]以上結(jié)合最佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但本實(shí)用新型并不局限于以上揭示的實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)涵蓋各種根據(jù)本實(shí)用新型的本質(zhì)進(jìn)行的修改、等效組合。
【權(quán)利要求】
1.一種檢測反饋電路，用于檢測電磁開關(guān)的觸點(diǎn)開關(guān)狀態(tài)，其特征在于: 所述檢測反饋電路包括信號輸入端(IN)、信號輸出端(OUT)、檢測電阻(R2)、光耦合器(P1)、三極管(T2)、上拉電阻(R4)及篩選二極管(D2)，其中，所述信號輸入端(IN)輸出至電磁開關(guān)(Kl)的輸入側(cè),所述電磁開關(guān)(Kl)的輸出側(cè)與光稱合器(Pl)的輸入側(cè)相連,所述檢測電阻(R2)并聯(lián)在光耦合器(Pl)的輸入側(cè)，所述光耦合器(Pl)的輸出側(cè)與三極管(T2)的基極和發(fā)射極相連，所述上拉電阻(R4)連接在三極管(T2)的基極和電源(VCC)之間，所述三極管(T2)的集電極連接至信號輸出端(OUT)，所述篩選二極管(D2)的正負(fù)極分別連接到信號輸出端(OUT)和信號輸入端(IN)。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測反饋電路，其特征在于:還包括一充電延時電路，所述充電延時電路包括延時電阻(R5)和充電電容(Cl)，其中，所述延時電阻(R5) —端連接電源(VCC)，另一端連接至三極管(T2)的集電極，所述充電電容(Cl) 一端連接至三極管(T2)的集電極，另一端接地。
3.如權(quán)利要求1或2所述的檢測反饋電路，其特征在于:還包括一保護(hù)電路，所述保護(hù)電路包括限流電阻(Rl)和穩(wěn)壓二極管(Z1)，其中，所述限流電阻(Rl)與檢測電阻(R2)串聯(lián)在一起且并聯(lián)在電磁開關(guān)(Kl)的輸出側(cè)，所述穩(wěn)壓二極管(Zl)并聯(lián)在檢測電阻(R2)的兩端。
【文檔編號】G01R31/02GK203572931SQ201320728098
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】李旭 申請人:深圳市易能電氣技術(shù)有限公司