一種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器，主要由輸入整流電路（1）,儲能電路（2）,啟動電壓檢測及判斷電路（３）,晃電電壓設置電路（４）,晃電時間設置電路（５），繼電器輸出電路（６），晃電狀態(tài)判斷電路（7）組成。實現(xiàn)了交流和直流兩種寬范圍輸入電壓狀態(tài)下，能精確設定繼電器起動電壓值，晃電電壓值，允許晃電時間等；對于時間不超出預設的晃電時間內(nèi)的頻繁的電壓跌落，本繼電器用記錄輸入電壓跌落至設定的晃電電壓值的次數(shù)作為判斷電網(wǎng)電壓波動程度的依據(jù)。繼電器的輸出觸點形式可多樣化，擴展功能強。在連續(xù)生產(chǎn)中要求大量設備在工藝流程上不允許電動機跳閘停機，而供電電源波動又比較大的場合，本實用新型能有效地避免因短暫的斷電或晃電而造成的經(jīng)濟損失、爆炸乃至人身安全。
【專利說明】—種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器，尤其涉及一種工作電壓范圍較寬、能精確設定起動電壓值、晃電電壓值及晃電時間值的繼電器。

【背景技術】
[0002]“晃電”是指因雷擊、短路或其他原因造成的電網(wǎng)短時電壓波動或短時斷電的現(xiàn)象。隨著電網(wǎng)并網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)的日益擴大，以及饋電變壓器容量增大帶來的配電回路的增多，電源瞬時失壓即“晃電”的現(xiàn)象越來越頻繁，其原因是相鄰回路故障引起的電壓波動幾率增加了。由于現(xiàn)代化工礦企業(yè)生產(chǎn)裝置的規(guī)模越來越大，晃電持續(xù)時間雖然比較短，但對生產(chǎn)的影響卻十分巨大，瞬間的電壓波動將造成數(shù)百臺接觸器、電動機跳閘、設備停機，電網(wǎng)電壓恢復后電機不能自行恢復運行，導致連續(xù)生產(chǎn)過程紊亂，并有可能造成生產(chǎn)及設備事故。本繼電器就是為了防止這種現(xiàn)象而設計的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述發(fā)生的電網(wǎng)“晃電”現(xiàn)象，本實用新型提出了一種觸頭數(shù)量可大量擴展，啟動電壓、晃電電壓、允許晃電的時間均可任意設定的寬范圍輸入的繼電器，其輸入信號可以是交流電，也可以是直流電。
[0004]本實用新型通過以下技術方案來實現(xiàn)上述目的:
[0005]本實用新型所述的一種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器包括整流電路，儲能電路，啟動電壓檢測及判斷電路，晃電電壓設置電路，晃電時間設置電路，繼電器輸出電路，晃電狀態(tài)判斷電路。其特征在于:輸入整流電路與儲能電路串聯(lián)；儲能電路的輸出分別與啟動電壓檢測及判斷電路、晃電電壓設置電路串聯(lián)；晃電電壓設置電路和啟動電壓檢測及判斷電路組成邏輯判斷電路輸出晃電判斷信號給晃電時間設置電路；晃電時間設置電路輸出信號控制繼電器輸出電路中繼電器的分合；晃電電壓設置電路提供給晃電狀態(tài)判斷電路信號，由晃電狀態(tài)判斷電路記錄電網(wǎng)電壓跌落至晃電電壓設置電路設定的電壓值以下的次數(shù)。
[0006]上述的整流電路中，交流電通過保險絲、整流橋變成直流電；直流電通過保險絲、整流橋后依然為直流電，整流橋僅起導通作用，不起整流作用。
[0007]上述的儲能電路中，由電阻，二極管給電解電容充電，當電網(wǎng)電壓出現(xiàn)晃電時，電容存貯的能量通過二極管為后級電路提供持續(xù)的能量。
[0008]上述的啟動電壓檢測及判斷電路中，由電阻、用于指示工作狀態(tài)的發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管、通過調(diào)節(jié)其阻值來改變采集輸入電壓值的電位器、電容組成啟動電壓的采樣電路，采樣信號與基準電壓源輸出的基準電壓同時輸入比較器后，在比較器的輸出端產(chǎn)生高電平或低電平信號，再通過由電阻，二極管組成的自鎖電路持續(xù)保持輸出信號。
[0009]上述的晃電電壓設置電路中，由電阻、通過調(diào)節(jié)其阻值來改變采集輸入電壓值的電位器、電容組成晃電電壓的米樣電路，米樣信號與基準電壓源輸出的基準電壓同時輸入比較器后，在比較器的輸出端產(chǎn)生高電平或低電平信號，驅動三極管工作，三極管開通后將啟動電壓檢測及判斷電路中比較器同相端鎖定的高電平拉至低電平，啟動電壓檢測及判斷電路中的運放輸出端由高電平變成低電平，晃電時間設置電路開始計時。
