CN106357250B - 一种应用于铁路机车的电子式时间继电器 - Google Patents

一种应用于铁路机车的电子式时间继电器 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种应用于铁路机车的电子式时间继电器,其特征在于,包括继电器壳体与集成在电路印制板上的电子线路,电子线路的电路包括电源电路部分、延时电路部分、起振电路部分、驱动电路部分和四路开关;电源电路部分分别与延时电路部分和起振电路部分连接,起振电路部分和延时电路部分分别与驱动电路部分连接,驱动电路部分和四路开关连接。本发明的一种应用于铁路机车的电子式时间继电器,结构紧凑、体积小、重量轻、在电路设计上有多重保护电路,且器件选用工业级,能长期可靠地工作,故障率低,免维修,确保了铁路机车安全可靠运行。

Description

一种应用于铁路机车的电子式时间继电器
技术领域
本发明属于时间继电器技术领域,具体涉及一种应用于铁路机车的电子式时间继电器。
背景技术
时间继电器在铁路机车控制电路中,其主要作用是准确控制机车上其相关电路的通断状态,延时断开或者接通接触器,保证机车安全运行。目前铁路机车主要使用的是电磁式时间继电器,但电磁式时间继电器抗振动、抗冲击能力差,其触点在长期使用过程后因氧化、拉弧和沙尘、油污的影响,不可避免地会有接触不良的情况,给机车的安全运行带来极大隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于铁路机车的电子式时间继电器,能够进行无触点接通或断开相关电路,并具有延时功能。
本发明所采用的技术方案是,一种应用于铁路机车的电子式时间继电器,包括继电器壳体与集成在电路印制板上的电子线路,所述电子线路的电路包括电源电路部分、延时电路部分、起振电路部分、驱动电路部分和四路开关;电源电路部分分别与延时电路部分和起振电路部分连接,起振电路部分和延时电路部分分别与驱动电路部分连接,驱动电路部分和四路开关连接。
其中电源电路部分用于提供工作电源,延时电路部分用于产生两路定时信号,并通过逻辑控制电路控制驱动电路部分后端MOS管控制电压,起振电路部分用于产生高频信号驱动驱动电路部分的三极管,驱动电路部分采用两路三极管分时提供两路输入电压用于驱动变压器隔离升压,经整流滤波驱动MOS管从而控制四路开关的通断。
本发明的特点还在于,
延时电路部分包括隔离电路,隔离电路输入端接控制信号K110V+、110V-,隔离电路输出端接第一电阻R1的一端,第一电阻R1的另一端分别接第一二极管D1的正端、第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端、第二电容C2的一端和或非门U1的第6管脚,第一二极管D1负端分别接第一电容C1的正端、第一电位器RW1的一端,第二电位器RW2的一端和第三电位器RW3的一端,第一电容C1的正端和第一电位器RW1、第二电位器RW2、第三电位器RW3与第一电容C1的正端连接的一端共同接至电源电路部分的输出VCC端,第二电阻R2的另一端接第二二极管D2正端,第二二极管D2负端接第四电阻R4的一端和第一三极管T1的基极,第三电阻R3的另一端接第一三极管T1的发射极,第二电容C2的另一端和第三电阻R3的另一端共同接至GND,第一电容C1的负端分别接第一三极管T1的集电极、拨码开关SW的第4、5、6管脚和或非门U1的第1管脚,第一电位器RW1的另一端接第六电阻R6的一端,第二电位器RW2的另一端接第七电阻R7的一端,第三电位器RW3的另一端接第八电阻R8的一端,第六电阻R6的另一端接拨码开关SW的第0管脚,第七电阻R7的另一端接拨码开关SW的第1管脚,第八电阻R8的另一端接拨码开关SW的第2管脚,或非门U1的第11管脚接NO端,或非门U1的第10管脚接NC端。
或非门U1的型号为CD4001。
拨码开关SW的型号为EDS104SZ。
