一種用于單相表的雙繼電器控制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于單相表的雙繼電器控制電路，包括由相線繼電器和零線繼電器組成的雙繼電器電路；由獨(dú)立的兩路分別控制相線繼電器和零線繼電器通斷的繼電器控制回路組成的繼電器控制雙回路；為繼電器控制雙回路提供工作電源的繼電器電源電路；控制繼電器電源電路的關(guān)閉與開啟、發(fā)送繼電器控制信號到繼電器控制雙回路，進(jìn)而控制雙繼電器的通斷的CPU電路。該電路減少了兩個繼電器同時動作帶來的過多功耗，解決了低電壓供電時無法正常顯示和額定電壓下雙繼電器動作時拉低系統(tǒng)電源電壓的問題，從而電力公司也可以安全有效地通過雙繼電器管理用戶用電，也增加了竊電和私自用電的難度，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，完善了電表的性能。
【專利說明】-種用于單相表的雙繼電器控制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種負(fù)荷開關(guān)單相表控制領(lǐng)域，特別涉及一種用于單相表的雙繼電器 控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前家庭普遍使用內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)單相表，電力公司通過遠(yuǎn)程或者本地操作管理控 制用戶用電，通常是采用以下兩種方式： 采用單個繼電器控制單相表相線的通斷，這種方式使用時非常方便，但對竊電和防止 用戶私自用電等問題存在較大的漏洞，由于零線還有電氣連接，所以在拉閘時對人身安全 也存在一定的威脅； 采用兩個繼電器分別控制單相表的相線和零線的通斷，這種方式同時控制相線和零線 的通斷，增加了竊電和用戶私自用電的難度，由于供電系統(tǒng)和用戶設(shè)備被電氣隔離，故保障 了拉閘時的人身安全，但是這種方法也存在缺陷，由于雙繼電器在拉閘或合閘時功耗很大， 控制雙繼電器拉閘需要電源有很強(qiáng)的帶載能力，否則很可能會拉低供電系統(tǒng)的電壓，致使 系統(tǒng)CPU復(fù)位，存在在非常大的隱患，使用高容量的電解電容作為繼電器的供電電源為繼 電器動作儲蓄能量可解決此問題，但由于電能表內(nèi)空間有限，所以這種方法也行不通。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能解決低電壓供電時無法正常顯 示和額定電壓下雙繼電器動作時拉低系統(tǒng)電源電壓的問題的用于單相表的雙繼電器控制 電路。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種用于單相表的雙繼電器控 制電路，包括： 繼電器電路，包括分別控制單相表的相線、零線通斷的相線繼電器和零線繼電器； 繼電器控制雙回路，包括獨(dú)立的兩路分別控制相線繼電器和零線繼電器通斷的控制回 路； 繼電器電源電路，為繼電器控制雙回路提供工作電源； CPU電路，控制繼電器電源電路的關(guān)閉與開啟、發(fā)送繼電器控制信號到繼電器控制雙回 路，進(jìn)而控制雙繼電器的通斷。
[0005] 每一路繼電器控制回路均包括兩個PNP三極管和兩個NPN三極管；兩個PNP三極 管的發(fā)射極同時連接于12V電源，集電極分別與兩個NPN三極管集電極連接，基極分別通過 一限流電阻后引出，作為供CPU電路控制的連接繼電器輸入端的設(shè)置端和復(fù)位端；所述兩 個NPN三極管發(fā)射極同時接地，基極分別通過一電阻連接于CPU電路作為供CPU電路控制 的繼電器通、斷控制端。
[0006] 四個三極管的集電極兩兩相接分別與所述設(shè)置端和復(fù)位端連接。
[0007] 從設(shè)置端到與其直接連接的兩個三極管的發(fā)射極分別連接有二極管Dl、D2,從復(fù) 位端到與其直接連接的兩個三極管的發(fā)射極分別連接有二極管D3、D4。
[0008] 所述繼電器電源電路包括三極管Q1和場效應(yīng)管Q3,所述三極管Q1發(fā)射極接地， 集電極通過一電阻R2連接于場效應(yīng)管Q3的柵極，基極連接CPU電路，所述CPU電路控制 三極管Q1的截止和導(dǎo)通，進(jìn)而控制場效應(yīng)管Q3的通斷，實(shí)現(xiàn)繼電器電源的通斷控制。
[0009] 所述繼電器電路采用磁保持繼電器。
[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)： 本發(fā)明提供一種用于單相表的雙繼電器控制電路，利用CPU電路控制繼電器電源電路 的通斷和相繼發(fā)送繼電器控制信號到繼電器控制雙回路，控制雙繼電器分時地進(jìn)行動作， 減少了兩個繼電器同時動作帶來的過多功耗，解決了低電壓供電時無法正常顯示和額定電 壓下雙繼電器動作時拉低系統(tǒng)電源電壓的問題，從而電力公司也可以安全有效地通過雙繼 電器管理用戶用電，也增加了竊電和私自用電的難度，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，完善了電表的性 能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明雙繼電器控制電路的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2為本發(fā)明電能表上電時的控制方法的結(jié)構(gòu)框圖； 圖3為本發(fā)明的雙繼電器電能表的控制方法框圖； 圖4為本發(fā)明的繼電器控制雙回路23的其中一繼電器控制回路電路圖； 圖5為本發(fā)明的繼電器控制雙回路23的另一繼電器控制回路電路圖； 圖6為本發(fā)明的繼電器電源電路24電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面將結(jié)合附圖以及實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步 詳細(xì)描述。
