專利名稱：數(shù)控電流繼電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型與電流繼電器有關(guān)。
背景技術(shù)：
目前，電流繼電器多為電磁式電流繼電器，存在主要缺點(diǎn)是由于伏安特性曲線引起的非線性誤差大，電氣參數(shù)設(shè)置繁瑣。也有采用電子電路設(shè)計(jì)的電流繼電器。但性能不是十分理想，主要缺點(diǎn)A/D轉(zhuǎn)換速度慢，易誤動(dòng)作。
實(shí)用新型的內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種靈敏度高，性能穩(wěn)定，控制精度高，功能設(shè)置簡(jiǎn)單可靠，不會(huì)誤動(dòng)作的數(shù)控電流繼電器。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型數(shù)控電流繼電器，其特征是電流信號(hào)取樣放大電路(1)的輸入端有電阻(R1)，與電流互感器(TA)次極線圈串連，輸出端接電壓比較第二保護(hù)設(shè)置電路(2)，電路(2)的輸出接繼電器跳閘輸出電路(3)，放大電路(1)的另一路輸出接電壓頻率變換器(4)，電壓頻率變換器(4)的輸出接符合、時(shí)鐘電路(6)，符合、時(shí)鐘電路(6)的輸出接記數(shù)譯碼、編碼、對(duì)碼第一保護(hù)設(shè)置電路(5)，電路(5)的一路輸出接顯示器(7)，一路輸出接過(guò)流報(bào)警繼電器輸出電路(9)，一路輸出接延時(shí)跳閘時(shí)間設(shè)置電路(8)，上述各電路接電源變換電路(10)。
電流信號(hào)取樣放大電路(1)由電阻(R1)和集成塊(IC2)組成，R1為0.01Ω的錳銅絲與電流互感(TA)次極線圈串聯(lián)后接于IC2的2腳，IC2的7腳分兩路輸出，一路接電壓比較器(IC3)的2腳，電阻(R16-R27)的一端并聯(lián)與IC3的6、7腳連接，另一端分別接三組數(shù)字開(kāi)關(guān)的8、4、2、1接線端，數(shù)字開(kāi)關(guān)C端并聯(lián)后接IC3的2腳組成電壓比較第二設(shè)置保護(hù)電路(2)，IC3的1腳經(jīng)電阻(R14)接晶體管(BG7)的基極，BG7的發(fā)射極與晶體管(BG1，BG2)的發(fā)射極連接，BG1，BG2的集電極連接跳閘輸出繼電器(Km1)構(gòu)成繼電器跳閘輸出電路(3)，V/F電壓頻率變換器(4)為集成塊(IC1)，IC1的3腳接集成塊(IC5)的1腳，由IC5、IC6與時(shí)鐘電路集成塊(IC4)構(gòu)成符合、時(shí)鐘電路(6)，記數(shù)、譯碼、BCD編碼，對(duì)碼第一保護(hù)設(shè)置電路(5)由譯碼電路(IC11、IC12、IC13)，集成塊(IC7、IC8、IC9、IC10、IC14)和數(shù)字開(kāi)關(guān)(1，2，3，4)組成，IC4的3腳接延時(shí)時(shí)間設(shè)置電路(IC9)的14腳，13腳接IC6的1腳，IC6的4腳接集成塊(IC7)的14腳，IC17的2腳接IC5的2腳，IC5的3腳接IC10的2腳，IC10的1腳接IC6的10腳，IC7的1、4、5、6、7、10腳通過(guò)二極管(D3-D8)并接后接晶體管(BG6)的基極，BG6的集電極與譯碼電路(IC11、IC12、IC13)的5腳連接，發(fā)射極與顯示電路(7)的LED數(shù)碼管(1、2、3)的COM端連接，IC7的3腳接記數(shù)BCD、編碼、對(duì)碼電路(IC8)的7腳、15腳、IC10的7腳，數(shù)字開(kāi)關(guān)(1)的尾端(1、2、4、8)分別經(jīng)二極管(D9-D12)接IC8的14、13、12、11腳和IC11的1、2、6、7腳，數(shù)字開(kāi)關(guān)(2)的尾端(1、2、4、8)分別經(jīng)二極管(D13-D16)接IC8的3、4、5、6腳和IC12的1、2、6、7腳，數(shù)字開(kāi)關(guān)(3)的尾端(1、2、4、8)分別經(jīng)二極管(D17-D20)接IC10的14、13、12、11腳和IC13的1、2、6、7腳，數(shù)字開(kāi)關(guān)(1、2、3)的C端經(jīng)電阻R40接晶體管BG4的基極，BG4的集電極接過(guò)流報(bào)警信號(hào