驱动电路部分包括第九电阻R9,第九电阻R9的一端接起振电路部分的输出OUT脚,第九电阻R9的另一端分别接第十电阻R10的一端和第四三极管T4的基极,第十电阻R10的另一端接第四三极管T4的发射极且共同接至GND,第四三极管T4的集电极分别连接有常开驱动电路部分和常闭驱动电路部分,常开驱动电路部分包括第二三极管T2,第二三极管T2的基极连接有第十一电阻R11的一端,第十一电阻R11的另一端接延时电路部分2的NO端,第二三极管T2的集电极连接有第三二极管D3的正极,第三二极管D3的负极连接有电源VCC,第三二极管D3的两极之间并联有第一MOS管Q1驱动部分和第二MOS管Q2驱动部分,第一MOS管Q1驱动部分包括变压器T5,变压器T5的副边绕组的一端接第五二极管D5的正极,第五二极管D5的负极分别接第三电容C3的一端、第一TVS管D9的负极和第十三电阻R13的一端,第十三电阻R13的另一端接MOS管Q1的栅极,变压器T5的副边绕组的另一端分别连接有第三电容C3的另一端、第一TVS管D9的正极、第一MOS管Q1的源极和第一压敏电阻RV1的一端,第一MOS管Q1的漏极分别接第一压敏电阻RV1的另一端、输入1_110V+和第十三二极管D13的正极,第十三二极管D13的负极接110V+,变压器T5的原边绕组的一端接电源VCC,变压器T5的原边绕组的另一端接第三二极管D3的正极,第二MOS管Q2驱动部分的组件与组件之间的连接方式与第一MOS管Q1驱动部分相同,常闭驱动电路部分包括第三三极管T3,第三三极管T3的基极连接有第十二电阻R12的一端,第十二电阻R12的另一端接延时电路部分的NC端,第三三极管T3的集电极连接有第四二极管D4的正极,第四二极管D4的负极连接有电源VCC,第四二极管D4的两极之间并联有两个与第一MOS管Q1驱动部分的组件与组件之间的连接方式相同的第三MOS管Q3驱动部分和第四MOS管Q4驱动部分。
继电器壳体上包括10个接线端子,10个接线端子分别为1~10号端子,1号端子与延时电路部分中的K_110V+连接,2号端子与延时电路部分中的110V-连接,3、5、7、9号端子分别与驱动电路中第一MOS管Q1驱动部分、第二MOS管Q2驱动部分、第三MOS管Q3驱动部分和第四MOS管Q4驱动部分中对应MOS管的漏极连接,4、6、8、10号端子分别与驱动电路4中第一MOS管Q1驱动部分、第二MOS管Q2驱动部分、第三MOS管Q3驱动部分和第四MOS管Q4驱动部分中对应MOS管的源极连接。
本发明的有益效果是:本发明的一种应用于铁路机车的电子式时间继电器,利用无触点电子式继电器避免了电磁式继电器出头容易老化的问题,通电后就可以进行通、断操作,断电后可以进行延时通、断操作;且在保证延时精度的情况下通过拨码开关实现三种不同延时要求;并且结构紧凑、体积小、重量轻、在电路设计上有多重保护电路,且器件选用工业级,能长期可靠地工作,故障率低,免维修,确保了铁路机车安全可靠运行。
附图说明
图1是本发明的一种应用于铁路机车的电子式时间继电器的电子电路原理框图;
图2是本发明的一种应用于铁路机车的电子式时间继电器电子电路中电源电路部分的示意图;
图3是本发明的一种应用于铁路机车的电子式时间继电器电子电路中延时电路部分的电路图;
图4是本发明的一种应用于铁路机车的电子式时间继电器电子电路中起振电路部分的示意图;
图5是本发明的一种应用于铁路机车的电子式时间继电器电子电路中驱动电路部分的电路图;
图6是本发明的一种应用于铁路机车的电子式时间继电器的外接线路图。
图中,1.电源电路部分,2.延时电路部分,3.起振电路部分,4.驱动电路部分,5.四路开关,6.常开驱动电路部分,7.常闭驱动电路部分,8.第一MOS管Q1驱动部分。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种应用于铁路机车的电子式时间继电器,如图1所示,包括继电器壳体与集成在电路印制板6上的电子线路,其中电子线路的电路包括电源电路部分1、延时电路部分2、起振电路部分3、驱动电路部分4和四路开关5;电源电路部分1分别与延时电路部分2和起振电路部分3连接,起振电路部分3和延时电路部分2分别与驱动电路部分4连接,驱动电路部分4和四路开关5连接。
其中电源电路部分1用于提供工作电源,延时电路部分2用于产生两路定时信号,并通过逻辑控制电路控制驱动电路部分4后端MOS管控制电压,起振电路部分3用于产生高频信号驱动驱动电路部分4的三极管,驱动电路部分4采用两路三极管分时提供两路输入电压用于驱动变压器隔离升压,经整流滤波驱动MOS管从而控制四路开关5的通断。
