一種繼電器控制單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電磁式繼電器控制單元，該控制單元包括系統(tǒng)電源、處理器、驅(qū)動(dòng)模塊，所述處理器接收能使信號，發(fā)送控制信號給驅(qū)動(dòng)模塊，接收驅(qū)動(dòng)模塊的反饋信號；所述驅(qū)動(dòng)模塊向線圈發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號，能夠檢測線圈中電流大小，能夠采集觸頭位置，并將電流信息、觸頭位置信息反饋給處理器。該控制單元可以實(shí)現(xiàn)繼電器線圈上驅(qū)動(dòng)信號大小的調(diào)整，降低了繼電器線圈中流過的電流，減少繼電器的驅(qū)動(dòng)損耗和線圈的發(fā)熱情況，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)模塊過流和短路保護(hù)，提高了繼電器的可靠性和壽命；該控制單元還可以實(shí)現(xiàn)繼電器的閉環(huán)控制，進(jìn)而可是實(shí)現(xiàn)對繼電器控制故障的診斷；該控制單元的驅(qū)動(dòng)模塊采用模塊化設(shè)計(jì)，具有較靈活的擴(kuò)展性和較強(qiáng)的可移植性。
【專利說明】一種繼電器控制單元

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力設(shè)備領(lǐng)域，涉及繼電器控制單元。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子技術(shù)、制造技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，電磁式繼電器的制造工藝水平也在快速的發(fā)展。電磁式繼電器因具有控制回路和被控回路間的電氣隔離、分閘時(shí)有明顯分?jǐn)帱c(diǎn)、合閘時(shí)接觸電阻小等特點(diǎn)，在各種電子儀器、電力設(shè)備中的應(yīng)用越來越廣泛。繼電器雖然工作簡單可靠，但是傳統(tǒng)的繼電器驅(qū)動(dòng)電路是在繼電器的線圈兩端施加相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電壓來控制繼電器分合閘動(dòng)作，屬于一種開環(huán)控制，所以傳統(tǒng)的控制電路存在以下一些缺點(diǎn)。
[0003]第一，電磁式繼電器剛開始動(dòng)作時(shí)需要較大的驅(qū)動(dòng)電流來克服操作機(jī)構(gòu)的機(jī)械慣性，但在繼電器操作機(jī)構(gòu)執(zhí)行動(dòng)作后處于暫態(tài)時(shí)卻需要相對較小的保持電流，而傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制電路使繼電器工作過程中線圈中的電流基本不變，所以線圈中保持較大的電流，帶來較大的驅(qū)動(dòng)損耗，同時(shí)線圈發(fā)熱量較大，嚴(yán)重影響繼電器的壽命和工作可靠性。
[0004]第二，傳統(tǒng)繼電器驅(qū)動(dòng)控制電路是直接在繼電器的線圈兩端施加電壓使繼電器動(dòng)作，屬開環(huán)控制，所以在很多時(shí)候由于繼電器的一些自身問題導(dǎo)致繼電器觸頭不能完成分合，繼電器的驅(qū)動(dòng)控制回路并不能獲取到這一信息并將這一信息反饋給控制器。
[0005]第三，傳統(tǒng)的電磁式繼電器驅(qū)動(dòng)控制電路不具備自身的過流或輸出短路保護(hù)功能，在繼電器線圈由于某種原因使線圈兩端或匝間短路時(shí)導(dǎo)致控制電路輸出短路而燒毀控制模塊。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種繼電器驅(qū)動(dòng)控制單元，用于電磁式繼電器、接觸器等元件的智能控制和監(jiān)測。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0008]一種繼電器控制單元，包括系統(tǒng)電源、處理器、驅(qū)動(dòng)模塊，所述處理器接收能使信號，發(fā)送控制信號給驅(qū)動(dòng)模塊，接收驅(qū)動(dòng)模塊的反饋信號；所述驅(qū)動(dòng)模塊向線圈發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號，能夠檢測線圈中電流大小，能夠采集觸頭位置，并將電流信息、觸頭位置信息反饋給處理器。
[0009]優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)模塊能夠調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)信號大小。