)繼電器(Km2)，其C端一路接IC5的9腳，一路接BG3的基極，BG3的發(fā)射極接IC5的13腳，時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)IC9分頻后由10腳送入IC5的12腳，IC5的11腳接IC10的10腳，IC6的6腳接IC10的9腳，數(shù)字開(kāi)關(guān)4的C端接IC5的8腳，IC5的4腳接BG2的基極，IC5的8腳接IC6的9腳，IC5的9腳接IC6的13腳和BG3、BG4的基極，IC5的5、6腳與10腳連接，數(shù)字開(kāi)關(guān)(4)尾端(1、2、4、8)分別經(jīng)二極管(D21-D24)接(IC10的3、4、5、6腳構(gòu)成延時(shí)跳閘時(shí)間設(shè)置電路(8)，并且接IC14的1、2、6、7腳，IC11，IC12，IC13，IC14的9、10、11、12、13、14、15腳分別接數(shù)碼管(1，2，3，4)的a、b、c、d、e、f、g腳，數(shù)碼管4的COM端經(jīng)R45接地。
電源變換電路(10)由橋式整流電路和變壓器組成，集成電路U1的D極接變壓器的2腳，S極接地，C極接光耦(PC1)，光耦PC1的一端接變壓器的+5V，另一端經(jīng)電阻限流后接集成塊(U2)、電阻(R50，RP3)組成取樣電路。
采樣電阻(R1)采用直徑為2.5毫米的錳銅絲，電阻值為0.01Ω、IC1為專用V/F變換集成電路LM331，IC2、IC3為雙運(yùn)算放大器TL082，IC4為14級(jí)計(jì)數(shù)分頻振蕩器集成電路CD4060，IC5為四與非門(mén)電路ID4011，IC6為六非門(mén)電路，CD4069，IC7、IC9為十進(jìn)制計(jì)數(shù)譯碼器CD4017，IC8、IC10為雙BCD譯碼計(jì)數(shù)器CD4518，IC11、IC12、IC13、IC14為BCD7段譯碼器CD4543，顯示用LED共陰數(shù)碼管，U1為三端離線式脈寬調(diào)制單片開(kāi)關(guān)電源集成電路TOP224，U2為三端取樣集成電路TL431、PC1為光電耦合器PC817C。
本實(shí)用新型克服了電磁式繼電器存在的由于伏安特性曲線引起的非線線誤差的缺點(diǎn)，靈敏度高，性能穩(wěn)定。集電磁式電流電器、時(shí)間繼電器、信號(hào)繼電器、數(shù)顯電流表等的各種基本功能于一身，具有控制精度高，功能設(shè)置簡(jiǎn)單可靠，不會(huì)誤動(dòng)作的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本實(shí)用新型的框圖。
圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示一、電流信號(hào)取樣放大；二、電壓比較第二保護(hù)設(shè)置；三、繼電器跳閘信號(hào)輸出；四、V/F電壓頻率變換；五、記數(shù)譯碼BCD碼編碼、對(duì)碼、第一保護(hù)設(shè)置；六、符合電路時(shí)鐘電路；七、LED顯示；八、延時(shí)跳閘時(shí)間設(shè)置；九、過(guò)流報(bào)警繼電器輸出；十、本機(jī)電源變換電路。本實(shí)用新型的工作原理電流信號(hào)取樣放大由R1及IC2組成，R1為0.01Ω的錳銅絲與電流互感器TA次級(jí)線圈串聯(lián)后工作于5A回路中，與信號(hào)放大電路相接，信號(hào)放大電路由集成電路IC2及外圍電路組成。IC2為雙運(yùn)算放大集成電路。R1回路有電流通過(guò)時(shí)產(chǎn)生交變電壓信號(hào)。此信號(hào)經(jīng)緩沖電阻R2送入IC2的2腳。接于3腳的電阻R8，5腳的電阻R6分別為兩級(jí)放大器的對(duì)地反饋電阻。D1、D2、R3、R4、R5、R7分別接于1腳、2腳、6腳、7腳完成小信號(hào)放大以及將輸入交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，由IC2的7腳分兩路輸出。