CN103529341A - 用于负控终端的遥控回路检测电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于负控终端的遥控回路检测电路，包括遥控输出继电器、CPU、保护电路、整流电路、一级光耦检测电路和检测信号输出电路，遥控输出继电器的常开触点端与保护电路连接，保护电路与整流电路连接，整流电路与一级光耦检测电路连接，一级光耦检测电路与检测信号输出电路连接，检测信号输出电路与CPU的I/O端口连接。本发明接在遥控输出继电器的常开触点端和公共触点端之间。本发明不需要外部设备反馈信号，在遥控执行之前就能提前知道回路的状态正常与否，并保证终端跳闸动作能够正常执行。本发明电路简单，占用空间小；实现简单可靠，成本低廉。

Description

用于负控终端的遥控回路检测电路

技术领域

本发明涉及一种遥控回路检测电路，特别涉及一种用于负控终端的遥控回路检测电路。

背景技术

目前，终端通过外部执行设备反馈的遥信信号得知遥控输出的执行状态。这种方式的缺点在于不能提前得知遥控回路的状态，不能提前判断回路的正确与否，只有在遥控执行后才能得知具体情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种为终端提供遥控回路状态且不需要外部设备提供反馈信号的用于负控终端的遥控回路检测电路。

本发明提供的这种用于负控终端的遥控回路检测电路，包括遥控输出继电器、CPU、保护电路、整流电路、光耦检测电路和检测信号输出电路，遥控输出继电器与保护电路连接，保护电路与整流电路连接，整流电路与光耦检测电路连接，光耦检测电路与检测信号输出电路连接，检测信号输出电路与CPU的I/O端口连接。

所述整流电路的一个输入端通过保护电路与所述遥控输出继电器的常开触点端连接，该整流电路的另一个输入端与所述遥控输出继电器的公共触点端连接。所述光耦检测电路采用包括一个光耦的一级光耦检测电路或者采用包括两个光耦的二级光耦检测电路。所述保护电路包括热敏电阻和若干分压电阻。所述整流电路采用全波整流桥式电路。所述一级光耦检测电路包括一级光耦、一个输出电阻和一个检测电容。所述二级光耦检测电路包括一级光耦、二级光耦、一个输出电阻、一个三极管和一个检测电容。所述一级光耦采用二极管驱动电流不大于0.5mA、电流传输比不小于300%且耐压值满足4kV的光耦。所述输出电阻采用阻值不小于100kΩ的电阻。所述检测电容采用不大于1μF的无极性电容。

本发明接在遥控输出继电器的常开触点端和公共触点端之间。本发明不需要外部设备反馈信号，在遥控执行之前就能提前知道回路的状态正常与否，并保证终端跳闸动作能够正常执行。由于采用了整流桥电路，当外部接入直流设备的时候，本发明可以无视接入的正反极性，正常检测。本发明电路简单，占用空间小；实现简单可靠，成本低廉。

附图说明

图1是本发明的原理框图。

图2是本发明的一种具体实施方式电路图。

图3是本发明的一级光耦的内部结构图。

具体实施方式

本发明的一端与遥控输出继电器的常开触点端连接，另一端与该继电器的公共触点端连接。

本发明包括遥控输出继电器、CPU、保护电路、整流电路、光耦检测电路和检测信号输出电路。

现有设备与遥控输出继电器的常开触点连接：遥控输出继电器的常开触点端通过保护电路与整流电路的一个输入端连接，该继电器的公共触点端与整流电路的另一个输入端连接；整流电路的输出端与光耦检测电路的输入端连接，光耦检测电路的输出端与检测信号输出电路的输入端连接，检测信号输出电路的输出端与CPU的I/O端口连接。

本发明的光耦检测电路可采用仅包括1个光耦的光耦检测电路，也可采用包括2个光耦的光耦检测电路。

如图1所示，本发明包括遥控输出继电器、CPU、保护电路、整流电路、一级光耦检测电路、二级光耦检测电路和检测信号输出电路。

遥控输出继电器的常开触点端通过保护电路与整流电路的一个输入端连接，该继电器的公共触点端与整流电路的另一个输入端连接；整流电路的输出端与一级光耦检测电路连接，一级光耦检测电路与二级光耦检测电路连接，二级光耦检测电路与检测信号输出电路的输入端连接，检测信号输出电路的输出端与CPU的I/O端口连接。

