一種過負(fù)荷保護(hù)型繼電器的制作方法

本實(shí)用新型涉及繼電器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種過負(fù)荷保護(hù)型繼電器。

背景技術(shù)：

繼電器是一種電氣控制器件，是當(dāng)輸入量(激勵(lì)量)的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)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(dòng)關(guān)系。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制電路中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動(dòng)開關(guān)”,在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。

尤其在控制領(lǐng)域，繼電器的應(yīng)用更為廣泛，繼電器感應(yīng)到設(shè)備中電壓或者電流發(fā)生波動(dòng)時(shí)，自動(dòng)斷開，及時(shí)斷電，防止設(shè)備遭受更嚴(yán)重的損壞。但是，設(shè)備在啟動(dòng)瞬間電網(wǎng)不穩(wěn)定，繼電器會不斷的開合，導(dǎo)致設(shè)備頻繁跳電，繼電器的靈敏特性對于設(shè)備啟動(dòng)非常不利；在設(shè)備運(yùn)行過程中，當(dāng)進(jìn)行某些特殊動(dòng)作時(shí)，需要設(shè)備在短時(shí)間內(nèi)能夠承受一定范圍的負(fù)載，此時(shí)電路中的電壓或者電流會發(fā)生微小的過壓或過流，繼電器的就會靈敏感應(yīng)并進(jìn)行相應(yīng)的開合動(dòng)作，如此就導(dǎo)致了設(shè)備無法完成指定動(dòng)作。

中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局公開了一種啟動(dòng)保護(hù)繼電器，公告號為：CN 103362716A，公開日為2013.10.23，該專利包括依次電連接的恒流輸入電路模塊、延時(shí)電路模塊、隔離電路模塊、驅(qū)動(dòng)電路模塊和輸出電路模塊，該延時(shí)電路模塊包括一個(gè)RC電路、一個(gè)二極管以及一個(gè)非門，該隔離電路模塊包括一個(gè)振蕩電路和一個(gè)與其耦合的變壓器，該驅(qū)動(dòng)電路模塊包括一個(gè)場效應(yīng)管、一個(gè)過熱保護(hù)器和第一RCD電路，該場效應(yīng)管為絕緣柵場效應(yīng)管(MOSFET)，該輸出電路模塊包括第二RCD電路，該第二RCD電路的輸出端與起動(dòng)器電連接；該實(shí)用新型專利通過延時(shí)電路模塊限制單次起動(dòng)時(shí)間，使起動(dòng)機(jī)得到有效的保護(hù)。

中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局還公開了一種變壓器過負(fù)荷保護(hù)電路，公告號為CN 202268690U，公告日為2012.06.06；該專利包括電流繼電器和燈光聲響報(bào)警電路、過負(fù)荷控制回路、切負(fù)荷回路，電流繼電器的線圈串聯(lián)在變壓器的主回路上，過負(fù)荷控制回路包括電流繼電器的常開觸點(diǎn)，電流繼電器的常開觸點(diǎn)與第一時(shí)間繼電器的線圈串聯(lián)構(gòu)成第一支路，第一時(shí)間繼電器的常開觸點(diǎn)與第一信號繼電器的線圈串聯(lián)構(gòu)成第二支路，第一信號繼電器的常開觸點(diǎn)串聯(lián)在第一燈光聲響報(bào)警電路中；切負(fù)荷回路包括第一時(shí)間繼電器的常閉觸點(diǎn)，第一時(shí)間繼電器的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在變壓器負(fù)荷的第一分閘按鈕電路中。該實(shí)用新型專利能夠防止變壓器長期出現(xiàn)過負(fù)荷運(yùn)行。

但是，以上兩種專利仍有以下缺點(diǎn)：1)繼電器的延時(shí)時(shí)間固定，不能根據(jù)設(shè)備情況選擇不同的延時(shí)時(shí)間，缺乏通用性；2)無法允許設(shè)備在允許范圍內(nèi)進(jìn)行短時(shí)間的過負(fù)荷動(dòng)作；3)無法滿足設(shè)備在不同的過負(fù)荷信號下要求繼電器有不同的延時(shí)時(shí)間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種過負(fù)荷保護(hù)型繼電器，外部負(fù)載輸入信號通過與不同的延時(shí)選擇開關(guān)連接，選擇不同的電阻器為電容器充電，實(shí)現(xiàn)電容器充電時(shí)間的選擇；通過與不同的過負(fù)荷倍率選擇開關(guān)連接，選擇不同的電阻器分壓，實(shí)現(xiàn)過負(fù)荷倍率的選擇；延時(shí)反轉(zhuǎn)選擇模塊和過負(fù)荷倍率選擇模塊相互配合，實(shí)現(xiàn)外部負(fù)載在不同的過負(fù)荷信號下，繼電器有不同的延時(shí)時(shí)間。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種過負(fù)荷保護(hù)型繼電器，包括被保護(hù)的繼電器、電壓比較模塊、延時(shí)反轉(zhuǎn)選擇模塊以及過負(fù)荷倍率選擇模塊；

