检测反馈电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种检测反馈电路，用于检测电磁开关的触点开关状态，其包括信号输入端、信号输出端、检测电阻、光耦合器、三极管、上拉电阻及筛选二极管，其中，所述信号输入端输出至电磁开关的输入侧，所述电磁开关的输出侧与光耦合器的输入侧相连，所述检测电阻并联在光耦合器的输入侧，所述光耦合器的输出侧与三极管的基极和发射极相连，所述上拉电阻连接在三极管的基极和电源之间，所述三极管的集电极连接至信号输出端，所述筛选二极管的正负极分别连接到信号输出端和信号输入端。本实用新型在电磁开关电路上增加了光耦隔离检测及检测信号的逻辑筛选电路，实现了真正的安全闭环检测，同时又不破坏电磁开关自身的电气隔离性，安全可靠。
【专利说明】检测反馈电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电路【技术领域】，更具体地涉及一种用于检测电磁开关的触点开关状态的检测反馈电路。
【背景技术】
[0002]电磁开关，作为一种利用电磁原理，对电气信号进行绝缘隔离的装置，越来越多地在电子产品中应用。在应用该电磁开关器件时，通常的做法是在需要开关触点闭合时，系统给出驱动信号使得电磁线圈得电，从而利用电磁原理驱动器件的机械触点闭合，这种简单的驱动而不反馈的方法完全是开环方式，无法知道系统给出驱动信号后，触点是否真正可靠的执行了闭合动作，若驱动信号的后级电路中器件异常，或者电磁开关本身的异常导致并没有正确闭合动作，则可能出现系统控制方法的问题，在某些大功率电力电子产品中甚至会损坏器件等风险。
[0003]在已有技术中，要么直接以简单的开环方式驱动控制电磁开关工作，要么仅做到对驱动信号侧的检测反馈，以确定电磁线圈是否真正得电，而不能将最直接的触点闭合信息反馈给系统。
[0004]在以上两种现有技术中，由于不能真实反馈闭合指令后的触点未闭合信息，使得电磁开关在应用中面临较大的失效而不能被及时检测出来的风险，系统认为给出了闭合信号，而实际上触点并没有执行闭合动作，导致逻辑错误或器件损坏等不可预测的后果。
[0005]鉴于此，有必要提供一种可解决上述缺陷的检测反馈电路。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是提供一种检测反馈电路以实现真正的安全且准确的闭环检测。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型提供一种检测反馈电路，用于检测电磁开关的触点开关状态，其包括信号输入端IN、信号输出端OUT、检测电阻R2、光耦合器P1、三极管T2、上拉电阻R4及筛选二极管D2，其中，所述信号输入端IN输出至电磁开关Kl的输入侧，所述电磁开关Kl的输出侧与光稱合器Pl的输入侧相连，所述检测电阻R2并联在光稱合器Pl的输入侧，所述光耦合器Pl的输出侧与三极管T2的基极和发射极相连，所述上拉电阻R4连接在三极管T2的基极和电源VCC之间，所述三极管T2的集电极连接至信号输出端0UT，所述筛选二极管D2的正负极分别连接到信号输出端OUT和信号输入端IN。
[0008]优选地，所述检测反馈电路还包括一充电延时电路，所述充电延时电路包括延时电阻R5和充电电容Cl，其中，所述延时电阻R5 —端连接电源VCC，另一端连接至三极管T2的集电极，所述充电电容Cl 一端连接至三极管T2的集电极，另一端接地。
[0009]优选地，所述检测反馈电路还包括一保护电路，所述保护电路包括限流电阻Rl和稳压二极管Z1，其中，所述限流电阻Rl与检测电阻R2串联在一起且并联在电磁开关Kl的输出侧，所述稳压二极管Zl并联在检测电阻R2的两端。[0010]与现有技术相比，本实用新型将电磁开关的触点两端所并联的大电阻的微小电流信号通过光耦隔离输出，光耦输出侧驱动一个三极管电路输出，为识别出当前触点的正确状态以避免误检，通过一个二极管将其输出信号与电磁开关(如继电器)的输入信号进行逻辑与门处理，只有仅当电磁开关的输入信号为驱动有效状态时，该电路才能将电磁开关触点未闭合的输出电平状态送出，例如发送到系统检测机构，以此方法达到正确判断该电磁开关电路是否在系统需要闭合时正确可靠地执行了闭合的动作。本实用新型实现了真正的安全闭环检测，同时又不破坏电磁开关自身的电气隔离性，提高电路的可靠性。
