本實用新型屬于電子電表技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于智能電能表的繼電器驅(qū)動及檢測電路。

背景技術(shù)：

電子裝置在一些特定的應用中，基于安全上的考量，必須將輸出回路和電子裝置完全斷開。繼電器(英文名稱：relay)是一種電控制器件，是當輸入量(激勵量)的變化達到規(guī)定要求時，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預定的階躍變化的一種電器。它具有控制系統(tǒng)(又稱輸入回路)和被控制系統(tǒng)(又稱輸出回路)之間的互動關(guān)系。通常應用于自動化的控制電路中，它實際上是用小電流去控制大電流運作的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。

電能表中大都設(shè)有內(nèi)置繼電器，用于用戶電路設(shè)備發(fā)生短路等意外式切斷電流，避免電表燒壞。當電能表在內(nèi)置繼電器額定電流范圍內(nèi)，內(nèi)置繼電器能對電能表起保護作用。但用戶設(shè)備所用的用電電流大小不定，因此只使用內(nèi)置繼電器不能完全保證電能表的不被燒壞。而單一設(shè)置外置繼電器，敏感度不夠，安全系數(shù)不高。

因此，需要一種結(jié)合兩者功能的驅(qū)動電路及保護電路，來提高智能電表的對電流的敏感度，減少電能表短路等原因引起的損壞或其他安全事故。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是為了解決目前電能表敏感度不夠、安全系數(shù)不高的問題，提供一種用于智能電能表的繼電器驅(qū)動及檢測電路。

為了達到上述實用新型目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

用于智能電能表的繼電器驅(qū)動及檢測電路，包括內(nèi)繼電器驅(qū)動電路、繼電器跳閘告警驅(qū)動電路、外置繼電器驅(qū)動電路及繼電器檢測電路，所述內(nèi)繼電器驅(qū)動電路、繼電器跳閘告警驅(qū)動電路、外置繼電器驅(qū)動電路、繼電器檢測電路都與MCU數(shù)據(jù)處理器連接，所述繼電器檢測電路包括光耦OPT8內(nèi)發(fā)光二極管負極與電阻R71連接，光耦OPT8內(nèi)發(fā)光二極管的正極、負極之間外接二極管D6，電阻R1、電阻R21兩者之間的節(jié)點與光耦OPT8內(nèi)光敏三極管的集電極連接，光耦OPT8內(nèi)光敏三極管的發(fā)射極接地，所述電阻R68、電阻R69、電阻R70、電阻R71依次串聯(lián)且電阻上下位置錯開擺放。本電路功能齊全，利于繼電器的穩(wěn)定運行，檢測電路中多個電阻串聯(lián)具有消除干擾信號的作用，電路中電壓較大，單個或少數(shù)幾個電阻功率有限，分壓具有保護電阻不易損壞，因此多個電阻串聯(lián)起到分壓的作用。

進一步，所述繼電器跳閘告警驅(qū)動電路采用蜂鳴器設(shè)置，PNP三極管Q7發(fā)射極接工作電源VDD，PNP三極管Q7基極與電阻R99連接，PNP三極管Q7集電極與蜂鳴器正極連接，蜂鳴器負極接地。對繼電器出現(xiàn)問題時起著蜂鳴告警作用。

進一步，所述外置繼電器驅(qū)動電路為開關(guān)S3、開關(guān)S4連焊接口分別與繼電器RLY1的第腳3、腳5連接；繼電器RLY1的第1腳、2腳之間耦接二極管D1，合閘信號RYA從第2腳輸出，由電阻R1、電阻R2并聯(lián)的電路兩端分別與正電源+12V、繼電器RLY1的第1腳連接；繼電器RLY1的第4腳與熱敏電阻RT1、熱敏電阻RT2分別連接，熱敏電阻RT2兩端還接有熱敏電阻RT3。電阻R1、R2并聯(lián)起到分流作用，電路中電流較大，單個電阻功率有限，分流具有保護電阻不易損壞。開關(guān)S3、開關(guān)S4連焊接口，當該電能表是開關(guān)外置表時將S3、S4短接用焊錫連焊上。

進一步，內(nèi)置繼電器驅(qū)動電路包括鏡像設(shè)置的跳閘驅(qū)動電路與合閘驅(qū)動電路，合閘驅(qū)動電路為內(nèi)置負荷開關(guān)控制信號RELAY-ON與電阻R52、NPN三極管V5的基級依次連接，NPN三極管V5的基極還連接電阻R54的一端，所述電阻R54的另一端接地，NPN三極管Q3集電極連接合閘信號RYA輸出端，NPN三極管V5發(fā)射極與跳閘驅(qū)動電路中的NPN三極管V6發(fā)射極共地；跳閘驅(qū)動電路為內(nèi)置負荷開關(guān)控制信號RELAY-OFF與電阻R53、NPN三極管V6的基級依次連接，NPN三極管V6的基極還連接電阻R55的一端，所述電阻R55的另一端接地，NPN三極管V6集電極連接跳閘信號RYB輸出端。

