具有状态监测功能的电磁继电器制造技术

本发明专利技术涉及智能监测技术领域，提出了具有状态监测功能的电磁继电器，均与主控芯片连接的线圈电流检测电路和主回路电流检测电路，主回路电流检测电路包括依次连接的电流采集电路、整流电路和有效值转换电路，有效值检测电路与主控芯片连接，电流采集电路包括依次连接的罗氏线圈和运放U1A，罗氏线圈用于检测主回路电流，罗氏线圈的输出端接入运放U1A的反相输入端，运放U1A的同相输入端接地，运放U1A的输出端通过电容C1反馈至反相输入端，运放U1A的输出端作为电流采集电路的输出，接入整流电路。通过上述技术方案，解决了现有技术中电路故障排查费时费力的问题。故障排查费时费力的问题。故障排查费时费力的问题。

【技术实现步骤摘要】
具有状态监测功能的电磁继电器


[0001]本专利技术涉及智能监测
，具体的，涉及具有状态监测功能的电磁继电器。

技术介绍

[0002]电磁继电器主要由电磁机构和触点组成，其工作原理为：在线圈两端加上电压或通入电流，产生电磁力，当电磁力大于弹簧反力时，吸动衔铁使常开常闭接点动作；当线圈的电压或电流下降或消失时衔铁释放，接点复位。电磁继电器广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。继电器能否正确动作，对于电路系统及设备的连续可靠运行十分重要。以高铁车厢为例，高铁车厢中会设置数量众多的继电器和接触器。其中任一继电器或接触器动作错误都会造成高铁运营故障，对继电器的状态监测可以及时发现故障点，加快维修进度。