如图2和图3所示,延时电路部分2包括隔离电路,其中隔离电路输入端接控制信号K110V+、110V-,隔离电路输出端接第一电阻R1的一端,第一电阻R1的另一端分别接第一二极管D1的正端、第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端、第二电容C2的一端和或非门U1的第6管脚,第一二极管D1负端分别接第一电容C1正端、第一电位器RW1,第二电位器RW2和第三电位器RW3,第一电容C1正端、第一电位器RW1,第二电位器RW2和第三电位器RW3共同接至电源电路部分1的输出VCC端,第二电阻R2的另一端接第二二极管D2正端,第二二极管D2负端接第四电阻R4的一端和第一三极管T1的基极,第三电阻R3的另一端接第一三极管T1的发射极,第二电容C2的另一端和第三电阻R3的另一端共同接至GND,第一电容C1负端分别接第一三极管T1的集电极、拨码开关SW的第4、5、6管脚和或非门U1的第1管脚,第一电位器RW1的另一端接第六电阻R6的一端,第二电位器RW2的另一端接第七电阻R7的一端,第三电位器RW3的另一端接第八电阻R8的一端,第六电阻R6的另一端接拨码开关SW的第0管脚,第七电阻R7的另一端接拨码开关SW的第1管脚,第八电阻R8另一端接拨码开关SW的第2管脚,或非门U1的第11管脚接NO端,或非门U1的第10管脚接NC端,其中或非门U1的型号为CD4001,拨码开关SW的型号为EDS104SZ。
如图4和图5所示,驱动电路部分4包括第九电阻R9,其中第九电阻R9的一端接起振电路部分3的输出OUT脚,第九电阻R9的另一端分别接第十电阻R10的一端和第四三极管T4的基极,第十电阻R10的另一端接第四三极管T4的发射极且共同接至GND,第四三极管T4的集电极分别连接有常开驱动电路部分6和常闭驱动电路部分7,其中常开驱动电路部分6包括第二三极管T2,其中第二三极管T2的基极连接有第十一电阻R11的一端,第十一电阻R11的另一端接延时电路部分2的NO端,第二三极管T2的集电极连接有第三二极管D3的正极,第三二极管D3的负极连接有电源VCC,其中第三二极管D3的两极之间并联有第一MOS管Q1驱动部分8和第二MOS管Q2驱动部分,其中第一MOS管Q1驱动部分8包括变压器T5,变压器T5的副边绕组的一端接第五二极管D5的正极,第五二极管D5的负极分别接第三电容C3的一端、第一TVS管D9的负极和第十三电阻R13的一端,第十三电阻R13的另一端接第一MOS管Q1的栅极,变压器T5的副边绕组的另一端分别连接有第三电容C3的另一端、第一TVS管D9的正极、第一MOS管Q1的源极和第一压敏电阻RV1的一端,第一MOS管Q1的漏极分别接第一压敏电阻RV1的另一端、输入1_110V+和第十三二极管D13的正极,第十三二极管D13的负极接110V+,变压器T5的原边绕组的一端接电源VCC,变压器T5的原边绕组的另一端接第三二极管D3的正极,其中第二MOS管Q2驱动部分的组件与组件之间的连接方式与第一MOS管Q1驱动部分8相同,其中常闭驱动电路部分7包括第三三极管T3,其中第三三极管T3的基极连接有第十二电阻R12的一端,第十二电阻R12的另一端接延时电路部分2的NC端,第三三极管T3的集电极连接有第四二极管D4的正极,第四二极管D4的负极连接有电源VCC,其中第四二极管D4的两极之间并联有两个与第一MOS管驱动部分8的组件与组件之间的连接方式相同的第三MOS管Q3驱动部分和第四MOS管Q4驱动部分。
如图6所示,继电器壳体上包括10个接线端子,10个接线端子分别为1~10号端子,1号端子与延时电路部分中的K_110V+连接,2号端子与延时电路部分中的110V-连接,3、5、7、9号端子分别与驱动电路中第一MOS管Q1驱动部分、第二MOS管Q2驱动部分、第三MOS管Q3驱动部分和第四MOS管Q4驱动部分中对应MOS管的漏极连接,4、6、8、10号端子分别与驱动电路4中第一MOS管Q1驱动部分、第二MOS管Q2驱动部分、第三MOS管Q3驱动部分和第四MOS管Q4驱动部分中对应MOS管的源极连接。