一路經(jīng)R9緩沖電阻接到電壓比較電路IC3的2腳，R10接于3腳與地之間，C1為消振電容，R3為反饋電阻接于1腳與2腳之間，R1、R11、RP1串接于地-5V之間，RP1滑臂端接IC3的5腳，用于調(diào)整6、7腳輸出電壓，R16-R27一端并聯(lián)與IC3的6腳、7腳連接，另一端分別接在三組數(shù)字開(kāi)關(guān)的8、4、2、1接線端，數(shù)字開(kāi)關(guān)C端并聯(lián)后接到IC3的2腳組成第二保護(hù)設(shè)置電路2，R14接于IC3的1腳與繼電輸出跳閘電路的BG7的基極之間，R15接于+5V與BG7的集電極作為負(fù)載電阻，C2接于BG7的集電路與基極之間，KM1為跳閘輸出繼電器，接于+5V與BG1、BG2的集電極之間，BG1、BG1、BG7發(fā)射極接地。C3接于BG1集電極與基極之間，C2、C3為防跳電容，IC2的7腳輸出另一路經(jīng)R30緩沖電阻送入V/F電壓頻率變換器IC1的7腳、C4接于7腳與地之間。1腳與6腳相接。R32、C5并接于1腳和R31與R33之間，R31另一端接+5V，R33另一端接地，R34、RP2串接于2腳與地之間。C6、R29并接于+5V和5腳之間，R28接于+5V和頻率輸出3腳為一上拉電阻。IC1的3腳接到符合電路IC5的1腳，IC5為四與非門(mén)電路。IC4為時(shí)鐘電路用于控制各電路正常工作，R35和晶體接于10、11腳之間，3腳接延時(shí)時(shí)間設(shè)置電路IC9的14腳。IC9為記數(shù)集成電路。IC4的13腳接于IC6的1腳，IC6為非門(mén)電路，2腳、3腳相連，4腳輸出時(shí)鐘信號(hào)到IC7的14腳，IC7輸出三路控制信號(hào)。一路由2腳送入IC5的2腳，控制3腳輸出的頻率信號(hào)，IC5的3腳接到IC10的2腳，當(dāng)1腳為低電平時(shí)正常計(jì)數(shù)，高電平時(shí)停止計(jì)數(shù)。IC10的1腳和符合電路IC6的10腳相接。二路由IC7的1、4、5、6、7、10腳通過(guò)D3-D8并接后接到BG6的基極控制譯碼電路IC11、IC12、IC13的5腳電平的高低完成顯示數(shù)據(jù)的鎖存。R43接于5腳和+5V之間為負(fù)載電阻。三路由IC7的3腳接于記數(shù)BCD編碼、對(duì)碼電路IC8的7腳、15腳，IC10的7腳，控制IC8、IC10計(jì)數(shù)完畢后清零，數(shù)字開(kāi)關(guān)1尾數(shù)1、2、4、8分別經(jīng)D9-D12接到IC8的14、13、12、11腳并和IC11的和1、2、6、7腳相連，完成百位的設(shè)置、編碼、對(duì)碼。數(shù)字開(kāi)關(guān)2尾端的1、2、4、8分別經(jīng)D13-D16接到IC8的3、4、5、6腳并和IC12的1、2、6、7腳相接完成十位的設(shè)置、編碼、對(duì)碼。數(shù)字開(kāi)關(guān)3尾端的1、2、4、8分別經(jīng)D17-D20接到IC10的14、13、12、11腳并和IC13的1、2、4、7腳相接完成個(gè)位的設(shè)置數(shù)、編碼、對(duì)碼。數(shù)字開(kāi)關(guān)4尾端的1、2、4、8分別經(jīng)D21-D24接到IC10的3、4、5、6腳并和IC14的1、2、6、7腳相接，完成延時(shí)時(shí)間設(shè)置、編碼、對(duì)碼。IC11的9、10、11、12、13、14、15分別接到百位LED數(shù)碼管的a、b、c、d、e、f、g。IC12的9、10、11、12、13、14、15分別接十位LED數(shù)碼管的a、b、c、d、e、f、g。IC13的9、10、11、12、13、14、15分別接到個(gè)位LED數(shù)碼管的a、b、c、d、e、f、g。三支數(shù)碼管的COM端并聯(lián)后通過(guò)R44接地，IC14的9、10、11、12、13、14、15腳接到時(shí)間顯示的數(shù)碼管的a、b、c、d、e、f、g。COM通過(guò)R45接地。
在個(gè)、十、百位編碼、對(duì)碼數(shù)據(jù)一致時(shí)，數(shù)字開(kāi)關(guān)C端由低電平變?yōu)楦唠娖剑?jīng)緩沖電阻R40接到BG4的基極，使接于+5V和BG4集電極的過(guò)流報(bào)警信號(hào)繼電器Km2動(dòng)作，C端同時(shí)分兩路、一路經(jīng)R8送入IC5的9腳。一路經(jīng)R39送入BG3基極，BG3發(fā)射極高電平送入IC5的13腳時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)IC9分頻后由10腳送入IC5的12腳，IC5的11腳輸出秒脈沖至IC10的10腳進(jìn)行延時(shí)計(jì)時(shí)，不過(guò)流時(shí)IC6的6腳輸出高電平至IC10的9腳，IC10不能工作。