[0010]上述的晃電時間設置電路中，⑶4098是一個可重復觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，其第5腳為下降沿觸發(fā)模式，啟動電壓檢測及判斷電路中的運放輸出端由高電平變成低電平，晃電時間設置電路開始計時并持續(xù)輸出高電平。通過調(diào)節(jié)其阻值來改變晃電時間的電位器、電容組成晃電時間調(diào)節(jié)電路，在預設的晃電時間結束后，晃電時間設置電路輸出側由高電平變成低平，不再為后續(xù)電路提供能量，繼電器釋放。
[0011]上述的繼電器輸出電路由一個或多個密封繼電器組成，輸出端的觸點數(shù)量為一組或多組，觸點類型可以是多組常開形式，也可以是多組常閉形式，也可以是常開常閉混合形式，可根據(jù)需求擴展觸點的數(shù)量。
[0012]上述的晃電狀態(tài)判斷電路中，⑶40161是一個計數(shù)器，記錄在上電期間晃電電壓設置電路輸出端由低電平變成高電平的次數(shù)。⑶40161的第14、13、12、11腳分別對應記錄了
1、2、4、8次電平轉換后輸出相對應的高電平，輸出的高電平信號驅動隔離光耦供遠端采集信號使用。
[0013]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0014](I)可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器的供電方式可以是交流85-264V，也可以是直流100-370V，擴大了其供電范圍。通過電源指示燈及動作指示燈明確指示了繼電器的工作狀態(tài)；
[0015](2)通過采用采樣輸入電壓與內(nèi)部精確基準電壓源進行比較的方式，實現(xiàn)了精準控制繼電器的啟動及判斷電壓的跌落；
[0016]( 3 )晃電時間可在一定范圍內(nèi)任意設定，并且對于時間不超過預設的晃電時間的電壓跌落，繼電器的輸出狀態(tài)不發(fā)生改變，非常有效地避免了生產(chǎn)過程紊亂；
[0017](4)本設計通過記錄電壓跌落次數(shù)來有效判斷對于電網(wǎng)電壓頻繁波動或跌落的嚴重程度，可供遠端采集信號來決定是否切斷電網(wǎng)電壓，避免造成更嚴重的生產(chǎn)事故；
[0018](5)通過在繼電器串聯(lián)電路中選用不同或相同觸頭形式的一個或多個繼電器，可實現(xiàn)多種轉換形式和觸點數(shù)量擴充的繼電器輸出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0020]附圖1是本實用新型的電路框架圖。
[0021]附圖2是本實用新型的電路原理圖。

【具體實施方式】
[0022]如圖1所示，本實用新型所述的輸入整流電路與儲能電路串聯(lián)；儲能電路的輸出分別與啟動電壓檢測及判斷電路、晃電電壓設置電路串聯(lián)；晃電電壓設置電路和啟動電壓檢測及判斷電路組成邏輯判斷電路輸出晃電判斷信號給晃電時間設置電路；晃電時間設置電路輸出信號控制繼電器輸出電路中繼電器的分合狀態(tài)；晃電電壓設置電路提供給晃電狀態(tài)判斷電路信號，由晃電狀態(tài)判斷電路記錄在上電時間里電網(wǎng)電壓跌落至晃電電壓設置電路設定的電壓值以下的次數(shù)。
[0023]如圖2所示，輸入整流電路由保險絲F1、整流電橋BDl組成。輸入電壓經(jīng)輸入整流電路時，首先通過保險絲F1，該裝置起到了保護后續(xù)電路的作用。如果輸入電壓為交流電時，整流電橋BDl起整流作用，輸出直流信號。如果輸入電壓為直流電，整流電橋BDl僅起一個通路的作用，不會改變其輸入電壓。輸入電壓可以為交流85-264V，也可以是直流100-370V。
[0024]如圖2所示，用于限制開機沖擊電流的電阻R1，二極管D1，電容CE1，二極管D2、D3組成儲能電路，當電網(wǎng)電壓正常供電時，一方面通過二極管D2給后級電路供電，同時通過電阻R1，二極管Dl給電容CEl充電；當電網(wǎng)電壓掉電或斷電時，電容CEl通過二極管D3為后級電路供電。