技术实现思路

[0003]本专利技术提出具有状态监测功能的电磁继电器，解决了相关技术中电路故障排查费时费力的问题。
[0004]本专利技术的技术方案如下：包括均与主控芯片连接的线圈电流检测电路和主回路电流检测电路，
[0005]所述主回路电流检测电路包括依次连接的电流采集电路、整流电路和有效值转换电路，所述有效值检测电路与所述主控芯片连接，
[0006]所述电流采集电路包括依次连接的罗氏线圈和运放U1A，所述罗氏线圈用于检测所述主回路电流，所述罗氏线圈的输出端接入所述运放U1A的反相输入端，所述运放U1A的同相输入端接地，所述运放U1A的输出端通过电容C1反馈至反相输入端，所述运放U1A的输出端作为所述电流采集电路的输出，接入所述整流电路。
[0007]进一步，所述电流采集电路还包括电阻R3，所述电阻R3并联在所述电容C1的两端。
[0008]进一步，所述整流电路包括电阻R4、电阻R5、运放U2A和运放U2B，所述电阻R4和所述电阻R5串联，所述电阻R4的一端与所述电流采集电路的输出端连接，所述电阻R5的一端接地，所述电阻R4和所述电阻R5的串联点接入所述运放U2A的同相输入端，所述运放U2A的输出端反馈连接至反相输入端，
[0009]所述运放U2A的输出端接入所述运放U2B的同相输入端，所述运放U2B的反相输入端通过电阻R6与所述电流采集电路的输出端连接，所述运放U2B的反相输入端通过电阻R1接地，所述运放U2B的输出端通过电阻R7反馈至反相输入端，所述运放U2B的输出端作为所述整流电路的输出，接入所述有效值转换电路。
[0010]进一步，所述整流电路和所述有效值转换电路之间设置有滤波电路，所述滤波电路包括电阻R8和电容C2，所述电阻R8的第一端与所述运放U2B的输出端连接，所述电阻R8的第二端通过电容C2接地，所述电阻R8的第二端作为所述滤波电路的输出。
[0011]进一步，所述有效值转换电路包括均方根转换芯片U4，所述均方根转换芯片U4的
输入端与所述整流电路的输出连接，所述均方根转换芯片U4的输出端作为所述有效值转换电路的输出，
[0012]所述均方根转换芯片U4的RMS/OUT端与CAV端之间连接有电容C3，所述均方根转换芯片U4的RMS/OUT端还依次通过电阻R9、电阻R10和电容C4接地。
[0013]进一步，所述线圈电流检测电路(4)包括采样电阻R11和运放U1B，所述采样电阻R11与线圈K1串联，
[0014]所述电阻R11的一端通过电阻R18接入所述运放U1B的反相输入端，所述电阻R11的另一端接入所述运放U1B的同相输入端，所述运放U1B的输出端通过电阻R12反馈至反相输入端，所述运放U1B的输出端作为所述线圈电流检测电路(4)的输出，接入所述主控芯片。
[0015]进一步，还包括触点阻抗监测电路，所述触点阻抗监测电路包括电阻R17、稳压管D1、运放U2C、三极管Q1、电阻R13、电阻R15、电阻R14、电阻R20和运放U2D，
[0016]所述电阻R17的一端与电源+12V连接，所述电阻R17的另一端与稳压管D1的阴极连接，所述稳压管D1的阳极接地，所述稳压管D1的阴极接入所述运放U2C的同相输入端，所述运放U2C的输出端接入所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的集电极与电源+12V连接，所述三极管Q1的发射极与电阻R13的第一端连接，所述电阻R13的第二端通过电阻R14接地，
[0017]所述电阻R20的第一端与所述三极管Q1的发射极连接，所述电阻R20的第二端与触点K1_1的第一端连接，触点K1_1的第二端通过电阻R15接地，所述触点K1_1的第二端接入所述运放U2C的反相输入端，所述触点K1_1的第二端还接入所述运放U2D的同相输入端，所述电阻R13的第二端接入所述运放U2D的反相输入端，所述运放U2D的输出端通过电阻R16反馈连接至反相输入端，
[0018]所述运放U2D的输出端作为所述触点阻抗检测电路的输出，接入所述主控芯片。
[0019]进一步，还包括通信模块，所述通信模块与所述主控芯片连接。
[0020]本专利技术的工作原理及有益效果为：
[0021]本专利技术中线圈电流检测电路用于实时监测线圈电流，并发送至主控芯片，主控芯片把线圈电流从零增大到第一设定值的时刻，作为线圈上电时间，把线圈电流小于第一设定值的时刻作为线圈断电时间；主回路电流检测电路用于实时监测主回路电流，并发送至主控芯片，把主回路电流从零增大到第二设定值的时刻，作为触点闭合时间，把主回路电流降低到第二设定值的时刻，作为触点断开时间。
[0022]通过计算线圈上电时间和触点闭合时间的差值，可以得到触点的吸合时间；同理，通过计算线圈断电时间和触点断开时间的差值，可以得到触点的关断时间。触点的吸合时间和断开时间可以反映触点的老化情况，及时发现处于“亚健康状态”的继电器，避免继电器彻底坏掉、导致整个电路系统出现异常。
[0023]其中，主回路电流检测电路的工作原理为：首先将罗氏线圈套设在主回路的导线上，罗氏线圈感应输出电压信号；运放U1A及电容C1构成积分电路，将罗氏线圈输出的电压信号进行积分，得到与主回路电流成比例的交流电压信号。该交流电压信号依次经整流电路整流、有效值转换电路之后，得到交流电压的有效值，该交流电压的有效值与第二设定值进行比较，可以得到触点的闭合时间。
[0024]电流检测常用的方法是霍尔电流传感器，但是霍尔传感器启动时间长，无法捕捉主回路的上电时间，从而无法准确监测触点闭合时间；本专利技术采用罗氏线圈和积分电路进
行主回路电流的采集，有利于准确监测继电器的闭合时间。
附图说明
[0025]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0026]图1为本专利技术中电流采集电路原理图；
[0027]图2为本专利技术中整流电路和有效值转换电路原理图；
[0028]图3为本专利技术中线圈电流检测电路原理图；
[0029]图4为本专利技术中触点阻抗监测电路原理图；
[0030]图中：1电流采集电路，2整流电路，3有效值转换电路，4线圈电流检测电路，5触点阻抗监测电路。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具有状态监测功能的电磁继电器，所述电磁继电器包括线圈和触点，所述触点用于控制主回路的通断，其特征在于，包括均与主控芯片连接的线圈电流检测电路(4)和主回路电流检测电路，所述主回路电流检测电路包括依次连接的电流采集电路(1)、整流电路(2)和有效值转换电路(3)，所述有效值检测电路与所述主控芯片连接，所述电流采集电路(1)包括依次连接的罗氏线圈和运放U1A，所述罗氏线圈用于检测所述主回路电流，所述罗氏线圈的输出端接入所述运放U1A的反相输入端，所述运放U1A的同相输入端接地，所述运放U1A的输出端通过电容C1反馈至反相输入端，所述运放U1A的输出端作为所述电流采集电路(1)的输出，接入所述整流电路(2)。2.根据权利要求1所述的具有状态监测功能的电磁继电器，其特征在于，所述电流采集电路(1)还包括电阻R3，所述电阻R3并联在所述电容C1的两端。3.根据权利要求1所述的具有状态监测功能的电磁继电器，其特征在于，所述整流电路(2)包括电阻R4、电阻R5、运放U2A和运放U2B，所述电阻R4和所述电阻R5串联，所述电阻R4的一端与所述电流采集电路(1)的输出端连接，所述电阻R5的一端接地，所述电阻R4和所述电阻R5的串联点接入所述运放U2A的同相输入端，所述运放U2A的输出端反馈连接至反相输入端，所述运放U2A的输出端接入所述运放U2B的同相输入端，所述运放U2B的反相输入端通过电阻R6与所述电流采集电路(1)的输出端连接，所述运放U2B的反相输入端通过电阻R1接地，所述运放U2B的输出端通过电阻R7反馈至反相输入端，所述运放U2B的输出端作为所述整流电路(2)的输出，接入所述有效值转换电路(3)。4.根据权利要求3所述的具有状态监测功能的电磁继电器，其特征在于，所述整流电路(2)和所述有效值转换电路(3)之间设置有滤波电路，所述滤波电路包括电阻R8和电容C2，所述电阻R8的第一端与所述运放U2B的输出端连接，所述电阻R8的第二端通过电容C2接地，所述电阻R8的第二端作为所述滤波电路的输出。5.根据权利要求1所述的具有状态监测功能的电磁继电器，其特征在于，所述有效值转换电路(3)包括均方根转换芯片U4，所述均方根转换芯片U4的输入端与所述整流电路(2)的输出连接，所述均方根转换芯片U4的输出端作为所述有效值转换电路(3)的输出，所述均方根转换芯片U4的RMS/OUT端与CAV端之间连接有电容C3，所述均方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世鸣，
申请(专利权)人：苏州迪芬德物联网科技有限公司，
类型：发明
国别省市：