專利名稱：電子式加速度過載繼電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
電子式加速度過載繼電器
(一) 技術(shù)領(lǐng)域 . 本實(shí)用新型涉及電子式過載繼電器技術(shù)領(lǐng)域，具體為 一種電子式加速度
過載繼電器。 '
(二) '
背景技術(shù)：
過載繼電器是一種由過載控制的開關(guān)元器件，其輸出狀態(tài)受規(guī)定的電壓、 電流或其它指標(biāo)的過載控制。電子式過載繼電器是由各種電子元器件組成的 過載控制的開關(guān)元件。電子式過載繼電器工作可靠、壽命長(zhǎng)，控制準(zhǔn)確、耐 環(huán)境能力強(qiáng)。目前國(guó)內(nèi)外己有的電子式過載繼電器品種繁多，功能不同，但 多是用于電壓、電流過載、斷相或三相不平衡檢測(cè)。
加速度過載繼電器即是規(guī)定方向的加速度過載控制的開關(guān)元器件。其安 裝于運(yùn)動(dòng)器件上，當(dāng)該繼電器在規(guī)定方向上所受到的加速度滿足規(guī)定要求時(shí) 其觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換，完成負(fù)載切換?，F(xiàn)有的加速度過載繼電器以機(jī)械式為主，工作 可靠性、壽命、精度、力學(xué)環(huán)境指標(biāo)均較低。目前尚未見有電子式加速度過 載繼電器。
另外為了使電子式加速度過載繼電器在各種供電環(huán)境下均能可靠工作， 需要對(duì)其供電特性進(jìn)行調(diào)整，避免供電環(huán)境對(duì)繼電器工作可靠性的影響。使 加速度過載繼電器的工作更加可靠，控制更加準(zhǔn)確。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種電子式加速度過載繼電器，采用加速度敏 感芯片將規(guī)定方向的加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并有供電特性調(diào)整電路，可 根據(jù)實(shí)際需要對(duì)供電電壓門限，動(dòng)作加速度值、加速度持續(xù)時(shí)間的設(shè)計(jì)值進(jìn) 行調(diào)整。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的電子式加速度過載繼電器，包括信號(hào)處理電路和功率 輸出電路，功率輸出電路包括繼電器，還有供電特性調(diào)整電路和加速度信號(hào) 轉(zhuǎn)換電路。供電特性調(diào)整電路為加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)處理電路和功率 輸出電路供電，加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)處理電路和功率輸出電路依次相連接。
加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路包括加速度敏感芯片及其外圍電路，加速度敏感芯 片將規(guī)定方向上的加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，輸出到信號(hào)處理電路。
信號(hào)處理電路包括微控制器及其外圍電路，微控制器對(duì)加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換 電路輸出的電信號(hào)進(jìn)行判斷，當(dāng)信號(hào)滿足設(shè)定的條件時(shí)微控制器輸出指令給 功率輸出電路進(jìn)行輸出，否則微控制器不發(fā)出功率輸出指令。
功率輸出電路包括繼電器及瞬態(tài)抑制二極管。繼電器接信號(hào)處理電路的 輸出端，當(dāng)收到輸出信號(hào)時(shí)，進(jìn)行功率輸出，即繼電器觸點(diǎn)閉合。瞬態(tài)抑制 二極管與繼電器并聯(lián)，用于抑制繼電器線圈斷電時(shí)的反電動(dòng)勢(shì)。
供電特性調(diào)整電路包括門限控制電路、復(fù)合放大電路和穩(wěn)壓電路，其門 限電路由開關(guān)三極管、穩(wěn)壓二極管、限流電阻組成，當(dāng)輸入電壓超過穩(wěn)壓二 極管的穩(wěn)壓值時(shí)，開關(guān)三極管的基極導(dǎo)通，門限電路開啟，調(diào)整穩(wěn)壓二極管 的穩(wěn)壓值即可調(diào)整門限電路的開通閾值；其復(fù)合放大電路是在門限電路開通 后將開關(guān)三極管輸出的電流放大，作用到開關(guān)三極管的基極，加速開關(guān)三極 管的導(dǎo)通，并維持其導(dǎo)通狀態(tài)；其穩(wěn)壓電路對(duì)開關(guān)三極管輸出的電壓進(jìn)行調(diào) 整后輸出給加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)處理電路和功率輸出電路。