延時(shí)反轉(zhuǎn)選擇模塊包括電容器以及若干個(gè)電阻器，各個(gè)電阻器依次串聯(lián)后再與電容器串聯(lián)，電容器的負(fù)極接地，且每個(gè)電阻器的前端均設(shè)置有與外部負(fù)載輸入信號連接的延時(shí)選擇開關(guān)，外部負(fù)載輸入信號通過與不同的延時(shí)選擇開關(guān)連接，選擇不同的電阻器為電容器充電，實(shí)現(xiàn)電容器充電時(shí)間的選擇；

過負(fù)荷倍率選擇模塊包括若干個(gè)串聯(lián)的電阻器，且每個(gè)電阻器的前端均設(shè)置有與外部負(fù)載輸入電壓信號連接的過負(fù)荷倍率選擇開關(guān)，外部負(fù)載輸入信號通過與不同的過負(fù)荷倍率選擇開關(guān)連接，選擇不同的電阻器分壓，實(shí)現(xiàn)過負(fù)荷倍率的選擇；

電壓比較模塊包括第一電壓比較器和第二電壓比較器，其中，第一電壓比較器的“+”端與延時(shí)反轉(zhuǎn)選擇模塊中電容器的正極連接，第二電壓比較器的“+”端與過負(fù)荷倍率選擇模塊中串聯(lián)電阻器的末端連接，第一電壓比較器和第二電壓比較器“—”端均輸入相同的基準(zhǔn)電壓信號，第一電壓比較器和第二電壓比較器的輸出端均與繼電器連接。

進(jìn)一步地，該過負(fù)荷保護(hù)型繼電器還包括電壓采集模塊以及電壓放大器；電壓采集模塊的輸入端與外部負(fù)載輸入信號連接，其輸出端與電壓放大器的輸入端連接，電壓放大器的輸出端同時(shí)與一個(gè)延時(shí)選擇開關(guān)和一個(gè)過負(fù)荷倍率選擇開關(guān)連接。

再進(jìn)一步地，所述第二電壓比較器的“+”端同時(shí)通過一個(gè)電阻器接地。

優(yōu)選地，所述第一電壓比較器和第二電壓比較器的型號為OP1117。

優(yōu)選地，所述基準(zhǔn)電壓信號大小為1.25V。

優(yōu)選地，所述第一電壓比較器和第二電壓比較器的輸出端通過一個(gè)或門與繼電器連接。

優(yōu)選地，所述延時(shí)反轉(zhuǎn)選擇模塊中串聯(lián)的各個(gè)電阻器的電阻值不同。

優(yōu)選地，所述過負(fù)荷倍率選擇模塊中串聯(lián)的各個(gè)電阻器的電阻值相同。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為：本實(shí)用新型利用電容器的充放電原理和電阻器的分壓比較原理來實(shí)現(xiàn)繼電器輸出控制，外部負(fù)載輸入信號經(jīng)放大后給電容器充電，利用電容器的充電延時(shí)時(shí)間解決設(shè)備不穩(wěn)定或設(shè)備承受允許范圍內(nèi)的過負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生誤動(dòng)作；外部負(fù)載輸入信號與不同的延時(shí)選擇開關(guān)連接，選擇不同的電阻器為電容器充電，實(shí)現(xiàn)繼電器反時(shí)限的不同延時(shí)時(shí)間；過負(fù)荷倍率選擇模塊中的電阻器對外部負(fù)載輸入信號進(jìn)行分壓后與基準(zhǔn)電壓信號比較，判斷設(shè)備所能承受的過負(fù)荷能力，從而保護(hù)設(shè)備正常運(yùn)行，并通過與不同的過負(fù)荷倍率選擇開關(guān)連接，實(shí)現(xiàn)過負(fù)荷信號倍率的選擇；延時(shí)反轉(zhuǎn)選擇模塊和過負(fù)荷倍率選擇模塊相互配合，實(shí)現(xiàn)外部負(fù)載在不同的過負(fù)荷信號下，繼電器有不同的延時(shí)時(shí)間。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖。

圖2是本實(shí)用新型的電路圖。

圖3是本實(shí)用新型中延時(shí)反轉(zhuǎn)選擇模塊的反時(shí)限特性曲線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。

根據(jù)附圖1至附圖3所示，一種過負(fù)荷保護(hù)型繼電器，包括被保護(hù)的繼電器、電壓比較模塊、延時(shí)反轉(zhuǎn)選擇模塊以及過負(fù)荷倍率選擇模塊。

延時(shí)反轉(zhuǎn)選擇模塊包括電容器C以及若干個(gè)電阻器，各個(gè)電阻器依次串聯(lián)后再與電容器串聯(lián)，電容器C的負(fù)極接地，且每個(gè)電阻器的前端均設(shè)置有與外部負(fù)載輸入信號連接的延時(shí)選擇開關(guān)，外部負(fù)載輸入信號通過與不同的延時(shí)選擇開關(guān)連接，選擇不同的電阻器為電容器充電，實(shí)現(xiàn)電容器充電時(shí)間的選擇；

