专利名称：直流分励脱扣器与直流中间继电器串联工作的方法
技术领域：
本发明涉及一种直流分励脱扣器与直流中间继电器串联工作的方法。
背景技术：
分励脱扣器用于接收远距离操纵电压，是实现低压断路器“远控”分闸的核心部件。如在民用建筑中消防需要停电的回路，可以选用带分励脱扣器的断路器，消防报警系统能在消防中心通过模块或电缆远距离控制断路器分闸等。现有的直流分励脱扣器都是短时工作制，不能长时间接通(操纵)电源，通电时间一般不能超过1秒，否则极易烧毁分励电磁铁线圈中的线圈；另外，如果直流中间继电器与直流分励脱扣器串联，由于串联分压造成该直流中间继电器获得的电压过低，该直流中间继电器无法正常工作，所以直流分励脱扣器无法与直流中间继电器串联工作。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能与直流中间继电器串联工作，并且可长时间通电的直流分励脱扣器与直流中间继电器串联工作的方法。为解决上述技术问题，本发明提供的直流分励脱扣器与直流中间继电器串联工作的方法，包括
A、当并联于直流中间继电器的按钮开关接通后，所述直流中间继电器与直流分励脱扣器构成的串联电路的直流输入总电压与所述直流分励脱扣器的直流输入电压相等，并向所述直流分励脱扣器中的滞回假负载控制电路、电压检测及脉冲形成电路、分励电磁铁线圈提供接入电压；当所述直流输入电压大于所述直流分励脱扣器的额定电压Ue的70%时，断开所述滞回假负载控制电路中的假负载电阻，同时所述电压检测及脉冲形成电路检测到所述直流输入电压大于额定电压Ue的70%后，产生一持续50-60ms的单次脉冲信号；该单次脉冲信号经过驱动电路放大后，控制分励电磁铁线圈得电导通，则所述直流分励脱扣器内的衔铁工作，实现分闸动作；
B、当所述按钮开关松开，则所述直流输入电压小于所述额定电压化的50%，所述滞回假负载控制电路接入假负载电阻，以使所述直流输入电压下降到所述直流输入总电压Ui 的10%以内，并使所述直流中间继电器正常工作；并且所述电压检测及脉冲形成电路检测到所述直流输入电压小于额定电压化的10%时，不产生所述脉冲信号，则所述分励电磁铁线圈不导通。所述直流分励脱扣器，包括第一、第二触点、驱动电路和分励电磁铁线圈、电压检测及脉冲形成电路和滞回假负载控制电路；该滞回假负载控制电路适于在直流分励脱扣器获得的直流输入电压大于该直流分励脱扣器额定电压化的70%时，断开假负载电阻，在所述直流输入电压小于所述额定电压Ue的50%时，接入假负载电阻，以使所述直流输入电压不超过直流输入总电压的10% ；所述第一触点分别与所述滞回假负载控制电路、所述电源电路、所述电压检测及脉冲形成电路的电流输入端和所述分励电磁铁线圈的一端相连；所述第二触点分别与所述滞回假负载控制电路、所述电源电路所述电压检测及脉冲形成电路、所述驱动电路的接地端相连；当所述输入电压值大于所述额定电压Ue的70%时，所述电压检测及脉冲形成电路产生单次脉冲信号，该脉冲信号经过所述驱动电路放大后，接入到所述分励电磁铁线圈的电流输出端，以使该分励电磁铁线圈导通。进一步，为了能有效的控制假负载电路，降低该直流分励脱扣器获得的输入电压， 保证所串联直流中间继电器有足够的电压正常工作，所述滞回假负载控制电路包括第一触点，所述第一触点分别与假负载电阻、第一电阻的一端相连，且所述假负载电阻的另一端与第一三极管的集电极相连，所述第一电阻的另一端分别与第二电阻、第三电阻的一端相连，所述第二电阻的另一端分别与所述第一三极管的基极和第二三极管的集电极相连，且所述第一、第二三极管的各发射极接地；所述第三电阻的另一端接第一稳压管的阴极，该第一稳压管的阳极接所述第二三极管的基极。