[0025]如圖2所示，電阻R4、用于指示工作狀態(tài)的發(fā)光二極管LEDl、穩(wěn)壓二極管ZD2、電位器RP1、電阻R5、電容CE3共同組成啟動電壓檢測及判斷電路的采樣電路，其中電位器RPl是一個阻值可調(diào)節(jié)的電位器，通過調(diào)節(jié)電位器RPl的阻值，采樣電路就可采集到輸入端輸入的不同電壓值信號?；鶞孰妷涸碔C3是一個精準型的基準電壓源，電源通過電阻R3連接到IC3上，IC3可持續(xù)輸出電壓為2.5V的直流信號。將采樣電路輸出的信號輸入比較器IClA的同相輸入端，把基準電壓2.5V接入比較器IClA的反相輸入端，當采集的輸入信號大于2.5V時，比較器IClA的輸出端由低電平變?yōu)楦唠娖剑偻ㄟ^二極管D4，電阻R6形成自鎖電路，比較器IClA的輸出端一直維持高電平輸出，IClA輸出端通過二極管D5給后續(xù)電路供電。啟動電壓值可以在交流120-264V，直流150-370V范圍內(nèi)任意設定。
[0026]如圖2所示，電阻R7、電位器RP2、電阻R8、電容CE4組成晃電電壓設置電路的采樣電路，其中電位器RP2是一個阻值可調(diào)節(jié)電位器，通過調(diào)節(jié)電位器RP2的阻值，采樣電路就可米集到輸入端輸入的不同電壓值信號。將米樣電路輸出的信號輸入比較器IClB的反相輸入端，將基準電壓2.5V接入比較器IClB的同相輸入端，當采集的輸入信號小于2.5V時，IClB的輸出端由低電平變?yōu)楦唠娖?，三極管Ql導通，將IClA同向端的高電平拉至低電平致使IClA輸出端變成低電平，二極管D5截止。
[0027]如圖2所示，IClA輸出端通過電阻R12與IC2A的第5腳相連，當IClA輸出端變成低電平時，供電電源通過電位器RP3給電容Cl充電。通過調(diào)節(jié)RP3的阻值就可以調(diào)節(jié)電容Cl上的充電時間。在充電時間內(nèi)，IClA第6腳持續(xù)輸出高電平，通過二極管D6給后續(xù)電路供電。IClA是一個可重復觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器⑶4098，在電容Cl充電未完畢之前，如果其第5腳再接收一個高電平轉換成低電平的躍變脈沖，電容Cl將進行重新充電，ICl重新計時。CE5起開機加速清除緩存的作用。
[0028]如圖2所示，經(jīng)過二極管D5或二極管D6的高電平，通過電阻R13、R14，用于指示繼電器動作狀態(tài)的發(fā)光二極管LED2，穩(wěn)壓二極管ZD3給光電耦合器IC4供電。該電路通過光電耦合器IC4的通斷控制繼電器的通斷，有效地避免了因繼電器線圈存在差異，造成同批次產(chǎn)品的啟動電壓等參數(shù)不一致的弊端。選用不同電壓等級或不同觸點形式的繼電器可實現(xiàn)多觸頭多種變換形式的繼電器輸出。電阻R15、R16起限制電流的作用。
[0029]如圖2所示，IClB輸出經(jīng)電阻R10、R11分壓后輸入IC2B，IC2B是一個可重復觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器CD4098，IClB輸出高電平時，IC2B第10腳輸出一定脈沖寬的高電平，脈沖寬度由Rll給電容C2充電的時間確定。IC3是計數(shù)器⑶40161，記錄IC2B第10腳輸出的脈沖個數(shù)，其第14、13、12、11腳分別對應記錄了 1、2、4、8次脈沖，即記錄了對應電壓跌落的次數(shù)。撥碼開關SI用以選擇相應的次數(shù)驅動隔離光耦IC5供遠端采集信號。
【權利要求】
1.一種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器，包括輸入整流電路(I)、儲能電路(2)、啟動電壓檢測及判斷電路(3)、晃電電壓設置電路(4)、晃電時間設置電路(5)、繼電器輸出電路(6)、晃電狀態(tài)判斷電路(7)，其特征在于:輸入整流電路(I)與儲能電路(2)串聯(lián)；儲能電路(2)的輸出分別與啟動電壓檢測及判斷電路(3 )、晃電電壓設置電路(4 )串聯(lián)；晃電電壓設置電路(4 )和啟動電壓檢測及判斷電路(3 )組成邏輯判斷電路輸出晃電判斷信號給晃電時間設置電路(5 );晃電時間設置電路(5 )輸出信號控制繼電器輸出電路(6 )中繼電器的分合狀態(tài)；晃電電壓設置電路(4 )提供給晃電狀態(tài)判斷電路(7)信號，由晃電狀態(tài)判斷電路(7)記錄電網(wǎng)電壓跌落至晃電電壓設置電路(4 )設定的電壓值以下的次數(shù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器，其特征在于:輸入工作電壓范圍是交流85-264V，或者是直流100-370V。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器，其特征在于:儲能電路(2)中，市電通過電阻(Rl)，二極管(Dl)對電解電容(CEl)進行充電，二極管(D2)，二極管(D3)用于隔離市電和電容儲存電量。