過負(fù)荷倍率選擇模塊包括若干個(gè)串聯(lián)的電阻器，且每個(gè)電阻器的前端均設(shè)置有與外部負(fù)載輸入電壓信號連接的過負(fù)荷倍率選擇開關(guān)，外部負(fù)載輸入信號通過與不同的過負(fù)荷倍率選擇開關(guān)連接，選擇不同的電阻器分壓，實(shí)現(xiàn)過負(fù)荷倍率的選擇；

電壓比較模塊包括第一電壓比較器和第二電壓比較器，其中，第一電壓比較器的“+”端與延時(shí)反轉(zhuǎn)選擇模塊中電容器的正極連接，第二電壓比較器的“+”端與過負(fù)荷倍率選擇模塊中串聯(lián)電阻器的末端連接，第一電壓比較器和第二電壓比較器“—”端均輸入相同的基準(zhǔn)電壓信號V₀，第一電壓比較器和第二電壓比較器的輸出端均與繼電器連接。

進(jìn)一步地，該過負(fù)荷保護(hù)型繼電器還包括電壓采集模塊以及電壓放大器；電壓采集模塊的輸入端與外部負(fù)載輸入信號連接，其輸出端與電壓放大器的輸入端連接，電壓放大器的輸出端同時(shí)與一個(gè)延時(shí)選擇開關(guān)和一個(gè)過負(fù)荷倍率選擇開關(guān)連接。

下面以具體參數(shù)說明本實(shí)用新型中不同開關(guān)對應(yīng)的延時(shí)時(shí)間和過負(fù)荷倍率

選用四個(gè)電阻器R1，R2，R3，R4與電容器C串聯(lián)組成RC延時(shí)電路，電阻器R1～R4的前端分別連接有選擇開關(guān)S1、S2、S3、S4，即組成了延時(shí)反轉(zhuǎn)選擇模塊，其中R1為680KΩ，R2為250KΩ，R3為68KΩ，R4為36KΩ，電容器C為1000UF。電容器C的正極與第一電壓比較器IC1的“+”端連接，第一電壓比較器IC1的“-”端輸入的基準(zhǔn)電壓信號V₀為1.25V。

再選用四個(gè)電阻器R5，R6，R7，R8串聯(lián)，同樣的四個(gè)電阻器R5，R6，R7，R8的前端分別連接有選擇開關(guān)S5、S6、S7、S8，即組成了過負(fù)荷倍率選擇模塊，四個(gè)電阻器R5～R8為等值電阻，均為510Ω；四個(gè)電阻器串聯(lián)后與第二電壓比較器IC2的“+”端連接，第二電壓比較器IC2的“—”端輸入的基準(zhǔn)電壓信號V₀為1.25V，第二電壓比較器IC2的“+”端同時(shí)通過一個(gè)上拉電阻R9接地；

第一電壓比較器IC1和第二電壓比較器IC2的輸出端通過一個(gè)或門與繼電器K連接，兩路輸出信號中有任意一路滿足條件，則可輸出信號控制繼電器K輸出。本實(shí)施例中，第一電壓比較器IC1和第二電壓比較器IC2均選用型號為OP1117，其精密度較高。

外部負(fù)載輸入信號選擇不同的開關(guān)就選擇了不同的過負(fù)荷倍率和延時(shí)時(shí)間，具體對應(yīng)關(guān)系如下表所示

開關(guān)與過負(fù)荷倍率、延時(shí)時(shí)間對應(yīng)關(guān)系表

如果外部負(fù)載要求過負(fù)荷信號倍率為300％，延時(shí)時(shí)間為16s，則需要接通開關(guān)S5和開關(guān)S2，電阻器R6，R7，R8與第二電壓比較器IC2連接進(jìn)行分壓，當(dāng)?shù)诙妷罕容^器IC2“+”端的電壓高于“—”端的基準(zhǔn)電壓V₀時(shí)，表明外部負(fù)載已經(jīng)超過了其本身可以負(fù)載的范圍，向繼電器K發(fā)出控制信號，繼電器K斷開；與電容器C連接的充電電阻器的阻值R2+R3+R4＝324KΩ，電容器C的充電時(shí)間約為50s，50s后第一電壓比較器的“+”端電壓高于“—”端的基準(zhǔn)電壓V₀，或者第一電壓比較器IC1的向繼電器K發(fā)出控制信號，繼電器K斷開；第一電壓比較器IC1和第二電壓比較器IC2的輸出信號通過一個(gè)或門與繼電器K連接，第一電壓比較器IC1和第二電壓比較器IC2“+”端中任何一路信號高于基準(zhǔn)電壓信號V₀時(shí)，繼電器K斷開。

同樣的，通過開關(guān)的選擇，實(shí)現(xiàn)不同的過負(fù)荷倍率和延時(shí)時(shí)間，設(shè)備運(yùn)行過程中在允許的范圍內(nèi)進(jìn)行短時(shí)間的過載動(dòng)作時(shí)，設(shè)備不會發(fā)生停機(jī)，一旦超過時(shí)間或者超出過負(fù)荷允許范圍，則繼電器K斷開，保護(hù)設(shè)備。

上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，但凡采用本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理，以及在此基礎(chǔ)上進(jìn)行非創(chuàng)造性勞動(dòng)而作出的變化，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。