进一步，为了能简单、有效的产生驱动分励电磁铁线圈工作的单次脉冲信号，所述电压检测及脉冲形成电路，包括电压检测电路、脉冲形成电路；所述电压检测电路包括所述第一触点与第四电阻的一端相连，所述第四电阻的另一端与第五电阻的一端和所述脉冲形成电路中的第一三端可调分流基准源的参考极，以及第一电容的一端相连，且所述第一电容的另一端接地；所述第五电阻的另一端分别与第六电阻的一端和场效应管的漏极相连，且所述第六电阻的另一端与所述场效应管的源极相连并接地，所述场效应管的栅极与所述第一三端可调分流基准源的阴极相连；所述脉冲形成电路包括第七电阻、第八电阻、 第九电阻、第十电阻的一端接直流电源；所述第七电阻的另一端分别与所述第一三端可调分流基准源的阴极和第二电容的一端相连，且所述第一三端可调分流基准源阳极接地；所述第八电阻的另一端分别与所述第二电容的另一端和第二三端可调分流基准源的参考极相连；所述第九电阻的另一端分别与所述第二三端可调分流基准源的阴极和第三三极管的基极相连，且所述第二三端可调分流基准源的阳极接地；所述第十电阻的另一端与所述第三三极管的集电极相连并作为脉冲信号的输出端；且所述第三三极管的发射极与第二稳压管的阴极相连，所述第二稳压管的阳极接地。进一步，为了能防止干扰信号，在所述第一、第二触点之间并联一电容。进一步，为了防止直流输入电压极性接反，所述直流分励脱扣器还包括一二极管， 且该二极管的阳极与所述第一触点相连，所述二极管的阴极分别与所述滞回假负载控制电路、电源电路、电压检测及脉冲形成电路的电流输入端和所述分励电磁铁线圈的电流输入端相连。所述滞回假负载控制电路采用两个三极管和一个稳压管及若干个电阻组成，具有电路构造简单，可靠性好的优点，可适用于其他控制电路。所述电压检测及脉冲形成电路，对于形成单次脉冲来说，电路构造简单，周期容易控制，所产生脉冲信号的周期由第八电阻和第二电容组成的充电回路时间常数来确定，所以稳定性好，可适用于其他需要产生脉冲信号的电路。本发明具有以下优点(1)使直流分励脱扣器可以与直流中间继电器串联工作， 拓宽了直流分励脱扣器的使用范围；(2)由于含有滞回假负载控制电路，所以能使直流分励脱扣器长时间通电，并保证了所串联的直流中间继电器具有可靠的工作电压；(3)内部具有电压检测及脉冲形成电路，该电路产生的单次脉冲信号稳定，周期控制简单，不会烧毁分励电磁铁线圈，经过驱动电路之后能有效使分励电磁铁线圈控制衔铁工作；(4)该直流分励脱扣器还可以独立用于其他直流输入电压场合；(5)该直流分励脱扣器电路简单、成本低廉、可靠性高。
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图， 对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的与直流中间继电器串联工作的直流分励脱扣器的结构示意图； 图2为本发明的所述滞回假负载控制电路的电路原理图； 图3为本发明的所述电压检测及脉冲形成电路的电路原理图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明
本发明的直流分励脱扣器的参数设计符合低压开关设备和控制设备标准 GB14048. 1-2006及GB14048. 2-2008定义了脱扣器的主要技术参数。在该标准的要求下，例举以下实施例进行说明。实施例1