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器，其特征在于:啟動電壓檢測及判斷電路(3)中，電網(wǎng)電壓經(jīng)過電阻(R2)降壓，穩(wěn)壓二極管(ZDl)穩(wěn)壓，電解電容(CE2)濾波后產(chǎn)生供電電源；比較器(IClA)的反向輸入端接電阻(R3)和精密基準電壓源TL431(IC3)，獲取2.5V精準電壓；電阻(R4)、用于指示通電狀態(tài)的發(fā)光二極管(LED1)、穩(wěn)壓二極管(ZD2 )、通過調(diào)節(jié)其阻值來改變采集輸入電壓值的電位器(RPI)、電阻(R5 )、電容(CE3 )組成啟動電壓的采樣電路，送入比較器(IClA)的同向輸入端，與反向輸入端的2.5V進行比較；當采集的信號大于2.5V時，比較器輸出高電平，驅動后級電路工作實現(xiàn)繼電器的開啟動作；比較器(IClA )的輸出端通過二極管(D4)和電阻(R6)與同向端形成正反饋，以保持其輸出端一直維持高電平，防止繼電器在開啟電壓附近頻繁吸合和斷開。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器，其特征在于:晃電電壓設置電路(4 )中，電網(wǎng)電壓經(jīng)過電阻(R7)降壓，通過調(diào)節(jié)其阻值來改變采集輸入電壓值的電位器(RP2)、電阻(R8)、電容(CE4)組成掉電電壓的采樣電路，送入比較器(IClB)的反向輸入端，與其同向輸入端的2.5V進行比較；當電網(wǎng)電壓晃動時，比較器(IClB)的反向輸入端采集的電壓低于2.5V時，比較器(IClB)輸出高電平驅動三極管(Ql)工作，將比較器(IClA)同向端的電平拉至低電平。
6.根據(jù)權利要求1和權利要求4所述的一種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器，其特征在于:晃電時間設置電路(5)中，比較器(IClA)的輸出端進行高低電平轉換時，連接在電源端的電位器(RP3)對電容(Cl)進行充放電，觸發(fā)集成電路⑶4098 (IC2A)進行精確計時；計時期間，集成電路CD4098 (IC2A)的第6腳一直維持高電平輸出，以維持繼電器輸出電路(6 )繼續(xù)工作；通過改變電位器(RP3)阻值的大小可以改變計時時間的長短；電容(CE5)起上電加速清除緩存作用。
7.根據(jù)權利要求1、4和6所述的一種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器，其特征在于:電壓檢測及判斷電路(3)中比較器(IClA)的輸出端通過二極管(D5)，晃電時間設置電路(5)中集成電路CD4098 (IC2A)的第6腳通過二極管(D6)，兩者共同通過電阻(R13)、電阻(R14)、用于指示繼電器工作狀態(tài)的發(fā)光二極管(LED2)和穩(wěn)壓二極管(ZD3)，為光電耦合器(IC4)提供持續(xù)電流，只要此電流一直得以維持，繼電器(J1)、繼電器(J2)就一直維持在工作狀態(tài)；同時通過繼電器(J1)、繼電器(J2)的電流經(jīng)過光電耦合器(IC3)為比較器(IC1A)、比較器(IC1B)、集成電路 CD4098 (IC2A)、集成電路 CD4098 (IC2B)、集成電路 CD40161 (IC6)提供持續(xù)工作電流；改變繼電器(J1)、繼電器(J2)串聯(lián)或并聯(lián)的個數(shù)、改變繼電器(J1)、繼電器(J2)的輸出觸點形式就能改變晃電繼電器的輸出觸點形式及觸點數(shù)量。
8.根據(jù)權利要求1和5所述的一種可調(diào)靜態(tài)晃電繼電器，其特征在于:比較器(IClB)的輸出端由低電平變成高電平時，高電平輸入集成電路CD4098 (IC2B)的12腳，輸出端第9腳開始輸出高電平，輸出高電平的維持時間通過電阻(Rll)給電容(C2)充電時間來決定，為計數(shù)器(IC6)提供一個穩(wěn)定可 靠的采集信號；IC6是4位可編程計數(shù)器CD40161，其14、.13、12、11分別是記錄到1、2、4、8次晃電的輸出端口，選擇其中一個端口可作為判斷電網(wǎng)電壓晃電嚴重程度的依據(jù)，并將此信號輸出給光電耦合器(IC5)供遠端采集信號使用。
【文檔編號】H01H47/00GK203859065SQ201420303758
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月10日 優(yōu)先權日:2014年6月10日
【發(fā)明者】羅明富, 任志昊, 王成 申請人:成都歐安電氣有限公司