R41、BG5、R42、D25、C7組成時(shí)間繼電器的自動(dòng)消零電路。R36、R37為符合電路的負(fù)載電阻，R36接于+5V和IC6的13腳之間，R37接于+5V和IC6的9腳之間。時(shí)間延時(shí)設(shè)置一致時(shí)，時(shí)間設(shè)置數(shù)字開(kāi)關(guān)C端由低電平變高電平，經(jīng)R38送入IC5的8腳，CI5的8、9腳同為高電平時(shí)10腳低電平送入5、6腳后4腳輸出高電平使BG2導(dǎo)通KM1動(dòng)作。電源的組成，交直流220V通用，電源通過(guò)D26-D29組成橋式整流電路，C8濾波送入變壓器的1腳，D32、D34對(duì)開(kāi)關(guān)變壓器漏感產(chǎn)生的尖峰電壓進(jìn)行鉗位，保護(hù)U1的D-S極間不被擊穿，U1的D極接變壓器的2腳，S極接地，C極通過(guò)R47與光耦相接，D30接于變壓器3腳與光耦之間，C9濾波，D31接于變壓器的5腳，C11接于D31的一端組成+5V整流濾波電路，D32接于變壓器的7腳，C12接于D32的一端組成-5V的整流濾波電路，D32接于變壓器的7腳，C12接于D32的一端組成-5V的整流濾波電路，光耦的一端接+5V，另一端經(jīng)電阻R49限流后送入三端取樣集成電路U2、R50、RP3組成取樣電路，使電源電壓工作在額定值，給整個(gè)電路提供電源，使電路正常工作。
權(quán)利要求1.數(shù)控電流繼電器，其特征在于電流信號(hào)取樣放大電路(1)的輸入端有電阻(R1)，與電流互感器(TA)次極線圈串連，輸出端接電壓比較第二保護(hù)設(shè)置電路(2)，電路(2)的輸出接繼電器跳閘輸出電路(3)，放大電路(1)的另一路輸出接電壓頻率變換器(4)，電壓頻率變換器(4)的輸出接符合、時(shí)鐘電路(6)，符合、時(shí)鐘電路(6)的輸出接記數(shù)譯碼、編碼、對(duì)碼第一保護(hù)設(shè)置電路(5)，電路(5)的一路輸出接顯示器(7)，一路輸出接過(guò)流報(bào)警繼電器輸出電路(9)，一路輸出接延時(shí)跳閘時(shí)間設(shè)置電路(8)，上述各電路接電源變換電路(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控電流繼電器，其特征在于所說(shuō)的電流信號(hào)取樣放大電路(1)由電阻(R1)和集成塊(IC2)組成，R1為0.01Ω的錳銅絲與電流互感(TA)次極線圈串聯(lián)后接于IC2的2腳，IC2的7腳分兩路輸出，一路接電壓比較器(IC3)的2腳，電阻(R16-R27)的一端并聯(lián)與IC3的6、7腳連接，另一端分別接三組數(shù)字開(kāi)關(guān)的8、4、2、1接線端，數(shù)字開(kāi)關(guān)C端并聯(lián)后接IC3的2腳組成電壓比較第二設(shè)置保護(hù)電路(2)，IC3的1腳經(jīng)電阻(R14)接晶體管(BG7)的基極，BG7的發(fā)射極與晶體管(BG1，BG2)的發(fā)射極連接，BG1，BG2的集電極連接跳閘輸出繼電器(Km1)構(gòu)成繼電器跳閘輸出電路(3)，V/F電壓頻率變換器(4)為集成塊(IC1)，IC1的3腳接集成塊(IC5)的1腳，由IC5、IC6與時(shí)鐘電路集成塊(IC4)構(gòu)成符合、時(shí)鐘電路(6)，記數(shù)、譯碼、BCD編碼，對(duì)碼第一保護(hù)設(shè)置電路(5)由譯碼電路(IC11、IC12、IC13)，集成塊(IC7、IC8、IC9、IC10、IC14)和數(shù)字開(kāi)關(guān)(1，2，3，4)組成，IC4的3腳接延時(shí)時(shí)間設(shè)置電路(IC9)的14腳，13腳接IC6的1腳，IC6的4腳接集成塊(IC7)的14腳，IC17的2腳接IC5的2腳，IC5的3腳接IC10的2腳，IC10的1腳接IC6的10腳，IC7的1、4、5、6、7、10腳通過(guò)二極管(D3-D8)并接后接晶體管(BG6)的基極，BG6的集電極與譯碼電路(IC11、IC12、IC13)的5腳連接，發(fā)射極與顯示電路(7)的LED數(shù)碼管(1、2、3)的COM端連接，IC7的3腳接