见图1-2，本实施例的适于与直流中间继电器串联工作的直流分励脱扣器，输入总电压 Ui的正端从所述直流中间继电器接入，该直流中间继电器与所述直流分励脱扣器7的第一触点1-1，其第二触点1-2与所述输入总电压Ui的负端相连，所述直流分励脱扣器获得的直流输入电压为Ui，，按钮开关K于所述直流中间继电器并联。所述直流分励脱扣器包括第一、第二触点1-1、1_2、驱动电路4和分励电磁铁线圈5、电压检测及脉冲形成电路3和滞回假负载控制电路1 ；该滞回假负载控制电路1适于在直流分励脱扣器7获得的直流输入电压Ui’大于该直流分励脱扣器7额定电压Ue的70% 时，断开假负载电阻JFZ1，在所述直流输入电压Ui’小于所述额定电压化的50%时，接入假负载电阻JFZl，以使所述直流输入电压Ui ’不超过直流输入总电压Ui的10% ；所述第一触点1-1分别与所述滞回假负载控制电路1、电源电路2、电压检测及脉冲形成电路3的电流输入端和所述分励电磁铁线圈5的电流输入端相连；所述第二触点1-2分别与所述滞回假负载控制电路1、电源电路2、电压检测及脉冲形成电路3、驱动电路4的接地端相连；当所述输入电压值Ui’大于所述额定电压Ue的70%时，所述电压检测及脉冲形成电路3产生单次脉冲信号，该脉冲信号经过所述驱动电路4放大后，接入到所述分励电磁铁线圈5的另一端，以使该分励电磁铁线圈5导通。直流输入总电压Ui为110V、220V ；假负载电阻JFZl为510 Ω/1W，第一电阻RDl为 IOOk Ω，第二电阻RD2为39Κ Ω，第三电阻RD3为20Κ Ω ；第一稳压管ZDl的稳压值也称为稳压管击穿电压为43V。见图2，所述滞回假负载控制电路1包括第一触点1-1，所述第一触点1-1分别与假负载电阻JFZ1、第一电阻RDl的一端相连，且所述假负载电阻JFZl的另一端与第一三极管TDl的集电极相连，所述第一电阻RDl的另一端分别与第二电阻RD2、第三电阻RD3的一端相连，所述第二电阻RD2的另一端分别与所述第一三极管TDl的基极和第二三极管TD2的集电极相连，且所述第一、第二三极管TD1、TD2的各发射极接地；所述第三电阻RD3的另一端接第一稳压管ZDl的阴极，该第一稳压管ZDl的阳极接所述第二三极管TD2的基极。为了“识别”按钮开关K (或其他控制设备的触点)“按下”与“松开”的状态，在本发明中设计的滞回假负载控制电路1的一种形式，见图2。假设所述直流分励脱扣器获得的直流输入电压Ui ’大于所述直流分励脱扣器额定电压Ue的70%，第一电阻RDl与第一电阻 RD2组成分压网络，节点①电压高于第一稳压管ZDl的电压，所述第一稳压管ZDl被击穿， 由第三电阻RD3限流后形成第二三极管TD2基极电流，第二三极管TD2导通，节点②为低电平，第一三极管TDl截止，假负载电阻JFZl被断开。反之，假设所述直流输入电压Ui’小于所述额定电压化的50%，节点①电压低于第一稳压管ZDl的击穿电压，所述第一稳压管ZDl 不能被击穿，所述第三电阻RD3不能产生第二三极管TD2的基极电流，所述第二三极管TD2 截止，节点②为高电平。所述直流输入电压Ui’经所述第一、第二电阻RD1、RD2后形成所述第一三极管TDl的基极电流，所述第一三极管TDl导通，所述假负载电阻JFZl被接入，所述直流输入电压Ui ’拉低到不大于10%的直流输入总电压Ui。保证前段直流中间继电器获得 90%的Ui而可靠吸合。所述电源电路2为一个可提供15V或者12V直流工作电压Vcc的电路，提供给所述电压检测及脉冲形成电路3和所述驱动电路4，该电路可以采用现有技术完成。