[0013] 如圖1所示，一種用于單相表的雙繼電器控制電路，依次包括CPU電路25、繼電器 電源電路24、繼電器控制雙回路23和雙繼電器電路22,所述雙繼電器電路22包括相線繼 電器和零線繼電器，所述繼電器控制雙回路由兩個獨(dú)立的繼電器控制回路13組成。
[0014] 如圖4所示，所述繼電器控制回路13的其中一繼電器控制回路包括兩個PNP三極 管Ql、Q2和兩個NPN三極管Q3、Q4 ;兩個PNP三極管Ql、Q2的發(fā)射極同時連接于12V直流 電源，集電極分別與兩個NPN三極管Q3、Q4集電極連接，基極分別通過一限流電阻R1、R2后 引出，作為供CPU電路25控制的連接繼電器輸入端的設(shè)置端SET和復(fù)位端RESET，即繼電 器驅(qū)動線圈兩端。所述兩個NPN三極管Q3、Q4發(fā)射極同時接地，基極分別通過一電阻R3、 R4連接于CPU電路25作為供CPU電路25控制的繼電器通、斷控制端。
[0015] 四個三極管Ql、Q2、Q3、Q4的集電極兩兩相接分別與所述設(shè)置端SET和復(fù)位端 RESET連接。
[0016] 從設(shè)置端SET到與其直接連接的PNP三極管連接有二極管D1，其中設(shè)置端SET連 接二極管D1的正極，從設(shè)置端SET到與其直接連接的NPN三極管連接有二極管D2,其中設(shè) 置端SET連接二極管D1的負(fù)極，從復(fù)位端RESET到與其直接連接的PNP三極管連接有二 極管D3,其中復(fù)位端RESET連接二極管D3的正極，從復(fù)位端RESET到與其直接連接的NPN 三極管連接有二極管D4,其中復(fù)位端RESET連接二極管D4的正極，其中D1、D2、D3、D4都起 保護(hù)電路的作用。
[0017] 如圖5所示，所述繼電器控制回路13的另一繼電器控制回路包括兩個PNP三極管 Q5、Q6和兩個NPN三極管Q7、Q8 ;兩個PNP三極管Q5、Q6的發(fā)射極同時連接于12V電源，集 電極分別與兩個NPN三極管Q7、Q8集電極連接，基極分別通過一限流電阻R5、R6后引出，作 為供CPU電路25控制的設(shè)置端SETN和復(fù)位端RESETN ;所述兩個NPN三極管Q7、Q8發(fā)射極 同時接地，基極分別通過一電阻R7、R8連接于CPU電路25作為供CPU電路25控制的繼電 器通、斷控制端。
[0018] 同樣地，四個三極管Q5、Q6、Q7、Q8的集電極兩兩相接分別與所述設(shè)置端SETN和 復(fù)位端RESETN連接。
[0019] 同樣地，從設(shè)置端SETN到與其直接連接的PNP三極管連接有二極管D5,其中設(shè)置 端SETN連接二極管D5的正極，從設(shè)置端SETN到與其直接連接的NPN三極管連接有二極管 D6,其中設(shè)置端SETN連接二極管D6的負(fù)極，從復(fù)位端RESETN到與其直接連接的PNP三極 管連接有二極管D7,其中復(fù)位端RESETN連接二極管D7的正極，從復(fù)位端RESETN到與其直 接連接的NPN三極管連接有二極管D8,其中復(fù)位端RESETN連接二極管D8的正極，其中二 極管D5、D6、D7、D8都起保護(hù)電路的作用。
[0020] 其中繼電器控制雙回路中的 OFF-RELAY、ON-RELAY、OFF-RELAYN、0N-RELAYN 信號 直接連接于CPU電路25,其端口是控制雙繼電器22拉合閘的信號線。
[0021] 圖4電路中，當(dāng)CPU電路25不發(fā)送控制信號時，設(shè)置端SET和復(fù)位端RESET均處于 高電位，當(dāng)CPU電路25的0FF-RELAY端發(fā)送高電平時，通過三極管Q4后設(shè)置端SET相對于 原來狀態(tài)為低電位，此時復(fù)位端RESET仍為高電位，從而在繼電器兩端產(chǎn)生電壓差，此時繼 電器閉合；當(dāng)CPU電路25的ΟΝ-RELAY端發(fā)送高電平時，通過三極管Q3后復(fù)位端RESET相 對于原來狀態(tài)為低電位，此時設(shè)置端SET仍為高電位，從而在繼電器兩端產(chǎn)生反向電壓差， 此時繼電器斷開。圖5所示另一繼電器控制回路原理與圖4所示相同，在此不贅述。
[0022] 如圖6所示，繼電器電源電路24包括三極管Q1和場效應(yīng)管Q3,所述三極管Q1的 集電極通過一電阻R2連接于場效應(yīng)管Q3的柵極，所述CPU電路25控制三極管Q1的截止 和導(dǎo)通，從而控制場效應(yīng)管Q3源極和漏極的通斷。