本发明的工作原理为:如图6所示,本继电器设计四路开关,其中3、5号端子所在的两路常开、7、9号端子所在的两路常闭,四路开关相互独立,互不干扰。在使用时,将2号端子接110V-电压,将4、6、8、10号端子连接负载后与2号端子连接。当3、5、7、9号端子其中任意一个接入110V+电压时,时间继电器将带动对应端子上的负载进行工作。
当3号或5号端子输入110V+电压时,此时若1号端子接通110V+电压,隔离电路会发出控制信号使隔离电路输出端输出高电平VCC,此时,延时电路部分2中的R1电阻上端电压为VCC,因此,第一三极管T1导通,第一三极管T1集电级C1-为低电平,第一电容C1开始充电,此时延时电路部分2中的NO端为高电平,NC端为低电平,因此致使驱动电路部分4第一VMOS管Q1和第二VMOS管Q2导通,第三VMOS管Q3和第四VMOS管Q4断开,对应常开开关闭合,常闭开关断开,负载1或者2开始工作;当1号端子断电时隔离电路无VCC输出,第一三极管T1断开,第一电容C1开始放电,延时电路部分2开始计时,当延时时间到时,延时电路部分2中的NO端为低电平,NC端为高电平,因此致使驱动电路部分4第一VMOS管Q1和第二VMOS管Q2断开,第三VMOS管Q3和第四VMOS管Q4导通,对应常开开关断开,常闭开关闭合,负载1或者2停止工作。
当7号或9号端子输入110V+电压时,由于常闭开关处于闭合状态,因此负载3或者4开始工作,此时当1号端子接入110V+电压时,此时常开开关闭合,常闭开关断开,负载3或者4停止工作;当1号端子断电时,继电器延时电路开始计时,当延时时间到时,常开开关断开,常闭开关闭合,负载3或者4开始工作。
在上述工作状态中,本继电器可以通过接通拨码开关的第0管脚、第1管脚和第2管脚的任一路,实现继电器的0.3s、1s、3s三种规格的延时要求。
通过上述方式,本发明的一种应用于铁路机车的电子式时间继电器,能够进行无触点接通或断开相关电路,并具有延时功能。本发明的一种应用于铁路机车的电子式时间继电器,利用无触点电子式继电器避免了电磁式继电器出头容易老化的问题,通电后就可以进行通、断操作,断电后可以进行延时通、断操作;且在保证延时精度的情况下通过拨码开关实现三种不同延时要求;并且结构紧凑、体积小、重量轻、在电路设计上有多重保护电路,且器件选用工业级,能长期可靠地工作,故障率低,免维修,确保了铁路机车安全可靠运行。

Claims (5)

1.一种应用于铁路机车的电子式时间继电器,其特征在于,包括继电器壳体与集成在电路印制板上的电子线路,所述电子线路的电路包括电源电路部分(1)、延时电路部分(2)、起振电路部分(3)、驱动电路部分(4)和四路开关(5);电源电路部分(1)分别与延时电路部分(2)和起振电路部分(3)连接,起振电路部分(3)和延时电路部分(2)分别与驱动电路部分(4)连接,驱动电路部分(4)和四路开关(5)连接;
所述电源电路部分(1)用于提供工作电源,延时电路部分(2)用于产生两路定时信号,并通过逻辑控制电路控制驱动电路部分(4)后端MOS管控制电压,起振电路部分(3)用于产生高频信号驱动驱动电路部分(4)的三极管,驱动电路部分(4)采用两路三极管分时提供两路输入电压用于驱动变压器隔离升压,经整流滤波驱动MOS管从而控制四路开关(5)的通断;
所述延时电路部分(2)包括隔离电路,所述隔离电路输入端接控制信号K110V+、110V-,隔离电路输出端接第一电阻(R1)的一端,第一电阻(R1)的另一端分别接第一二极管(D1)的正端、第二电阻(R2)的一端、第三电阻(R3)的一端、第二电容(C2)的一端和或非门(U1)的第6管脚,第一二极管(D1)负端分别接第一电容(C1)的正端、第一电位器(RW1)的一端,第二电位器(RW2)的一端和第三电位器(RW3)的一端,第一电容(C1)的正端和第一电位器(RW1)、第二电位器(RW2)、第三电位器(RW3)与第一电容(C1)的正端连接的一端共同接至电源电路部分(1)的输出VCC端,第二电阻(R2)的另一端接第二二极管(D2)正端,第二二极管(D2)负端接第四电阻(R4)的一端和第一三极管(T1)的基极,第四电阻(R4)的另一端与第二电容(C2)的一端连接,第三电阻(R3)的另一端接第一三极管(T1)的发射极,第二电容(C2)的另一端和第三电阻(R3)的另一端共同接至GND,第一电容(C1)的负端分别接第一三极管(T1)的集电极、拨码开关(SW)的第4、5、6管脚和或非门(U1)的第1管脚,第一电位器(RW1)的另一端接第六电阻(R6)的一端,第二电位器(RW2)的另一端接第七电阻(R7)的一端,第三电位器(RW3)的另一端接第八电阻(R8)的一端,第六电阻(R6)的另一端接拨码开关(SW)的第0管脚,第七电阻(R7)的另一端接拨码开关(SW)的第1管脚,第八电阻(R8)另一端接拨码开关(SW)的第2管脚,或非门(U1)的第11管脚接NO端,或非门(U1)的第10管脚接NC端。