见图3，所述电压检测及脉冲形成电路3，包括电压检测电路3-1、脉冲形成电路 3-2 ；所述电压检测电路3-1包括所述第一触点1-1与第四电阻Rl的一端相连，所述第四电阻Rl的另一端与第五电阻R2的一端和所述脉冲形成电路3-2中的第一三端可调分流基准源Tl的参考极，以及第一电容Cl的一端相连，且所述第一电容Cl的另一端接地；所述第五电阻R2的另一端分别与第六电阻R3的一端和场效应管T2的漏极相连，且所述第六电阻 R3的另一端与所述场效应管T2的源极相连并接地，所述场效应管T2的栅极与所述第一三端可调分流基准源Tl的阴极相连；所述脉冲形成电路3-2包括分别从第七电阻R4、第八电阻R5、第九电阻R6、第十电阻R7的一端接直流电源；所述第七电阻R4的另一端分别与所述第一三端可调分流基准源Tl的阴极和第二电容C2的一端相连，且所述第一三端可调分流基准源Tl阳极接地；所述第八电阻R5的另一端分别与所述第二电容C2的另一端和第二三端可调分流基准源T3的参考极相连；所述第九电阻R6的另一端分别与所述第二三端可调分流基准源T3的阴极和第三三极管T4的基极相连，且所述第二三端可调分流基准源 T3的阳极接地；所述第十电阻R7的另一端与所述第三三极管T4的集电极相连并作为脉冲信号的输出端；且所述第三三极管"Γ4的发射极与第二稳压管T5的阴极相连，所述第二稳压管T5的阳极接地。见图3，假设所述直流输入电压Ui，小于所述额定电压Ue的70%，经所述第四电阻 R1、所述第五电阻R2分压，所述第一电容Cl滤波平滑后(节点③的)电压小于能隙基准比较器所述第一三端可调分流基准源Tl (TL431)的参考电压，所述第一三端可调分流基准源Tl 为截止态，节点④为高电平，所述场效应管(M0S管)T2导通，所述第六电阻R3被短路。当所述直流输入电压Ui’的值大于所述额定电压化的70%后，节点③的电压高于所述第一三端可调分流基准源Tl的参考电压，所述第一三端可调分流基准源Tl由截止态翻转为导通状态，节点④突变为低电平。这一方面使得所述场效应管T2断开，所述第六电阻R3电阻加入VH的分压回路，形成“滞回”，为下次所述直流输入电压Ui’小于30%* 时做复位准备。另一方面由于所述第二电容C2两端电压不能突变，节点④突变为低电平时，节点⑤也突变为低电平，所述第二三端可调分流基准源T3截止，节点⑥为高电平，所述直流工作电压VCC 为15V (或12V)电压经所述第九电阻R6形成所述第三三极管T4的基极电流，所述第三三极管T4饱和导通，节点⑦为低电平，一个控制脉冲周期开始。同时当节点④突变为低电平后，所述15V直流工作电压通过所述第八电阻R5向C2充电，节点⑤电位不断升高直至高于所述第二三端可调分流基准源T3的内置比较参考电压后，所述第二三端可调分流基准源 T3导通，节点⑥翻转为低电平。由于在所述第三三极管T4的发射极与所述第二稳压管T5 阴极相连，节点⑥翻转后的低电平小于所述第二稳压管T5稳压值，则所述第三三极管T4截止，节点⑦返回高电平，完成了一个周期脉冲，且该脉冲时间为50-60ms，也就是该脉冲的周期为50-60ms，时间短使所述分励电磁铁线圈5不会烧毁。显而易见，脉冲周期时间主要有所述第八电阻R5、所述第二电容C2组成的充电回路时间常数而确定。第四电阻Rl为1ΜΩ，第五电阻R2为1ΙΩ，第六电阻R3为16ΚΩ，第八电阻R5为 510k Ω，第二电容C2为220nf ；第一三端可调分流基准源Tl，第二三端可调分流基准源T3 都为TL431。见图1，在所述第一、第二触点1-1、1-2之间并联一电容CO。见图1，所述的直流分励脱扣器中设一二极管D1，且该二极管的阳极与所述第一触点1-1相连，所述二极管的阴极分别与所述滞回假负载控制电路1、电源电路2、电压检测及脉冲形成电路3的电流输入端和所述分励电磁铁线圈5的电流输入端相连。驱动电路4，工作方式可以参见中国发明专利，发明名称欠电压/分励脱扣器电路，申请号02138669. 2发明专利申请公开说明书。实施例2