本實(shí)用新型電子式加速度過載繼電器上述電路均安裝于外殼內(nèi)，加速度 信號(hào)轉(zhuǎn)換電路集成于一印制電路板，該印制電路板經(jīng)支架安裝于基架上，且 與外殼某一面相平行。供電特性調(diào)整電路、信號(hào)處理電路和功率輸出電路集 成于同一或另一印制電路板或電路模塊，印制電路板或電路模塊固定于基架 上，各電路接口線由外殼的一端引出。灌封膠密封固定外殼內(nèi)的印制電路板 和/或電路模塊以及基架。外殼上有便于固定的安裝架。
使用時(shí)，本電子式加速度過載繼電器固定安裝于運(yùn)動(dòng)器件，加速度敏感 芯片的敏感方向與規(guī)定加速度方向一致，相關(guān)接口與電源及控制器件相連接。 當(dāng)電源電壓上升到供電特性調(diào)整電路的門限值之后，供電特性調(diào)整電路對(duì)供 電電壓進(jìn)行穩(wěn)壓輸出，為加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和信號(hào)處理電路供電。當(dāng)繼電 器所處器件運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路將其感受到的規(guī)定方向加速度大小 轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出到信號(hào)處理電路，信號(hào)處理電路判斷加速度的大小和持續(xù) 時(shí)間，并與微控制器中存儲(chǔ)的設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)滿足設(shè)定值時(shí)控制功率輸 出電路進(jìn)行輸出，否則不進(jìn)行功率輸出。
本實(shí)用新型電子式加速度過載繼電器的優(yōu)點(diǎn)在于1、工作可靠、壽命長(zhǎng)，控制準(zhǔn)確、耐環(huán)境能力強(qiáng)；2、特有的供電特性調(diào)整電路保證加速度信號(hào)的采 集和信號(hào)處理準(zhǔn)確可靠；3、安裝使用方便。


圖1為本電子式加速度過載繼電器實(shí)施例的電路框圖； 圖2為本電子式加速度過載繼電器的實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖； 圖3為本電子式加速度過載繼電器實(shí)施例的安裝示意圖。 圖內(nèi)標(biāo)號(hào)為
1、接口， 2、外殼，3、功率輸出電路板的電路模塊，4、印制電路板II， 5、基架，6、印制電路板I， 7、絕緣灌封膠。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型電子式加速度過載繼電器的實(shí)施例的電路框圖如圖1所示， 包括供電特性調(diào)整電路、加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)處理電路和功率輸出電 路。供電特性調(diào)整電路為加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)處理電路和功率輸出電 路供電。加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)處理電路和功率輸出電路依次連接。供 電特性調(diào)整電路由外部電源得到供電，加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路敏感于規(guī)定方向 的加速度信號(hào)，信號(hào)處理電路控制功率輸出電路的繼電器按設(shè)定的加速度過 載值接通或斷開。
本實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，供電特性調(diào)整電路包括門限控制電路、 復(fù)合放大電路和穩(wěn)壓電路，其門限電路包括開關(guān)三極管V3，穩(wěn)壓二極管D2， 電阻R1、 R2,輸入電壓經(jīng)防反二極管D1接入開關(guān)三極管V3的發(fā)射極，開關(guān) 三極管V3的發(fā)射極經(jīng)電阻R1和R2接地。穩(wěn)壓二極管D2—端接地、另一端 接三極管VI，三極管VI的基極經(jīng)電阻Rl連接開關(guān)三極管V3的發(fā)射極。穩(wěn) 壓二極管D2的穩(wěn)壓值為本門限電路的門限設(shè)定值，調(diào)整穩(wěn)壓二極管D2的穩(wěn) 壓值即可調(diào)整門限電路的開通閾值。當(dāng)輸入電壓超過穩(wěn)壓二極管D2的穩(wěn)壓值 時(shí)，開關(guān)三極管V3的基極導(dǎo)通，即門限電路開啟。復(fù)合放大電路包括三極管 VI、 V2和電阻R4、 R5，三極管V1的集電極經(jīng)電阻R5、 R4連接開關(guān)三極管 V3的基極，并連接三極管V2的基極；三極管V2的集電極接地、其發(fā)射極經(jīng) 電阻R5與開關(guān)三極管V3的基極相接，在門限電路開通后，三極管VI、 V2 組成的復(fù)合放大電路將開關(guān)三極管V3輸出的電流放大并作用到開關(guān)三極管V3的基極，加速開關(guān)三極管V3的導(dǎo)通并維持其導(dǎo)通狀態(tài)。穩(wěn)壓電路包括電 阻R6、 二極管D3和電容C1，輸入電壓經(jīng)電阻R6和并聯(lián)的二極管D3、電容 Cl降壓調(diào)整穩(wěn)定，接入加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)處理電路和功率輸出電路。 加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路包括加速度敏感芯片Kl及其電阻R8和電容Cx、 Cy 構(gòu)成的外圍電路。加速度敏感芯片K1的相關(guān)接口分別經(jīng)電阻R8和電容Cx、 Cy接地。