[0011]通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。
【专利附图】

【附图说明】
[0012]图1为本实用新型检测反馈电路用于检测电磁开关的电路原理图。
【具体实施方式】
[0013]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0014]参照图1，本实施例的检测反馈电路10是用于检测电磁开关电路20中电磁开关Kl的触点开关状态，本实例中所叙述的电磁开关Kl是以继电器为例进行说明，其他如接触器等电磁开关所涉及的检测原理完全相同。
[0015]本实施例的检测反馈电路10包括限流电阻R1、稳压二极管Z1、检测电阻R2、光耦合器P1、三极管T2、上拉电阻R4、筛选二极管D2、延时电阻R5、充电电容Cl、信号输入端IN及信号输出端OUT。其具体连接关系如下:信号输入端IN输出至电磁开关Kl的输入侧，限流电阻Rl与检测电阻R2串联在一起且并联在电磁开关Kl的输出侧(也即电磁开关触点的两个连接端A、B)，光耦合器Pl的输入侧连接在电阻Rl和R2的连接节点和电磁开关Kl的连接端B之间，稳压二极管Zl并联在检测电阻R2的两端且其正极是连接至电磁开关Kl的连接端B，光耦合器Pl的输出侧与三极管T2的基极和发射极相连，三极管T2的集电极连接至信号输出端0UT，上拉电阻R4连接在三极管T2的基极和电源VCC之间，延时电阻R5 —端连接电源VCC，另一端连接至三极管T2的集电极，充电电容Cl 一端连接至三极管T2的集电极，另一端接地，而筛选二极管D2的正负极分别连接到信号输出端OUT和信号输入端IN。
[0016]继续参照图1，下面对上述检测反馈电路10的工作原理进行说明。
[0017]信号输出端OUT所输出的信号为检测信号，检测信号的定义是:低电平时为正常状态，高电平为电磁开关Kl的触点闭合异常故障状态。该检测信号电平的输出状态最终需由两个条件共同决定:一个是三极管T2输出状态，另一个是通过筛选二极管D2与信号输入端IN向电磁开关Kl输入的驱动信号相连所构成的逻辑与门。通过该与门条件对电平进行筛选，即只有在给定输入信号为高电平时，输出的检测信号才可以将故障电平(高电平)送给系统，否则，即便三极管T2的状态处于高电平输出，OUT信号将仍被输入IN的低电平通过二极管钳位于低电平状态，此时系统认为是正常的状态。通过筛选二极管D2将输入和输出条件进行与门处理的方法有效地避免了系统出现以下误判:系统本就没有给出闭合信号时，却错误地将此时触点未闭合的信号告诉系统，让系统做出误判。
[0018]进一步地，当系统给出闭合信号时，即信号输入端IN的输入信号为高电平时，驱动电磁开关Kl (继电器)的原边线圈，线圈得电后驱动输出侧触点进行闭合，若此时的触点执行了正确可靠的闭合动作，则触点A和B两端电平将接近于0V，原来通过检测电阻R2的电流将被触点短路而旁路掉，检测电阻R2两侧电压为零，光耦合器Pl的原边不可能获得足够的开通电流而关断，输出侧为高电平，三极管T2基极在上拉电阻R4的驱动下饱和开通，信号输出端OUT的输出信号被三极管T2拉为低电平给系统，由于从驱动信号IN给出到电磁机构的动作并使得三极管T2饱和开通将OUT拉低的过程需要一定延时时间，为避免因存在此检测延迟而导致D2管断开后，三极管T2来不及开通拉低OUT信号而出现短暂的高电平脉冲输出，因此本实施例在OUT输出侧增加延时电容Cl，在IN信号置高导致二极管D2截止开始，虽然三极管T2未能立即响应开通，但由于延时电容Cl的存在，OUT不可能立即由原来被D2拉低的状态切换到高电平，而是通过R5电阻对电容Cl进行充电，充电延时时间常数为R5与Cl的乘积，在实际应用中将根据继电器延时及电路响应特点，适当调整和设置R5与Cl的值，以确保该延时电路的延时时间足够大于电路的响应延迟，避免在信号切换的瞬间出现瞬态高电平的误测信号。