2.根据权利要求1所述的一种应用于铁路机车的电子式时间继电器,其特征在于,所述或非门(U1)的型号为CD4001。
3.根据权利要求1所述的一种应用于铁路机车的电子式时间继电器,其特征在于,所述拨码开关(SW)的型号为EDS104SZ。
4.根据权利要求1所述的一种应用于铁路机车的电子式时间继电器,其特征在于,所述驱动电路部分(4)包括第九电阻(R9),所述第九电阻(R9)的一端接起振电路部分(3)的输出OUT脚,第九电阻(R9)的另一端分别接第十电阻(R10)的一端和第四三极管(T4)的基极,第十电阻(R10)的另一端接第四三极管(T4)的发射极且共同接至GND,第四三极管(T4)的集电极分别连接有常开驱动电路部分(6)和常闭驱动电路部分(7),所述常开驱动电路部分(6)包括第二三极管(T2),所述第二三极管(T2)的基极连接有第十一电阻(R11)的一端,第十一电阻(R11)的另一端接延时电路部分(2)的NO端,第二三极管(T2)的集电极连接有第三二极管(D3)的正极,第三二极管(D3)的负极连接有电源VCC,所述第三二极管(D3)的两极之间并联有第一MOS管(Q1)驱动部分(8)和第二MOS管(Q2)驱动部分,所述第一MOS管(Q1)驱动部分(8)包括变压器(T5),变压器(T5)的副边绕组的一端接第五二极管(D5)的正极,第五二极管(D5)的负极分别接第三电容(C3)的一端、第一TVS管(D9)的负极和第十三电阻(R13)的一端,第十三电阻(R13)的另一端接第一MOS管(Q1)的栅极,变压器(T5)的副边绕组的另一端分别连接有第三电容(C3)的另一端、第一TVS管(D9)的正极、第一MOS管(Q1)的源极和第一压敏电阻(RV1)的一端,第一MOS管(Q1)的漏极分别接第一压敏电阻(RV1)的另一端、输入110V+和第十三二极管(D13)的正极,第十三二极管(D13)的负极接110V+,变压器(T5)的原边绕组的一端接电源VCC,变压器(T5)的原边绕组的另一端接第三二极管(D3)的正极,所述第二MOS管(Q2)驱动部分的组件与组件之间的连接方式与第一MOS管(Q1)驱动部分(8)相同,所述常闭驱动电路部分(7)包括第三三极管(T3),所述第三三极管(T3)的基极连接有第十二电阻(R12)的一端,第十二电阻(R12)的另一端接延时电路部分(2)的NC端,第三三极管(T3)的集电极连接有第四二极管(D4)的正极,第四二极管(D4)的负极连接有电源VCC,所述第四二极管(D4)的两极之间并联有两个与第一MOS管驱动部分(8)的组件与组件之间的连接方式相同的第三MOS管(Q3)驱动部分和第四MOS管(Q4)驱动部分;第二三极管(T2)和第三三极管(T3)的发射极均与第四三极管(T4)的集电极连接。
5.根据权利要求1或4所述的一种应用于铁路机车的电子式时间继电器,其特征在于,所述继电器壳体上包括10个接线端子,10个接线端子(10)分别为1~10号端子,1号端子与延时电路部分(2)中的K_110V+连接,2号端子与延时电路部分(2)中的110V-连接,3、5、7、9号端子分别与驱动电路(4)中第一MOS管(Q1)驱动部分、第二MOS管(Q2)驱动部分、第三MOS管(Q3)驱动部分和第四MOS管(Q4)驱动部分中对应MOS管的漏极连接,4、6、8、10号端子分别与驱动电路(4)中第一MOS管(Q1)驱动部分、第二MOS管(Q2)驱动部分、第三MOS管(Q3)驱动部分和第四MOS管(Q4)驱动部分中对应MOS管的源极连接。
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