信號(hào)處理電路包括微控制器K2及晶振Z、電阻R7。微控制器K2內(nèi)存儲(chǔ) 有加速度的設(shè)定值。微控制器K2將加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路輸出的電信號(hào)與其存 儲(chǔ)的加速度設(shè)定值比較進(jìn)行判斷，當(dāng)信號(hào)滿足設(shè)定的條件時(shí)微控制器K2輸出 指令給功率輸出電路進(jìn)行輸出，否則微控制器K2不發(fā)出功率輸出指令。
功率輸出電路包括繼電器K3、場(chǎng)效應(yīng)管V4和瞬態(tài)抑制二極管D4。繼電 器K3和瞬態(tài)抑制二極管D4并聯(lián)。場(chǎng)效應(yīng)管V4的柵極與信號(hào)處理電路微控制 器K2的輸出端相連，其漏極接繼電器K3。當(dāng)信號(hào)處理電路輸出高電平時(shí)， 場(chǎng)效應(yīng)管V4導(dǎo)通使繼電器K3觸點(diǎn)閉合。當(dāng)信號(hào)處理電路無輸出時(shí)，場(chǎng)效應(yīng) 管V4關(guān)斷，繼電器輸出端K3觸點(diǎn)開路。瞬態(tài)抑制二極管D4與繼電器K3的 線圈兩端相連，吸收繼電器K3線圈斷電時(shí)兩端的瞬態(tài)反電動(dòng)勢(shì)。
本電子式加速度過載繼電器實(shí)施例的安裝如圖3所示，外殼2上有便于 固定的安裝架。其內(nèi)有基架5，含有加速度敏感芯片的加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路 和信號(hào)處理電路集成于同一印制電路板I 6，該印制電路板I 6經(jīng)支架安裝于 基架5上、且與外殼2某一面相平行。供電特性調(diào)整電路的印制電路板I14 安裝于基架5另一側(cè)，功率輸出電路集成于雙面印制板的電路模塊3，電路 模塊3固定于基架5中部，各電路接口 1由外殼2的一端引出。絕緣灌封膠 7灌封印制電路板I6、印制電路板II、電路模塊3、基架5和外殼2為一個(gè) 整體。以使本繼電器避免受到振動(dòng)影響。
本電子式加速度過載繼電器實(shí)施例使用時(shí)固定安裝于運(yùn)動(dòng)部件，加速度 敏感芯片的敏感方向與規(guī)定的加速度方向一致，或者說加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路 面對(duì)的外殼的表面正對(duì)規(guī)定加速度方向，相關(guān)接口與電源及控制器件相連接。 當(dāng)電源電壓上升到供電特性調(diào)整電路的門限值之后，供電特性調(diào)整電路對(duì)供 電電壓進(jìn)行穩(wěn)壓輸出，為加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和信號(hào)處理電路供電。當(dāng)繼電 器所處器件運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路將其感受到的規(guī)定方向加速度大小 轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出到信號(hào)處理電路，信號(hào)處理電路判斷加速度的大小和持續(xù)時(shí)間，并與微控制器中存儲(chǔ)的設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比，如滿足設(shè)定值則控制功率輸 出電路進(jìn)行輸出，控制繼電器的動(dòng)作。
上述實(shí)施例僅是為了方便說明本實(shí)用新型的目的和技術(shù)方案，不起任何 限定作用。本實(shí)用新型主張的權(quán)利保護(hù)范圍并不局限于此實(shí)施例，在本實(shí)用 新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，任何本技術(shù)領(lǐng)域人可想到的變換或替換，都涵蓋 