保护电路有过流保护，防止后端故障影响整个遥控回路。

整流电路的作用主要是针对遥控设备电源为直流的时候，经过整流后，外部遥控设备的接线不管接正接负，遥控回路都能正确的检测出回路状态。

以常开触点为例：假设目前常用的遥控设备电源有两种，交流220/380V或者直流24V-100V。如果遥控回路正常，那么继电器的常开触点之间就存在电压，电压范围在AC220/380V±20%或者DC24V-100V。

电压经过有过流保护的保护电路，然后经过一系列的电压分压后，再经由整流电路进入第一级光耦，驱动该光耦的发光二极管导通，然后该一级光耦的信号驱动第二级光耦的发光二极管导通，最后该二级光耦的输出信号输入到CPU 的I/O端口。此时，CPU根据初始的状态来判断当前遥控回路处于何种状态。当外部遥控设备与交流设备连接的时候，输入给CPU的IO端口的信号为方波信号；当外部遥控设备与直流设备连接的时候，输入给CPU的IO端口的信号为一个常态的电平信号。

下面以外部交流设备与遥控回路的常开触点连接、光耦检测电路采用包括2个光耦的光耦检测电路的情形为例，对本发明作进一步的说明。

如图2所示，虚线左边是外部遥控回路所接的设备，在此用交流的继电器代替。本发明包括继电器、外部交流电源AC、遥控输出继电器、热敏电阻PTC3、分压电阻电路、整流桥REC1、光耦D9、输出电阻R60、光耦D10和三极管V17。

遥控输出继电器包括常开触点端NO、遥控输出继电器的公共触点端COM。

分压电阻电路包括电阻R62、电阻R55、电阻R56、电阻R59、电阻R57、电阻R58和电阻R61。

外部交流电源AC的一端与遥控输出继电器的常开触点端NO连接，该电源的另一端通过继电器与遥控输出继电器的公共触点端COM连接。上述常开触点端NO通过热敏电阻PTC3串联分压电阻电路与整流桥REC1的1端连接，该整流桥的2端与遥控输出继电器的公共触点端COM连接，其3端与光耦D9的2脚连接，其4端与该光耦D9的3脚连接，该整流桥的3端和4端之间还接有一无极性电容C23。光耦D9的8脚通过电阻R64与光耦D10的阳极端连接；光耦D9的6脚和8脚均与电源V12P0_ISO连接；该光耦D9的5脚通过输出电阻R60接地，该5脚还通过电阻R54与三极管V17的基极连接。三极管V17的集电极与光耦D10的阴极端连接，其发射极接地。光耦D10的集电极端通过电阻R63与电源V3P3连接，该集电极还与CPU的I/O管脚连接，用于传递检测信号detec；该光耦D10的集电极端和射极端之间还接有一无极性电容C24；该光耦D10的射极端接地。

从图中可以看出，外部遥控设备正常工作的回路为外部交流电源AC、遥控输出继电器的常开触点端NO、遥控输出继电器的公共触点端COM、继电器、外部交流电源AC，也就是说外部的电源的遥控执行设备接到遥控输出继电器的常开触点之间。遥控检测回路为外部交流电源AC、遥控输出继电器的常开触点端NO、热敏电阻PTC3、电阻R62、电阻R55、电阻R56、电阻R59、电阻R57、电阻R58、电阻R61、整流桥REC1、遥控输出继电器的公共触点端COM、继电器、外部交流电源AC。

初始状态时，终端上电，遥控输出继电器的触点外部没有接任何设备，上述遥控检测回路中不存在电源，光耦D9不能导通，从而三极管V17的基极没有电压，三极管不能导通，所以光耦D10也不能导通，检测信号detec由于电阻R63的上拉作用，所以CPU的I/O管脚一直读入高电平信号。若此时外部接入交流设备，那么上述遥控检测回路存在电压，电压通过热敏保护以及电阻分压，然后通过整流桥REC1使光耦D9导通，输出电阻R60上产生电压，促使三极管V17导通，从而光耦D10导通，检测信号detec被导通的光耦D10拉到地，CPU的I/O管脚读入的信号变成低电平信号。

因为外部接入的是50Hz交流设备，所以检测信号detec是一个方波信号，但是占空比不一定是1:1，这是由具体电路的参数决定。如果外部接的是直流信号，那么当外部接入设备并且回路正常的时候，检测信号detec是一个常低的信号。CPU可通过读取检测信号detec的状态，判断当前遥控回路是否正常；如果有需要，CPU还可根据这一信号判断当前外部接入的是直流设备还是交流设备。

本发明还有第二种电路实现方案，仅采用一个光耦。具体电路连接是：去掉图2中光耦10、上拉电阻R63和电源V3P3，将电阻R64的2脚与三极管V17的3脚连接，该三极管的3脚与CPU的I/O管脚连接，用于传递检测信号detec。电容C24接于三极管3脚和地之间。

