專利名稱：基于電流傳變隔離技術(shù)的繼電器驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備對(duì)出口繼電器的控制，屬于工業(yè)測(cè)控技術(shù) 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備是當(dāng)電力系統(tǒng)中的電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行時(shí)，快 速而準(zhǔn)確地使斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的自動(dòng)裝置。繼電保護(hù)設(shè)備使斷路器跳閘利用的技術(shù) 就是設(shè)備內(nèi)部控制芯片控制出口繼電器的動(dòng)作。因此，如何設(shè)計(jì)可靠的繼電器的驅(qū)動(dòng)電路 是電力系統(tǒng)繼電器保護(hù)設(shè)備必須考慮的問題。繼電器的驅(qū)動(dòng)電路可以使用普通三極管或者達(dá)林頓管搭建一個(gè)共射級(jí)放大電路， 繼電器的線圈接入該放大電路的輸出端，微控制器驅(qū)動(dòng)三極管或者達(dá)林頓管的基極，控制 其通斷達(dá)到控制繼電器動(dòng)作的目的。這些方法都存在很大的缺點(diǎn)，使用普通三極管直接控 制繼電器，容易受到三極管輸出集電極電流的限制，只適合小功率繼電器的驅(qū)動(dòng)；使用達(dá)林 頓管直接控制繼電器，雖然能提高驅(qū)動(dòng)電流，但和三極管驅(qū)動(dòng)電路一樣，輸入端和輸出端直 接耦合在一起，很容易受外部環(huán)境干擾，引起繼電器誤動(dòng)作。當(dāng)今社會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)可靠性的要求越來越高，而電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行環(huán) 境越來越復(fù)雜，因此保證電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備抗干擾能力越來越重要。直接使用三極管 或者達(dá)林頓管控制繼電器的方法急需改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種基于電流傳 變隔離技術(shù)的繼電器驅(qū)動(dòng)電路，保證繼電器出口邏輯正確的基礎(chǔ)上，提高系統(tǒng)的抗干擾能 力和可靠性。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種基于電流傳變隔離技術(shù)的繼電器驅(qū) 動(dòng)電路，其特征在于包括達(dá)林頓光耦，所述達(dá)林頓光耦內(nèi)部使用紅外發(fā)光二極管作為源 邊的發(fā)光器件，使用光電三極管作為副邊接收器件，所述達(dá)林頓光耦源邊紅外發(fā)光二極管 的陰極與控制器的控制信號(hào)輸出端連接，紅外發(fā)光二極管的陽極串聯(lián)限流電阻后與控制電 源相連，所述達(dá)林頓光耦副邊光電三極管的集電極串聯(lián)繼電器線圈后與繼電器驅(qū)動(dòng)電源相 連，光電三極管的發(fā)射極接地。本技術(shù)方案是以達(dá)林頓光耦為核心，將微控制器或其他控制器件的控制信號(hào)在達(dá) 林頓光耦源邊轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，通過控制光電流的大小，控制達(dá)林頓光耦副邊的輸出電流，達(dá) 到驅(qū)動(dòng)繼電器線圈的目的。達(dá)林頓光耦源邊和副邊之間使用的是光電傳輸，這樣就實(shí)現(xiàn)了光電隔離，有效的 將繼電器線圈和繼電器控制用的數(shù)字電路隔離開來，減少了外界干擾對(duì)繼電器動(dòng)作回路的 影響。而達(dá)林頓光耦副邊的強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力，又保證能提供給繼電器足夠的驅(qū)動(dòng)電流，保證其可 靠動(dòng)作。同時(shí)達(dá)林端光耦副邊具有的飽和特性，又能有效抑制繼電器驅(qū)動(dòng)回路的最大電流，對(duì)繼電器驅(qū)動(dòng)電路提供了保護(hù)作用。本實(shí)用新型的工作原理如下達(dá)林頓光耦內(nèi)部使用紅外發(fā)光二極管作為源端的發(fā) 光器件，使用光電三極管作為副邊接收器件。紅外發(fā)光二極管由源邊外部電流控制其發(fā)光 光電流的大小，傳輸?shù)焦怦罡边?，副邊光電三極管的基極接收這個(gè)光電流，然后利用其達(dá)林 頓結(jié)構(gòu)進(jìn)行放大，提供給繼電器線圈。達(dá)林頓光耦內(nèi)部的電流傳輸比(CTR)較為穩(wěn)定，這 樣，通過改變?cè)催叺碾娏鞯拇笮。軌虻玫娇梢灶A(yù)知的副邊輸出電流，這樣就達(dá)到了控制繼 電器和限制繼電器電流的目的。達(dá)林頓副邊使用的是達(dá)林頓結(jié)構(gòu)，這樣就可以用源邊輸入 小電流獲得副邊輸出大電流，實(shí)現(xiàn)直接控制繼電器的目的。達(dá)林頓光耦源邊和副邊利用光 進(jìn)行耦合，實(shí)現(xiàn)了源邊和副邊的光電隔離，這樣就有效的抑制了外界的干擾。達(dá)林頓光耦副 邊使用的光電三極管，這種器件有飽和電流的限制，利用這個(gè)特性，可有效的限制通過繼電 器線圈的過電流，對(duì)整個(gè)電路起到了保護(hù)作用。這種使用達(dá)林頓光耦，利用電流傳變技術(shù)，微控制器或其他控制器件隔離驅(qū)動(dòng)繼 電器，即為繼電器的電流傳變隔離驅(qū)動(dòng)技術(shù)。本實(shí)用新型的有益效果如下(1)本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；(2)實(shí)現(xiàn) 光電隔離，有效控制外界干擾；C3)能有效控制驅(qū)動(dòng)電流，保護(hù)繼電器電路。