在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種電子式加速度過載繼電器，包括信號(hào)處理電路和功率輸出電路，功率輸出電路包括繼電器，其特征在于還有供電特性調(diào)整電路和加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路；供電特性調(diào)整電路為加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)處理電路和功率輸出電路供電，加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)處理電路和功率輸出電路依次相連接；加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路包括加速度敏感芯片及其外圍電路，加速度敏感芯片將規(guī)定方向上的加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)外圍電路處理后輸出到信號(hào)處理電路；信號(hào)處理電路是包括微控制器及其外圍電路，微控制器對(duì)加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路輸出的電信號(hào)進(jìn)行判斷，當(dāng)信號(hào)滿足設(shè)定的條件時(shí)微控制器輸出指令給功率輸出電路進(jìn)行輸出；功率輸出電路包括繼電器及瞬態(tài)抑制二極管，繼電器接信號(hào)處理電路的輸出端，當(dāng)收到輸出信號(hào)時(shí)，進(jìn)行功率輸出，即繼電器觸點(diǎn)閉合，瞬態(tài)抑制二極管與繼電器并聯(lián)，抑制繼電器線圈斷電時(shí)的反電動(dòng)勢(shì)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子式加速度過載繼電器，其特征在于所述供電特性調(diào)整電路包括門限控制電路、復(fù)合放大電路和穩(wěn)壓電路， 其門限電路由開關(guān)三極管、穩(wěn)壓二極管、限流電阻組成，當(dāng)輸入電壓超過穩(wěn) 壓二極管的穩(wěn)壓值時(shí)，開關(guān)三極管的基極導(dǎo)通，門限電路開啟，調(diào)整穩(wěn)壓二 極管的穩(wěn)壓值即可調(diào)整門限電路的開通閾值；復(fù)合放大電路是在門限電路開 通后將開關(guān)三極管輸出的電流放大，作用到開關(guān)三極管的基極，加速開關(guān)三 極管的導(dǎo)通，并維持其導(dǎo)通狀態(tài)；其穩(wěn)壓電路對(duì)開關(guān)三極管輸出的電壓進(jìn)行 調(diào)整后輸出給加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)處理電路和功率輸出電路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子式加速度過載繼電器，其特征在于 所述各電路均安裝于外殼(2)內(nèi)，加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路集成于印制電路板，該印制電路板安裝于基架(5)上，且與外殼某一面相平行；各電路接口 (1)由外殼(2)的一端引出。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子式加速度過載繼電器，其特征在于所述 供電特性調(diào)整電路、信號(hào)處理電路和功率輸出電路集成于印制電路板或電路 模塊，印制電路板或電路模塊固定于基架(5)上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子式加速度過載繼電器，其特征在于灌封膠灌封印制電路板和/或電路模塊、基架(.5)和外殼(2)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子式加速度過載繼電器，其特征在于 所述外殼(2)上有便于固定的安裝架。
專利摘要本實(shí)用新型為電子式加速度過載繼電器，本繼電器的加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)處理電路和含繼電器的功率輸出電路依次相連接，供電特性調(diào)整電路為各電路供電。加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路包括加速度敏感芯片及其外圍電路，將規(guī)定方向上的加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)送到信號(hào)處理電路。信號(hào)處理電路的微控制器對(duì)電信號(hào)判斷，滿足設(shè)定條件發(fā)出功率輸出指令，繼電器觸點(diǎn)閉合。各電路裝于外殼內(nèi)，引出接口線，灌封固定。使用時(shí)本繼電器固裝于運(yùn)動(dòng)器件，加速度敏感芯片的敏感方向與規(guī)定加速度方向一致，相關(guān)接口與電源及控制器件相連接。本繼電器工作可靠、壽命長(zhǎng)，控制準(zhǔn)確、耐環(huán)境能力強(qiáng)；供電特性調(diào)整電路保證加速度信號(hào)采集、處理準(zhǔn)確可靠。
文檔編號(hào)H01H47/00GK201369291SQ200920140599
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月16日
發(fā)明者孫嘉隆, 張慶宏, 蔣端林 申請(qǐng)人:桂林航天電子有限公司