在此采用了如图2所示的三极管驱动光耦的方案。三极管所需要的驱动电流和驱动电压都很小，所以采用三极管的方式不仅能满足设计要求，还经济适用。因此，采用由三极管驱动第二级光耦的实施方式，也就是采用两级光耦的电路实施方案为优选。

本发明设计的难点在于：1. 外部设备电压范围在AC220/380V±20%或者DC24V-100V，电压跨度很大；2. 遥控回路自身的电流要限制在2mA以内，防止回路电流过大造成设备误动作。因此，本发明需要同时在大电压和小电压的情况下工作，并确保有足够的电流促使光耦导通，才能实施检测。

为了解决上述难题，本发明做了如下措施。

1. 一级光耦的选型与电路设计。

一级光耦（如图2所示光耦D9位置）的选择至少要满足3个要求：其二极管的驱动电电流要小，建议该驱动电流≤0.5mA；其电流传输比（CTR）要尽量大，建议该电流传输比≥300%；其耐压要满足4KV的耐压值。

对于一级光耦的这三个参数也要选择适中，当然如果参数远远优于这样的要求，实现起来比较容易，但是同时器件成本更高，所以要进行综合考虑。

一级光耦除了参数的选择，在电路设计上也特别重要，如图3所示的一级光耦的输出有很多种接法，但是为了能更好的利用电流传输比的特性，需要把输出电阻接到一级光耦管脚5上，并下拉到地。

2. 一级光耦的输出电阻的选择。

一级光耦的输出电阻接线位置确定后，其阻值选择也特别重要。在本发明中，该输出电阻的阻值需要尽可能大，在小电流的时候才能在该输出电阻上形成足够的驱动电压驱动后面的电路。本发明可采用输出电阻的阻值大于等于100kΩ的电阻。

3. 一级光耦前的检测电容的选择。

当选择检测电容的容值小于等于1μF时，本发明可以提供检测信号让CPU判断外部接入设备是交流设备还是直流设备。

此外，如果不需要判断外部接入的设备是交流设备还是直流设备，本发明可以通过上调检测电容的容值（即检测电容的容值大于1μF）来实现，这样在交流输入的时候也可以将最终的输出信号调整为电平信号，而非方波信号；这样便于程序处理；同时在防抖或者抑制干扰方面能提供更好的信号保障。

Claims (10)

1.一种用于负控终端的遥控回路检测电路，包括遥控输出继电器、CPU，该检测电路还包括保护电路、整流电路、光耦检测电路和检测信号输出电路，遥控输出继电器与保护电路连接，保护电路与整流电路连接，整流电路与光耦检测电路连接，光耦检测电路与检测信号输出电路连接，检测信号输出电路与CPU的I/O端口连接。

2.根据权利要求1所述的用于负控终端的遥控回路检测电路，其特征在于，所述整流电路的一个输入端通过保护电路与所述遥控输出继电器的常开触点端连接，该整流电路的另一个输入端与所述遥控输出继电器的公共触点端连接。

3.根据权利要求1所述的用于负控终端的遥控回路检测电路，其特征在于，所述光耦检测电路采用包括一个光耦的一级光耦检测电路或者采用包括两个光耦的二级光耦检测电路。

4.根据权利要求1所述的用于负控终端的遥控回路检测电路，其特征在于，所述保护电路包括热敏电阻和若干分压电阻。

5.根据权利要求1所述的用于负控终端的遥控回路检测电路，其特征在于，所述整流电路采用全波整流桥式电路。

6.根据权利要求1所述的用于负控终端的遥控回路检测电路，其特征在于，所述一级光耦检测电路包括一级光耦、一个输出电阻和一个检测电容。

7.根据权利要求1所述的用于负控终端的遥控回路检测电路，其特征在于，所述二级光耦检测电路包括一级光耦、二级光耦、一个输出电阻、一个三极管和一个检测电容。

8.根据权利要求6和7所述的用于负控终端的遥控回路检测电路，其特征在于，所述一级光耦采用二极管驱动电流不大于0.5mA、电流传输比不小于300%且耐压值满足4kV的光耦。

9.根据权利要求6和7所述的用于负控终端的遥控回路检测电路，其特征在于，所述输出电阻采用阻值不小于100kΩ的电阻。

10.根据权利要求6和7所述的用于负控终端的遥控回路检测电路，其特征在于，所述检测电容采用不大于1μF的无极性电容。

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