鏡像設(shè)置是為了避免信號沖突造成電表繼電保護電路失效，保證電表的正常工作。

更進一步，所述內(nèi)置繼電器驅(qū)動電路還包括互鎖保護電路，所述互鎖保護電路包括PNP三極管V3和PNP三極管V4，所述PNP三極管V3集電極、PNP三極管V4集電極分別與合閘信號RYA輸出端、跳閘信號RYB輸出端連接，所述PNP三極管V3發(fā)射極、PNP三極管V4發(fā)射極連接供電電源ZB 12V，PNP三極管V3基極、PNP三極管V4集電極之間接有電阻R16，PNP三極管V4基極、PNP三極管V3集電極之間接有電阻R14，所述PNP三極管V4發(fā)射極、PNP三極管V4基極之間接電阻R33；供電電源ZB 12V還與貼片三極管V1負極、貼片三極管V1負極連接，貼片三極管V1正極、貼片三極管V2正極接地，貼片三極管V1中間引腳與合閘信號RYA輸出端連接，貼片三極管V2中間引腳與跳閘信號RYB輸出端連接。R33為偏置電阻，信號控制。在鏡像設(shè)置的基礎(chǔ)上，通過互鎖保護電路的作用在控制單元發(fā)送一個控制指令時繼電器一只執(zhí)行一個動作(例如跳閘/合閘。

內(nèi)置負荷開關(guān)控制信號RELAY-ON為合閘控制信號輸入端，內(nèi)置負荷開關(guān)控制信號RELAY-OFF為跳閘控制信號輸入端，合閘控制信號輸入端、跳閘控制信號輸入端與MCU數(shù)據(jù)處理器連接，MCU芯片將信號通過合閘控制信號輸入端、跳閘控制信號輸入端輸入到內(nèi)置繼電器驅(qū)動電路，合閘信號RYA輸出端的QA、跳閘信號RYB輸出端的QB為連接負荷開關(guān)信號線接口。

進一步，所述MCU數(shù)據(jù)處理器選用FM331X型號芯片。

內(nèi)外置繼電器的檢測信號輸入到MCU數(shù)據(jù)處理器，檢測判斷是否跳、合成功。MCU芯片輸出控制信號RelayCtrl給繼電器RLY1,繼電器RLY1為控制外置負荷開關(guān)的微型繼電器。

進一步，所述內(nèi)繼電器驅(qū)動電路的電源為單相電(即市電)經(jīng)變壓器降壓后輸出到電源DC/DC轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換為外置繼電器電路的電源12V。

更進一步，所述電源DC/DC轉(zhuǎn)換模塊采用LV2842XL VDDCRA TSOT-6型號的放大器芯片。

更進一步，所述變壓器采用HY-B35-13001型號，繼電器RLY1選用HF33F/012-ZS3繼電器。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是：電能表上采繼電器驅(qū)動及檢測電路，降低高了電能表的故障率，延長了電能表的使用壽命，整個電路系統(tǒng)穩(wěn)定性好，具有較強的抗干擾能力，避免信號沖突造成電表繼電保護電路失效，保證電表的正常工作。

附圖說明

圖1是內(nèi)繼電器驅(qū)動電路；

圖2是繼電器跳閘告警驅(qū)動電路；

圖3是繼電器檢測電路；

圖4是外置繼電器驅(qū)動電路。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本實用新型的技術(shù)方案作進一步描述說明。

用于智能電能表的繼電器驅(qū)動及檢測電路，包括內(nèi)繼電器驅(qū)動電路、繼電器跳閘告警驅(qū)動電路、外置繼電器驅(qū)動電路及繼電器檢測電路，所述內(nèi)繼電器驅(qū)動電路、繼電器跳閘告警驅(qū)動電路、外置繼電器驅(qū)動電路、繼電器檢測電路都與MCU數(shù)據(jù)處理器連接。

如圖3所示，繼電器檢測電路包括光耦OPT8內(nèi)發(fā)光二極管負極與電阻R71連接，光耦OPT8內(nèi)發(fā)光二極管的正極、負極之間外接二極管D6，電阻R1、電阻R21兩者之間的節(jié)點與光耦OPT8內(nèi)光敏三極管的集電極連接，光耦OPT8內(nèi)光敏三極管的發(fā)射極接地，所述電阻R68、電阻R69、電阻R70、電阻R71依次串聯(lián)且電阻上下位置錯開擺放。

檢測信號從電阻R21的另一端RelayTest輸出到MCU數(shù)據(jù)處理器的內(nèi)、外置繼電器的檢測信號輸入口，用于檢測判斷是否會跳、合成功，這種方式以電壓的形式做判斷的。還有一種是以功率的形式判斷的，是MCU從計量芯片的通信接口12、13腳獲取。兩種方式可分別或共同使用。電阻R68、電阻R69、電阻R70、電阻R71選用360K 1％0805,電阻R1選用51K 5％0603，電阻R1選用100R 5％0603，二極管D6選用M7DO 214AC,光耦芯片OPT8選用816D型號。