記數(shù)BCD、編碼、對(duì)碼電路(IC8)的7腳、15腳、IC10的7腳，數(shù)字開(kāi)關(guān)(1)的尾端(1、2、4、8)分別經(jīng)二極管(D9-D12)接IC8的14、13、12、11腳和IC11的1、2、6、7腳，數(shù)字開(kāi)關(guān)(2)的尾端(1、2、4、8)分別經(jīng)二極管(D13-D16)接IC8的3、4、5、6腳和IC12的1、2、6、7腳，數(shù)字開(kāi)關(guān)(3)的尾端(1、2、4、8)分別經(jīng)二極管(D17-D20)接IC10的14、13、12、11腳和IC13的1、2、6、7腳，數(shù)字開(kāi)關(guān)(1、2、3)的C端經(jīng)電阻R40接晶體管BG4的基極，BG4的集電極接過(guò)流報(bào)警信號(hào)繼電器(Km2)，其C端一路接IC5的9腳，一路接BG3的基極，BG3的發(fā)射極接IC5的13腳，時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)IC9分頻后由10腳送入IC5的12腳，IC5的11腳接IC10的10腳，IC6的6腳接IC10的9腳，數(shù)字開(kāi)關(guān)4的C端接IC5的8腳，IC5的4腳接BG2的基極，IC5的8腳接IC6的9腳，IC5的9腳接IC6的13腳和BG3、BG4的基極，IC5的5、6腳與10腳連接，數(shù)字開(kāi)關(guān)(4)尾端(1、2、4、8)分別經(jīng)二極管(D21-D24)接(IC10的3、4、5、6腳構(gòu)成延時(shí)跳閘時(shí)間設(shè)置電路(8)，并且接IC14的1、2、6、7腳，IC11，IC12，IC13，IC14的9、10、11、12、13、14、15腳分別接數(shù)碼管(1，2，3，4)的a、b、c、d、e、f、g腳，數(shù)碼管4的COM端經(jīng)R45接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控電流繼電器，其特征在于電源變換電路(10)由橋式整流電路和變壓器組成，集成電路U1的D極接變壓器的2腳，S極接地，C極接光耦(PC1)，光耦PC1的一端接變壓器的+5V，另一端經(jīng)電阻限流后接集成塊(U2)、電阻(R50，RP3)組成取樣電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控電流繼電器，其特征在于采樣電阻(R1)采用直徑為2.5毫米的錳銅絲，電阻值為0.01Ω、IC1為專用V/F變換集成電路LM331，IC2、IC3為雙運(yùn)算放大器TL082，IC4為14級(jí)計(jì)數(shù)分頻振蕩器集成電路CD4060，IC5為四與非門(mén)電路ID4011，IC6為六非門(mén)電路，CD4069，IC7、IC9為十進(jìn)制計(jì)數(shù)譯碼器CD4017，IC8、IC10為雙BCD譯碼計(jì)數(shù)器CD4518，IC11、IC12、IC13、IC14為BCD7段譯碼器CD4543，顯示用LED共陰數(shù)碼管，U1為三端離線式脈寬調(diào)制單片開(kāi)關(guān)電源集成電路TOP224，U2為三端取樣集成電路TL431、PC1為光電耦合器PC817C。
專利摘要本實(shí)用新型為數(shù)控電流繼電器，電流信號(hào)取樣放大電路(1)的輸入端有電阻(R1)，與電流互感器(TA)次極線圈串連，輸出端接電壓比較第二保護(hù)設(shè)置電路(2)，電路(2)的輸出接繼電器跳閘輸出電路(3)，放大電路(1)的另一路輸出接電壓頻率變換器(4)，電壓頻率變換器(4)的輸出接符合、時(shí)鐘電路(6)，符合、時(shí)鐘電路(6)的輸出接記數(shù)譯碼、編碼、對(duì)碼第一保護(hù)設(shè)置電路(5)，電路(5)的一路輸出接顯示器(7)，一路輸出接過(guò)流報(bào)警繼電器輸出電路(9)，一路輸出接延時(shí)跳閘時(shí)間設(shè)置電路(8)，上述各電路接電源變換電路(10)。
文檔編號(hào)H02H3/08GK2657252SQ0325294
公開(kāi)日2004年11月17日 申請(qǐng)日期2003年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月27日
發(fā)明者楊永軍 申請(qǐng)人:楊永軍