CN203312165U - 用于用电信息采集终端的防继电器误动控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型是用于用电信息采集终端的防继电器误动控制电路，其特征是包括主控处理器1、单片机2、译码子电路3、隔离子电路4、延时子电路5、电源控制子电路6、电源检测子电路7、隔离子电路8、隔离子电路9、遥控子电路10、继电器执行单元11。优点：提出了一种用于用电信息采集终端的防继电器误动控制电路及其实现方案，极大地降低了继电器误动概率，提高了继电器控制产品的安全性和可靠性。该控制电路采用双处理器分别处理继电器的两个重要控制量，并将主控处理部分与执行部分电气隔离，增强了抗干扰性，提高了产品的可靠性，控制输出的安全性。大大降低继电器误动作的概率。

Description

用于用电信息采集终端的防继电器误动控制电路

技术领域

本实用新型涉及的是一种用于用电信息采集终端的防继电器误动控制电路，属电子电路技术领域。

背景技术

电磁式继电器一般由控制线圈、铁芯、衔铁、触点簧片等组成，控制线圈和接点组之间是相互绝缘的，因此，能够为控制电路起到良好的电气隔离作用。当我们在继电器的线圈两头加上其线圈的额定的电压时，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的接通、切断的开关目的。

目前，公知的电磁继电器控制电路是对线圈一端施加恒定的电压，而控制线圈另一端的电压，以改变线圈两端的电势差，达到控制触点闭合的目的。但是，很多带继电器控制电路的设备都要求控制输出要具有高的可靠性和安全性，由于设备运行的环境复杂多变，干扰特性复杂，且随机性较高。因此，传统的继电器控制电路，如果控制端受到干扰，很容易引起继电器误动作，已不能保证控制输出的安全性和可靠性。

发明内容

本实用新型提出的是一种用于用电信息采集终端的防继电器误动控制电路，其目的是为了解决现有的继电器驱动电路容易受干扰引起继电器误动作安全性和可靠性低的问题。本发明提供用于用电信息采集终端的防继电器误动控制电路，该控制电路能大大提高设备的控制输出的安全性和可靠性。

本实用新型的技术解决方案：用于用电信息采集终端的防继电器误动控制电路，其结构是包括主控处理器、单片机、译码子电路、第一隔离子电路、延时子电路、电源控制子电路、电源检测子电路、第二隔离子电路、第三隔离子电路、遥控子电路、继电器执行单元；其中主控处理器的信号输出/输入端与单片机的信号输入/输出端对应相接，单片机的信号输出端与译码子电路的信号输入端相接，单片机的信号输入端与第二隔离子电路的信号输出端相接，译码子电路的信号输出端与第一隔离子电路的信号输入端相接，第一隔离子电路的信号输出端与延时子电路的信号输入端相接，延时子电路的信号输出端与电源控制子电路的信号输入端相接，电源控制子电路的第1信号输出端与继电器执行单元的第1信号输入端相接，电源控制子电路的第2信号输出端与电源检测子电路的信号输入端相接，电源检测子电路的信号输出端与第二隔离子电路的信号输入端相接，主控处理器的信号输出端与第三隔离子电路的信号输入端相接，第三隔离子电路的信号输出端与遥控子电路的信号输入端相接，遥控子电路的信号输出端与控制执行电路的第2信号输入端相接。

本实用新型的优点：提出了一种用于用电信息采集终端的防继电器误动控制电路及其实现方案，极大地降低了继电器误动概率，提高了继电器控制产品的安全性和可靠性。该控制电路采用双处理器分别处理继电器的两个重要控制量，并将主控处理部分与执行部分电气隔离，增强了抗干扰性，提高了产品的可靠性，控制输出的安全性。