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1電路框圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2電路框圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1所示，本實(shí)施例的基于電流傳變隔離技術(shù)的繼電器驅(qū)動(dòng)電路，包括達(dá)林頓 光耦，達(dá)林頓光耦內(nèi)部使用紅外發(fā)光二極管作為源邊的發(fā)光器件，使用光電三極管作為副 邊接收器件，達(dá)林頓光耦源邊紅外發(fā)光二極管的陰極與微控制器(MCU)的控制信號(hào)輸出端 連接，紅外發(fā)光二極管的陽極串聯(lián)限流電阻后與控制電源相連，所述達(dá)林頓光耦副邊光電 三極管的集電極串聯(lián)繼電器線圈后與繼電器驅(qū)動(dòng)電源相連，光電三極管的發(fā)射極接地。圖 中虛線框部分為本實(shí)用新型的核心內(nèi)容。微控制器(MCU)、達(dá)林頓光耦源邊發(fā)光二極管、限流電阻和控制電源形成一個(gè)回 路。在微控制器發(fā)出繼電器動(dòng)作信號(hào)后，流過發(fā)光二極管的電流轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，耦合進(jìn)達(dá)林 頓光耦副邊的光電三極管中。光電三極管獲取該光信號(hào)，轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并進(jìn)行放大，使流 過與之連接的繼電器線圈的電流達(dá)到其額定動(dòng)作點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)繼電器的動(dòng)作。繼電器有不同的型號(hào)，不同型號(hào)之間的繼電器要求的動(dòng)作電流不同。這種情況下， 改變圖1中限流電阻的阻值，使達(dá)林頓光耦源邊輸入電流變化，進(jìn)而使光耦副邊的輸出電 流變化，使副邊的輸出電流滿足所連接的繼電器所需的動(dòng)作電流，這樣就可以在不改變電 路結(jié)構(gòu)的前提下，完成對(duì)多種繼電器的驅(qū)動(dòng)。如果繼電器的封裝相同，只是需要的驅(qū)動(dòng)電流 不同，使用上述結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電路，可以使多種繼電器的驅(qū)動(dòng)電路使用同一種印刷電路板。實(shí)施例2[0020]如圖2所示，本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)之上進(jìn)行了一定的變化，達(dá)林頓光耦源邊 紅外發(fā)光二極管的陰極串聯(lián)一反相器后與微控制器的控制信號(hào)輸出端連接?？刂齐娫礊?V 電源，繼電器驅(qū)動(dòng)電源為MV電源，相應(yīng)的繼電器線圈為24V線圈。圖中使用微控制器(MCU)的一個(gè)通用輸入輸出口(10 口)，經(jīng)過一個(gè)反相器，接入 達(dá)林頓光耦源邊發(fā)光二極管的陰極。在MCU輸出高電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)一個(gè)24V繼電器動(dòng)作。除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變 換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.基于電流傳變隔離技術(shù)的繼電器驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于包括達(dá)林頓光耦，所述達(dá) 林頓光耦內(nèi)部使用紅外發(fā)光二極管作為源邊的發(fā)光器件，使用光電三極管作為副邊接收器 件，所述達(dá)林頓光耦源邊紅外發(fā)光二極管的陰極與控制器的控制信號(hào)輸出端連接，紅外發(fā) 光二極管的陽極串聯(lián)限流電阻后與控制電源相連，所述達(dá)林頓光耦副邊光電三極管的集電 極串聯(lián)繼電器線圈后與繼電器驅(qū)動(dòng)電源相連，光電三極管的發(fā)射極接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電流傳變隔離技術(shù)的繼電器驅(qū)動(dòng)電路，其特征是所述 達(dá)林頓光耦源邊紅外發(fā)光二極管的陰極串聯(lián)一反相器后與控制器的控制信號(hào)輸出端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電流傳變隔離技術(shù)的繼電器驅(qū)動(dòng)電路，其特征是所述 控制器為微控制器。
專利摘要基于電流傳變隔離技術(shù)的繼電器驅(qū)動(dòng)電路，包括達(dá)林頓光耦，達(dá)林頓光耦源邊紅外發(fā)光二極管的陰極與控制器的控制信號(hào)輸出端連接，紅外發(fā)光二極管的陽極串聯(lián)限流電阻后與控制電源相連，所述達(dá)林頓光耦副邊光電三極管的集電極串聯(lián)繼電器線圈后與繼電器驅(qū)動(dòng)電源相連，光電三極管的發(fā)射極接地。本技術(shù)方案是以達(dá)林頓光耦為核心，將微控制器或其他控制器件的控制信號(hào)在達(dá)林頓光耦源邊轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，通過控制光電流的大小，控制達(dá)林頓光耦副邊的輸出電流，達(dá)到驅(qū)動(dòng)繼電器線圈的目的。本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；實(shí)現(xiàn)光電隔離，有效控制外界干擾；能有效控制驅(qū)動(dòng)電流，保護(hù)繼電器電路。
文檔編號(hào)H01H47/00GK201877363SQ20102066269
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者劉宏博, 周華良, 夏雨, 鄒志楊, 鄭玉平, 馬玉龍 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院