[0010]優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)信號為脈沖信號或者電平信號。
[0011]優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)模塊個(gè)數(shù)能夠靈活配置。
[0012]優(yōu)選地，所述處理器采用32位微處理器。
[0013]本發(fā)明所述繼電器控制單元在實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)繼電器控制和驅(qū)動(dòng)功能的基礎(chǔ)上還增加了對繼電器觸頭位置和繼電器工作狀態(tài)的監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)了繼電器的智能控制和保護(hù)。
[0014]該驅(qū)動(dòng)控制電路可以實(shí)現(xiàn)對繼電器觸點(diǎn)狀態(tài)的監(jiān)測功能，當(dāng)繼電器動(dòng)作后將繼電器的輔助傳點(diǎn)吸合狀態(tài)反饋給控制驅(qū)動(dòng)電路，進(jìn)而反饋給控制處理器，保證繼電器可靠動(dòng)作。
[0015]該繼電器控制電路具有自身短路保護(hù)功能，當(dāng)繼電器的線圈兩端短路或者是線圈匝間短路時(shí)導(dǎo)致控制電路輸出短路，控制電路會(huì)封鎖其輸出電壓保護(hù)自身不被燒毀。
[0016]有益效果:
[0017]本繼電器控制單元采用32位微處理器為高速、準(zhǔn)確的運(yùn)算提供有力的保障。
[0018]本控制單元不但實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的繼電器驅(qū)動(dòng)電路功能，還能夠自動(dòng)調(diào)整驅(qū)動(dòng)信號的大小，在保障繼電器動(dòng)作可靠性的同時(shí)減少繼電器線圈中流過的電流，從而減小了繼電器的驅(qū)動(dòng)損耗和線圈發(fā)熱量，延長了繼電器的使用壽命和保障繼電器的工作可靠性。
[0019]本控制單元通過處理器對繼電器驅(qū)動(dòng)模塊的輸出驅(qū)動(dòng)信號進(jìn)行采集，并能夠通過輸出PWM控制信號控制驅(qū)動(dòng)模塊的輸出信號大小，當(dāng)檢測到繼電器的觸點(diǎn)吸合并且線圈中流過的電流在允許的范圍內(nèi)時(shí)調(diào)整驅(qū)動(dòng)模塊的輸出信號使其達(dá)到一個(gè)合適的值，這個(gè)值就是繼電器最小合閘保持電壓。
[0020]本控制單元通過對驅(qū)動(dòng)模塊輸出電流進(jìn)行采集，可以實(shí)時(shí)的判斷繼電器線圈和控制回路的工作狀態(tài)，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)對繼電器驅(qū)動(dòng)模塊輸出的過流和短路實(shí)施保護(hù)，保證驅(qū)動(dòng)模塊的工作可靠性。
[0021]本控制單元采用模塊化設(shè)計(jì)，模塊擴(kuò)展性強(qiáng)，可以根據(jù)需要靈活擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)控制繼電器的數(shù)量，在技術(shù)上使用和移植都很方便，可以很方便的應(yīng)用到其他相關(guān)的領(lǐng)域里。
[0022]本控制單元可以實(shí)現(xiàn)對驅(qū)動(dòng)模塊的輸出驅(qū)動(dòng)電壓和保持電壓進(jìn)行調(diào)整，可以靈活的設(shè)定繼電器的觸點(diǎn)是常開還是常閉觸點(diǎn)，可以設(shè)置該控制單元的繼電器是脈沖控制還是電平控制方式，同時(shí)也可以設(shè)置驅(qū)動(dòng)模塊的輸出信號的保持時(shí)間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明控制單元的硬件結(jié)構(gòu)框圖。
[0024]圖2為本發(fā)明控制單元的驅(qū)動(dòng)模塊結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖通過具體實(shí)施實(shí)例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明。
[0026]如圖1所述，繼電器控制單元包括處理器和若干個(gè)相互獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)控制模塊，模塊的個(gè)數(shù)可以根據(jù)用戶需要進(jìn)行靈活的配置和擴(kuò)展。