[0019]同理地，若上述过程中，电磁开关Kl (继电器)输出侧触点开关出现异常而未能正确闭合，或者闭合动作不可靠而不能将检测电路中的电流完全旁路掉，则由于触点A和B两侧存在一定的电压差，检测电阻R2上获得电流，产生一个电压值，该电压驱动光耦原边发光二极管上产生驱动电流，光耦输出将三极管T2的基极拉到低电平，三极管T2由饱和开通状态转换为关断输出，同时又由于此时的输入信号IN是给定的闭合有效信号高电平,二极管D2为截止状态，OUT输出信号完全由三极管T2给出，三极管T2关断，则输出端OUT所输出的检测信号为电阻R5上拉的高电平信号，系统接受到高电平时认为继电器开关未能正确可靠闭合。
[0020]在上述电路中，电阻Rl为限流电阻，与稳压二极管Zl组合保护光耦器件以避免过高电压的损坏，在应用于给电容充电的启动电路中时，电阻Rl可同时充当缓冲电阻的作用，在电容通过Rl和R2充电完成后由继电器开关闭合而旁路掉，在应用于其他直流信号切换回路中时，可适当增大Rl的阻值，以避免通过检测电路的电流驱动了本来继电器触点开关处于断开状态而不想驱动的后级电路，选择适当的Rl阻值以达到能驱动光耦检测电路而无法驱动继电器触点后级电路的目的。其中，R2为检测电阻，在应用于给电容充电的启动电路中时，提供了给电容充电的充电回路。
[0021]如上所述，本实用新型将电磁开关的触点两端所并联的大电阻的微小电流信号通过光耦隔离输出，光耦输出侧驱动一个三极管电路输出，为识别出当前触点的正确状态以避免误检，通过一个二极管将其输出信号与电磁开关(如继电器)的输入信号进行逻辑与门处理，只有仅当电磁开关的输入信号为驱动有效状态时，该电路才能将电磁开关触点未闭合的输出电平状态送出，例如发送到系统检测机构，以此方法达到正确判断该电磁开关电路是否在系统需要闭合时正确可靠地执行了闭合的动作。本实用新型实现了真正的安全闭环检测，同时又不破坏电磁开关自身的电气隔离性，提高电路的可靠性。[0022]以上结合最佳实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。
【权利要求】
1.一种检测反馈电路，用于检测电磁开关的触点开关状态，其特征在于: 所述检测反馈电路包括信号输入端(IN)、信号输出端(OUT)、检测电阻(R2)、光耦合器(P1)、三极管(T2)、上拉电阻(R4)及筛选二极管(D2)，其中，所述信号输入端(IN)输出至电磁开关(Kl)的输入侧,所述电磁开关(Kl)的输出侧与光稱合器(Pl)的输入侧相连,所述检测电阻(R2)并联在光耦合器(Pl)的输入侧，所述光耦合器(Pl)的输出侧与三极管(T2)的基极和发射极相连，所述上拉电阻(R4)连接在三极管(T2)的基极和电源(VCC)之间，所述三极管(T2)的集电极连接至信号输出端(OUT)，所述筛选二极管(D2)的正负极分别连接到信号输出端(OUT)和信号输入端(IN)。
2.如权利要求1所述的检测反馈电路，其特征在于:还包括一充电延时电路，所述充电延时电路包括延时电阻(R5)和充电电容(Cl)，其中，所述延时电阻(R5) —端连接电源(VCC)，另一端连接至三极管(T2)的集电极，所述充电电容(Cl) 一端连接至三极管(T2)的集电极，另一端接地。
3.如权利要求1或2所述的检测反馈电路，其特征在于:还包括一保护电路，所述保护电路包括限流电阻(Rl)和稳压二极管(Z1)，其中，所述限流电阻(Rl)与检测电阻(R2)串联在一起且并联在电磁开关(Kl)的输出侧，所述稳压二极管(Zl)并联在检测电阻(R2)的两端。
【文档编号】G01R31/02GK203572931SQ201320728098
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年11月18日 优先权日:2013年11月18日
【发明者】李旭 申请人:深圳市易能电气技术有限公司