附图说明

附图1是用于用电信息采集终端的防继电器误动控制电路组成框图。

附图2是译码子电路图。

附图3是第一隔离子电路图。

附图4是延时子电路及电源控制子电路图。

附图5是第三隔离子电路及遥控子电路图。

附图6是电源检测子电路及第二隔离子电路图。

具体实施方式

对照附图1，防继电器误动控制电路，其结构包括主控处理器1、单片机2、译码子电路3、隔离子电路4、延时子电路5、电源控制子电路6、电源检测子电路7、隔离子电路8、隔离子电路9、遥控子电路10、继电器执行单元11；其中主控处理器1的信号输出/输入端与单片机2的信号输入/输出端对应相接，单片机2的信号输出端与译码子电路3的信号输入端相接，单片机2的信号输入端与隔离子电路8的信号输出端相接，译码子电路3的信号输出端与隔离子电路4的信号输入端相接，隔离子电路4的信号输出端与延时子电路5的信号输入端相接，延时子电路5的信号输出端与电源控制子电路6的信号输入端相接，电源控制子电路6的第1信号输出端与继电器执行单元11的第1信号输入端相接，电源控制子电路6的第2信号输出端与电源检测子电路7的信号输入端相接，电源检测子电路7的信号输出端与隔离子电路8的信号输入端相接，主控处理器1的信号输出端与隔离子电路9的信号输入端相接，隔离子电路9的信号输出端与遥控子电路10的信号输入端相接，遥控子电路10的信号输出端与控制执行电路11的第2信号输入端相接。

采用ARM9G25 32位嵌入式处理器，主频为400MHz，单片机采用的是NEC的一款8位的微控制器。ARM处理器与单片机的通讯方式采用的是SPI总线方式，整体对主处理器的资源消耗最低。单片机2与译码子电路3则通过一般的IO进行连接。译码子电路3、隔离子电路4、延时子电路5、电源控制子电路6依次相连，电源检测子电路7输出信号经隔离子电路8反馈给单片机。当主控处理器1收到采集终端主站下发的允许合闸或跳闸命令后，主控处理器1通过SPI总线发送允许打开继电器线圈电源报文给单片机2，单片机2收到来自主控处理器命令后，解析出5路信号YD1～YD5作为译码输入，再通过译码子电路3解析出一路信号YD（信号名称）作为控制信号，YD经光耦隔离子电路4转化为延时子电路5输入，通延时子电路5输出来触发电源控制子电路6打开继电器执行单元11线圈电源，电源检测子电路7检测到电源打开后输出反馈信号给单片机2，单片机2记录状态变化，主处理器1读取单片机2该状态位变化情况，然后再发出遥控命令，通过隔离子电路9、遥控子电路10、继电器执行单元11完成跳闸动作。

对照附图2，译码子电路3采用74HC138译码器D1，通过地址与数据输入组合译出一路输出信号，当输出信号YD1～YD5=01001时，YD=0，显然输出信号YD为低电平的概率为1/32。

对照附图3，隔离子电路4采用光耦合器D2（型号TLP785）实现，通过匹配电阻R1和电阻R2的值来实现光耦完全饱和导通，保证光耦CTR大于100。

对照图4，所述的延时子电路5采用的是RC延时电路，设计的延时时间为0.5～2S，延时时间控制由电阻R4和电容C3决定，工作时，利用RC一阶零状态响应中电容C两端的电压变化（放电回路通过二极管V2）与后置稳压管V3设定的电压门限比较，来确定延时时间，本延时电路中R4=10KΩ，C3=100uF，后置稳压管设定电压5.1V。利用公式可推算出t=660ms。

所述的电源控制子电路6，其结构包括第二稳压二极管V3、第一晶体三极管V1、第二晶体三极管V4，其中第二稳压二极管V3的正极接第二晶体三极管V4的基极，第二晶体三极管V4的集电极通过第五电阻R5接第一晶体三极管V1的基极。工作时，利用晶体管9012和8550来实现，晶体三极管V4采用发射极接地型开关电路，当二极管V3反向导通后，触发晶体三极管V4导通，此时晶体三极管V1则相当于一个基极接地型开关电路，通过调节电阻R3和电阻R5来改变三极管V1导通最低门限，晶体三极管V1导通后其集射电压小于0.1V。

电源控制子电路6采用的是晶体管开关电路，通过组合晶体管控制继电器电源的有无。当译码输出有效时，隔离子电路4 D2次级打开，促使C3上的电压升高（通过RC电路延时），当电压升高到后端稳压二极管V3设定的电压时，晶体管V4打开，从而使V1也打开，这样电源控制过程就完成了。