见图1-3，上述实施例1所述的直流分励脱扣器7的工作方法，包括
A、当并联于直流中间继电器6的按钮开关K接通后，所述直流中间继电器与直流分励脱扣器构成的串联电路的直流输入总电压Ui与所述直流分励脱扣器的直流输入电压Ui’ 相等，并向所述直流分励脱扣器中的滞回假负载控制电路1、电压检测及脉冲形成电路3、 分励电磁铁线圈5提供接入电压；当所述直流输入电压Ui’大于所述直流分励脱扣器的额定电压Ue的70%时，断开所述滞回假负载控制电路1中的假负载电阻JFZ1，同时所述电压检测及脉冲形成电路3检测到所述直流输入电压Ui ’大于额定电压Ue的70%后，产生一持续50-60ms的单次脉冲信号；该单次脉冲信号经过驱动电路4放大后，控制分励电磁铁线圈 5得电导通，则所述直流分励脱扣器7内的衔铁工作，实现分闸动作；
B、当所述按钮开关K松开，则所述直流输入电压Ui，小于所述额定电压Ue的50%，所述滞回假负载控制电路1接入假负载电阻JFZ1，以使所述直流输入电压Ui’下降到所述直流输入总电压Ui的10%以内，并使所述直流中间继电器6正常工作；并且所述电压检测及脉冲形成电路3检测到所述直流输入电压Ui’小于额定电压Ue的10%时，不产生所述脉冲信号，则所述分励电磁铁线圈5不导通。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
权利要求
1.一种直流分励脱扣器与直流中间继电器串联工作的方法，其特征在于包括A、当并联于直流中间继电器(6)的按钮开关(K)接通后，所述直流中间继电器与直流分励脱扣器构成的串联电路的直流输入总电压(Ui)与所述直流分励脱扣器的直流输入电压(Ui’)相等，并向所述直流分励脱扣器中的滞回假负载控制电路(1)、电压检测及脉冲形成电路(3 )、分励电磁铁线圈(5 )提供接入电压；当所述直流输入电压(Ui ’)大于所述直流分励脱扣器的额定电压化的70%时，断开所述滞回假负载控制电路(1)中的假负载电阻 (JFZ1)，同时所述电压检测及脉冲形成电路(3)检测到所述直流输入电压(Ui’)大于额定电压化的70%后，产生一持续50-60ms的单次脉冲信号；该单次脉冲信号经过驱动电路(4) 放大后，控制分励电磁铁线圈(5)得电导通，则所述直流分励脱扣器(7)内的衔铁工作，实现分闸动作；B、当所述按钮开关(K)松开，则所述直流输入电压(Ui’)小于所述额定电压Ue的50%， 所述滞回假负载控制电路(1)接入假负载电阻(JFZ1)，以使所述直流输入电压(Ui’)下降到所述直流输入总电压Ui的10%以内，并使所述直流中间继电器(6)正常工作；并且所述电压检测及脉冲形成电路(3)检测到所述直流输入电压(Ui’)小于额定电压Ue的10%时， 不产生所述脉冲信号，则所述分励电磁铁线圈(5 )不导通。
2.根据权利要求1所述的直流分励脱扣器与直流中间继电器串联工作的方法，其特征在于所述直流分励脱扣器，包括第一、第二触点(1-1、1_2)、驱动电路(4)、分励电磁铁线圈(5)、电压检测及脉冲形成电路(3)和滞回假负载控制电路(1)；所述第一触点(1-1)分别与所述滞回假负载控制电路(1)、电源电路(2)、电压检测及脉冲形成电路(3)的电流输入端和分励电磁铁线圈(5)的电流输入端相连；所述第二触点(1-2)分别与所述滞回假负载控制电路(1)、电源电路(2)、电压检测及脉冲形成电路(3)、驱动电路(4)的接地端相连。