[0027]使用前通過軟件上對驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行配置，首先配置驅(qū)動(dòng)模塊的輸出極性，用來設(shè)置繼電器觸點(diǎn)是常開還是常閉觸點(diǎn)；然后配置繼電器驅(qū)動(dòng)模塊輸出信號的大小和合閘保持信號的大??；最后設(shè)置驅(qū)動(dòng)控制模塊輸出信號的保持時(shí)間及設(shè)置驅(qū)動(dòng)信號是脈沖信號還是電平信號。
[0028]當(dāng)處理器接收到使繼電器合閘的信號時(shí)，處理器會(huì)采集相應(yīng)的繼電器的觸點(diǎn)位置信號，控制驅(qū)動(dòng)模塊輸出驅(qū)動(dòng)信號施加在繼電器的線圈兩端，此時(shí)繼電器會(huì)實(shí)現(xiàn)合閘動(dòng)作，當(dāng)處理器檢測到被控繼電器觸點(diǎn)已經(jīng)吸合并且線圈中流過的電流在允許的范圍內(nèi)，處理器會(huì)控制驅(qū)動(dòng)模塊時(shí)輸出驅(qū)動(dòng)電壓減小到繼電器的合閘保持電壓，這樣可以降低繼電器線圈中的電流，減少線圈發(fā)熱。
[0029]處理器實(shí)時(shí)采集繼電器線圈中流過的電流和繼電器的觸頭位置，當(dāng)繼電器線圈中有電流流過但是繼電器觸頭位置并不在合閘位置時(shí)，處理器會(huì)發(fā)送相應(yīng)的繼電器狀態(tài)為繼電器拒合狀態(tài)；當(dāng)驅(qū)動(dòng)模塊有驅(qū)動(dòng)信號輸出而線圈中并未有電流流過時(shí)處理器會(huì)發(fā)送相應(yīng)的繼電器的狀態(tài)為控制回路斷線狀態(tài)；當(dāng)處理器檢測到繼電器觸頭位置為合閘但是線圈中并未有電流流過，處理器會(huì)發(fā)送繼電器觸頭拒分狀態(tài)。
[0030]處理器實(shí)時(shí)采集驅(qū)動(dòng)模塊的輸出電流，當(dāng)線圈中流過電流大于允許值時(shí)，處理器會(huì)發(fā)封鎖PWM控制信號使驅(qū)動(dòng)模塊輸出信號為零，進(jìn)而保護(hù)驅(qū)動(dòng)模塊不受損壞。
[0031]如圖2所示，本實(shí)施例驅(qū)動(dòng)模塊能夠根據(jù)處理器的PWM控制信號自動(dòng)調(diào)整其輸出驅(qū)動(dòng)信號的大小，并且能夠?qū)⒗^電器的觸頭位置信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號傳送給處理器。
[0032]該驅(qū)動(dòng)模塊將輸出的驅(qū)動(dòng)電流，即流過線圈中的電流大小進(jìn)行檢測并反饋給處理器，便于對繼電器線圈工作狀態(tài)進(jìn)行檢測及對驅(qū)動(dòng)控制模塊進(jìn)行保護(hù)。
[0033]該模塊內(nèi)部實(shí)現(xiàn)控制信號的驅(qū)動(dòng)信號的隔離、觸頭節(jié)點(diǎn)和位置信號的隔離，保證了被控回路和控制回路間良好的電氣隔離。
【權(quán)利要求】
1.一種繼電器控制單元，其特征在于，包括系統(tǒng)電源、處理器、驅(qū)動(dòng)模塊， 所述處理器接收能使信號，發(fā)送控制信號給驅(qū)動(dòng)模塊，接收驅(qū)動(dòng)模塊的反饋信號； 所述驅(qū)動(dòng)模塊向線圈發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號，能夠檢測線圈中電流大小，能夠采集觸頭位置，并將電流信息、觸頭位置信息反饋給處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的繼電器控制單元，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)模塊能夠調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)信號大小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的繼電器控制單元，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)信號為脈沖信號或者電平信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的繼電器控制單元，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)模塊個(gè)數(shù)能夠靈活配置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的繼電器控制單元，其特征在于，所述處理器采用32位微處理器。
【文檔編號】G05B19/048GK104483883SQ201410821507
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月25日
【發(fā)明者】張杭, 杜仁偉 申請人:南京因泰萊電器股份有限公司