对照附图5，第三隔离子电路9和遥控子电路10的结构包括第二光耦合器D3、第三晶体三极管V7、第三稳压二极管V5、继电器K1，其中第二光耦合器D3连接第三晶体三极管V7的基极，第三稳压二极管V5与继电器K1并接在第三晶体三极管V7的集电极上。

隔离子电路9及遥控子电路10通过晶体管开关电路、隔离光耦组合，作为从属单元受控于主处理器，并与主处理器隔离，来保证主处理单元的安全运行；常态下，YK电平为低电平，光耦合器D3处于工作状态，晶体三极管V7处于截止状态，继电器线圈两端电位均为0电位；当继电器线圈电源YK_VDD打开时，由于晶体三极管V7截止，继电器线圈两端仍无电势差，当遥控YK有效，处于高电平时，光耦合器D3处于不工作状态，此时晶体三极管V7则处于导通状态，继电器两端出现电势差，执行跳闸动作。二极管V5则作为吸收继电器跳闸合闸产生的自感的影响，保护继电器。

对照附图6，电源检测子电路7及隔离子电路8，其结构是晶体三极管V8与光耦合器D4串接。通过电阻R15和R11分压来匹配三极管V8导通门限，R10作为限流电阻使用。当电源打开后，V8导通，光耦合器D4（隔离子电路8）处于工作状态，电源检测信号CHECK则由高电平变位低电平，单片机检查该I/O状态，供主处理器读取。利用晶体管开关电路，将模拟信号转换成可识别的TTL电平信号，经隔离子电路8传送给单片机2，单片机2通过检测电平的高低状态，主控处理器通过读取单片机设定的状态位标志来确认电源控制的情况，当确认电源打开后，准备下一步的遥控动作。

Claims (4)

1.用于用电信息采集终端的防继电器误动控制电路，其特征是包括主控处理器（1）、单片机（2）、译码子电路（3）、第一隔离子电路（4）、延时子电路（5）、电源控制子电路（6）、电源检测子电路（7）、第二隔离子电路（8）、第三隔离子电路（9）、遥控子电路（10）、继电器执行单元（11）；其中主控处理器（1）的信号输出/输入端与单片机（2）的信号输入/输出端对应相接，单片机（2）的信号输出端与译码子电路（3）的信号输入端相接，单片机（2）的信号输入端与第二隔离子电路（8）的信号输出端相接，译码子电路（3）的信号输出端与第一隔离子电路（4）的信号输入端相接，第一隔离子电路（4）的信号输出端与延时子电路（5）的信号输入端相接，延时子电路（5）的信号输出端与电源控制子电路（6）的信号输入端相接，电源控制子电路（6）的第1信号输出端与继电器执行单元（11）的第1信号输入端相接，电源控制子电路（6）的第2信号输出端与电源检测子电路（7）的信号输入端相接，电源检测子电路（7）的信号输出端与第二隔离子电路（8)的信号输入端相接，主控处理器（1）的信号输出端与第三隔离子电路（9）的信号输入端相接，第三隔离子电路（9）的信号输出端与遥控子电路（10）的信号输入端相接，遥控子电路（10）的信号输出端与控制执行电路（11）的第2信号输入端相接。

2.根据权利要求1所述的用于用电信息采集终端的防继电器误动控制电路，其特征是所述的延时子电路（5）是RC延时电路，延时时间为0.5～2S。

3.根据权利要求1所述的用于用电信息采集终端的防继电器误动控制电路，其特征是所述的电源控制子电路（6），其结构包括第二稳压二极管（V3）、第一晶体三极管（V1）、第二晶体三极管（V4），其中第二稳压二极管（V3）的正极接第二晶体三极管（V4）的基极，第二晶体三极管（V4）的集电极通过第五电阻（R5）接第一晶体三极管（V1）的基极。

4.根据权利要求1所述的用于用电信息采集终端的防继电器误动控制电路，其特征是所述的第三隔离子电路（9）和遥控子电路（10）的结构包括第二光耦合器（D3）、第三晶体三极管（V7）、第三稳压二极管（V5）、继电器（K1），其中第二光耦合器（D3）连接第三晶体三极管（V7）的基极，第三稳压二极管（V5）与继电器（K1）并接在第三晶体三极管（V7）的集电极上。

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