3.根据权利要求2所述的直流分励脱扣器与直流中间继电器串联工作的方法，其特征在于所述滞回假负载控制电路(1)包括第一触点(1-1)，所述第一触点(1-1)分别与假负载电阻(JFZ1)、第一电阻(RDl)的一端相连，且所述假负载电阻(JFZl)的另一端与第一三极管(TDl)的集电极相连，所述第一电阻(RDl)的另一端分别与第二电阻(RD2)、第三电阻 (RD3)的一端相连，所述第二电阻(RD2)的另一端分别与所述第一三极管(TDl)的基极和第二三极管(TD2)的集电极相连，且所述第一、第二三极管(TD1、TD2)的各发射极接地；所述第三电阻(RD3)的另一端接第一稳压管(ZDl)的阴极，该第一稳压管(ZDl)的阳极接所述第二三极管(TD2)的基极。
4.根据权利要求3所述的直流分励脱扣器与直流中间继电器串联工作的方法，其特征在于所述电压检测及脉冲形成电路(3)包括电压检测电路(3-1)、脉冲形成电路(3-2)；所述电压检测电路(3-1)包括所述第一触点(1-1)与第四电阻(Rl)的一端相连，所述第四电阻(Rl)的另一端与第五电阻(R2)的一端和所述脉冲形成电路(3-2)中的第一三端可调分流基准源(Tl)的参考极和第一电容(Cl)的一端相连，且所述第一电容(Cl)的另一端接地；所述第五电阻(R2)的另一端分别与第六电阻(R3)的一端和场效应管(T2)的漏极相连，且所述第六电阻(R3)的另一端与所述场效应管(T2)的源极相连并接地，所述场效应管(T2)的栅极与所述第一三端可调分流基准源(Tl)的阴极相连；所述脉冲形成电路(3-2)包括第七电阻(R4)、第八电阻(R5)、第九电阻(R6)、第十电阻(R7)的一端接直流电源；所述第七电阻(R4)的另一端分别与所述第一三端可调分流基准源(Tl)的阴极和第二电容(C2)的一端相连，且所述第一三端可调分流基准源(Tl)阳极接地；所述第八电阻(R5)的另一端分别与所述第二电容(C2)的另一端和第二三端可调分流基准源(T3)的参考极相连；所述第九电阻(R6)的另一端分别与所述第二三端可调分流基准源(T3)的阴极和第三三极管(T4)的基极相连，且所述第二三端可调分流基准源(T3) 的阳极接地；所述第十电阻(R7)的另一端与所述第三三极管(T4)的集电极相连并作为脉冲信号的输出端；且所述第三三极管(T4)的发射极与第二稳压管(T5)的阴极相连，所述第二稳压管(T5)的阳极接地。
全文摘要
本发明涉及一种直流分励脱扣器与直流中间继电器串联工作的方法，包括当并联于直流中间继电器的按钮开关接通后，串联电路的直流输入总电压与直流分励脱扣器的直流输入电压相等；当直流输入电压大于直流分励脱扣器的额定电压Ue的70%时，断开滞回假负载控制电路中的假负载电阻，同时电压检测及脉冲形成电路检测到直流输入电压大于额定电压Ue的70%后，产生一持续50-60ms的单次脉冲信号；该单次脉冲信号经过驱动电路放大后，控制分励电磁铁线圈得电导通，则直流分励脱扣器内的衔铁工作，实现分闸动作。检测到直流输入电压小于额定电压Ue的10%时，不产生脉冲信号，则分励电磁铁线圈不导通。
文档编号H02H3/20GK102570379SQ20121003533
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月16日 优先权日2012年2月16日
发明者吴志祥 申请人:常州工学院