如圖2所示，繼電器跳閘告警驅(qū)動電路采用蜂鳴器設(shè)置，PNP三極管Q7發(fā)射極接工作電源VDD，PNP三極管Q7基極與電阻R99連接，PNP三極管Q7集電極與蜂鳴器正極連接，蜂鳴器負極接地。該電路中蜂鳴信號BEEP端與MCU芯片的第29腳連接。R99選用3K 5％0603，PNP三極管Q7選用LMBT2907ALTCG SOT-23型號，蜂鳴器選用BZ1YMD-12095-G蜂鳴器。

如圖4所示，外置繼電器驅(qū)動電路為開關(guān)S3、開關(guān)S4連焊接口分別與繼電器RLY1的第腳3、腳5連接；繼電器RLY1的第1腳、2腳之間耦接二極管D1，合閘信號RYA從第2腳輸出，由電阻R1、電阻R2并聯(lián)的電路兩端分別與正電源+12V、繼電器RLY1的第1腳連接；繼電器RLY1的第4腳與熱敏電阻RT1、熱敏電阻RT2分別連接，熱敏電阻RT2兩端還接有熱敏電阻RT3。開關(guān)S3、開關(guān)S4連焊接口，當該電能表是開關(guān)外置表時將S3、S4短接用焊錫連焊上。

繼電器RLY1選用HF33F/012-ZS3繼電器，二極管D1選用M7DO-214AC,電阻R1、電阻R2選用100R 5％0805，熱敏電阻RT1、熱敏電阻RT2選用MZ11-0 8E600-121RM,熱敏電阻RT3為100K/1W。

如圖1所示，內(nèi)置繼電器驅(qū)動電路包括鏡像設(shè)置的跳閘驅(qū)動電路與合閘驅(qū)動電路，合閘驅(qū)動電路為內(nèi)置負荷開關(guān)控制信號RELAY-ON與電阻R52、NPN三極管V5的基級依次連接，NPN三極管V5的基極還連接電阻R54的一端，所述電阻R54的另一端接地，NPN三極管Q3集電極連接合閘信號RYA輸出端，NPN三極管V5發(fā)射極與跳閘驅(qū)動電路中的NPN三極管V6發(fā)射極共地；跳閘驅(qū)動電路為內(nèi)置負荷開關(guān)控制信號RELAY-OFF與電阻R53、NPN三極管V6的基級依次連接，NPN三極管V6的基極還連接電阻R55的一端，所述電阻R55的另一端接地，NPN三極管V6集電極連接跳閘信號RYB輸出端。

內(nèi)置繼電器驅(qū)動電路還包括互鎖保護電路，所述互鎖保護電路包括PNP三極管V3和PNP三極管V4，所述PNP三極管V3集電極、PNP三極管V4集電極分別與合閘信號RYA輸出端、跳閘信號RYB輸出端連接，所述PNP三極管V3發(fā)射極、PNP三極管V4發(fā)射極連接供電電源ZB 12V，PNP三極管V3基極、PNP三極管V4集電極之間接有電阻R16，PNP三極管V4基極、PNP三極管V3集電極之間接有電阻R14，所述PNP三極管V4發(fā)射極、PNP三極管V4基極之間接電阻R33；供電電源ZB 12V還與貼片三極管V1負極、貼片三極管V1負極連接，貼片三極管V1正極、貼片三極管V2正極接地，貼片三極管V1中間引腳與合閘信號RYA輸出端連接，貼片三極管V2中間引腳與跳閘信號RYB輸出端連接。

內(nèi)繼電器驅(qū)動電路中，貼片三極管V1正極、貼片三極管V2選用LBAV99L11G型號PNP三極管V3、PNP三極管V4選用LMBT2907ALTIG，NPN三極管V5、NPN三極管V6選用LBC817-40LT1G,電阻R52、電阻R53選用2K 5％0603型號，電阻R54、電阻R55選用22K 1％0603型號，電阻R14、電阻R16、電阻R33選用4.7K 1％0603，電阻R33這一貼片電阻為內(nèi)置式不焊接。

J3接口為接表內(nèi)部微型磁保持繼電器的轉(zhuǎn)接口，為設(shè)計需要可能需要另設(shè)小板子接插在主板中。RYA拉合閘信號輸出至電能表外的負荷開關(guān)。

內(nèi)繼電器驅(qū)動電路的電源為單相電經(jīng)變壓器降壓后輸出到電源DC/DC轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換為外置繼電器電路的電源12V。電源DC/DC轉(zhuǎn)換模塊采用LV2842XL VDDCRA TSOT-6型號的放大器芯片。變壓器采用HY-B35-13001型號。

所述MCU數(shù)據(jù)處理器選用FM331X型號芯片。MCU的引腳RelayTest為內(nèi)、外置繼電器的檢測信號輸入口，檢測判斷是否跳、合成功。

以上為本實用新型的優(yōu)選實施方式，并不限定本實用新型的保護范圍，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型的設(shè)計思路做出的變形及改進，都應當視為本實用新型的保護范圍之內(nèi)。