[0023] 本發(fā)明采用繼電器控制雙回路23控制雙繼電器分時動作，并加設(shè)繼電器電源電 路24補(bǔ)充雙獨(dú)立控制回路所增加的功耗，其分時工作的控制方法如下： 繼電器動作前CPU電路25先打開繼電器控制電路的電源開關(guān)，在不需要繼電器動作 時，關(guān)閉繼電器控制電路的電源，這樣會比單回路控制的整機(jī)電壓線路功耗更低。
[0024] 在雙繼電器需要動作時，所述CPU電路25首先將相線繼電器控制信號發(fā)送至繼電 器控制雙回路23,從而控制相線繼電器的通或斷； 再經(jīng)過一定時間延時后，(例如延時2秒)，將零線繼電器控制信號發(fā)送至繼電器控制雙 回路23,控制零線繼電器的通或斷； 最后，所述CPU電路25再控制關(guān)斷繼電器電源電路24,切斷兩個繼電器的工作電源。
[0025] 這種利用CPU控制兩個繼電器分時動作的方式，把一個瞬間的大功耗分為兩個不 同時間的小功耗，有效降低了電表瞬間所需功率，保證電表的穩(wěn)定工作。
[0026] 如圖2所示，在需要控制雙繼電器電路22上電時，設(shè)置一個大于導(dǎo)致CPU進(jìn)入掉 電狀態(tài)的界限電壓的保險(xiǎn)電壓值，CPU電路25通過判斷電能表電壓值是否低于保險(xiǎn)電壓 值來判斷是否控制繼電器上電。采用這種上電控制方法，很好地解決了電能表低電壓供電 時無法正常顯示的問題，當(dāng)電能表電壓低于保險(xiǎn)電壓值時，則控制電能表不動作，從而繼電 器在低電壓時沒有動作，則不會消耗電能表的功率，就不會導(dǎo)致電能表進(jìn)入掉電狀態(tài)，進(jìn)而 達(dá)到保護(hù)整機(jī)性能，保證整機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
[0027] 本發(fā)明中未具體介紹的功能模塊均可采用現(xiàn)有技術(shù)中的成熟功能模塊，例如 CPU電路、雙繼電器電路等，其中CPU電路所用程序?yàn)槌Ｓ贸绦颍缪訒r程序和門限值設(shè) 定控制程序。
[0028] 以上為本發(fā)明的其中具體實(shí)現(xiàn)方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理 解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離 本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些顯而易見的替換形式均屬于本發(fā) 明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于單相表的雙繼電器控制電路，其特征在于，包括： 雙繼電器電路，包括分別控制單相表的相線、零線通斷的相線繼電器和零線繼電器； 繼電器控制雙回路，包括獨(dú)立的兩路分別控制相線繼電器和零線繼電器通斷的繼電器 控制回路； 繼電器電源電路，為繼電器控制雙回路提供工作電源； CPU電路，控制繼電器電源電路的關(guān)閉與開啟、發(fā)送繼電器控制信號到繼電器控制雙回 路，進(jìn)而控制雙繼電器的通斷。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于單相表的雙繼電器控制電路，其特征在于：每一路繼電 器控制回路均包括兩個PNP三極管和兩個NPN三極管；兩個PNP三極管的發(fā)射極同時連接 于12V電源，集電極分別與兩個NPN三極管集電極連接，基極分別通過一限流電阻后引出， 作為供CPU電路控制的連接繼電器輸入端的設(shè)置端和復(fù)位端；所述兩個NPN三極管發(fā)射 極同時接地，基極分別通過一電阻連接于CPU電路作為供CPU電路控制的繼電器通、斷控制 端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于單相表的雙繼電器控制電路，其特征在于：四個三極管 的集電極兩兩相接分別與所述設(shè)置端和復(fù)位端連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于單相表的雙繼電器控制電路，其特征在于：從設(shè)置端到 與其直接連接的兩個三極管的發(fā)射極分別連接有二極管Dl、D2,從復(fù)位端到與其直接連接 的兩個三極管的發(fā)射極分別連接有二極管D3、D4。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于單相表的雙繼電器控制電路，其特征在于：所述繼電器 電源電路包括三極管Q1和場效應(yīng)管Q3,所述三極管Q1發(fā)射極接地，集電極通過一電阻R2 連接于場效應(yīng)管Q3的柵極，基極連接CPU電路，所述CPU電路控制三極管Q1的截止和導(dǎo) 通，進(jìn)而控制場效應(yīng)管Q3的通斷，實(shí)現(xiàn)繼電器電源的通斷控制。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于單相表的雙繼電器控制電路，其特征在于：所述繼電器 電路采用磁保持繼電器。
【文檔編號】G01R11/17GK104090140SQ201410300921
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】鐘海鋒 申請人:惠州中城電子科技有限公司