專利名稱：集成模塊電壓繼電器的制作方法
技術領域：
本實用新型是頻及一種無濾波延時、無抖動的交流采集驅動集成塊，是專為電力系統控制元件電壓、電流繼電器而設計的可預置的數字整定模塊，也可應用于其它電氣控制系統。
目前電力系統所用的屬一種電磁型繼電器及其改進型包括DJ.DY等系列產品，存在著抖動、接點粘連及脫軸等嚴重問題，且整定誤差大、動作時間長、返回系數大等缺陷，已無法適應現代電力系統的要求，特別是計算機控制系統。現在雖然有許多單位在研制其改進型，均未能圓滿解決。也曾有單位采用晶體管設計，延用了變壓器和濾波電路，仍未能解決濾波延時和由波紋引起的臨界態的抖動問題，且晶體管溫度穩定性差。
本實用新型的設計目的是針對上述存在的實際問題而設計的集成模塊電壓繼電器，實現了電力系統提出的動作快、返回系數少、無抖動、高可靠，且整定數字化，提高了精度和分辨率。
本實用新型采用以下設計方案實現上述目標，它由集成模塊(11)、整定電路(12)、接口電路(13)連接而成。整定電路與集成模塊的12A、14A腳相連，輸出接口電與集成模塊的5A、6A腳連接，集成模塊的1A、2A腳短接。其中集成模塊由采集、放大、變換、峰值檢出、鎖存和驅動等部分組成，廢除了常規的輸入變壓器、濾波電路，從而消除了由變壓器引起的非線失真及由濾波器引起的延時和殘留波紋引起的臨界態抖動。
本實用新型的集成模塊(11)設計框圖如
圖1所示。其中(1)為交流數據采集，(2)為可控增益放大，(3)為精密絕對值變換，(4)為峰值電壓檢出，(5)基準電壓設壓，(6)為繼電性反饋網絡，(7)為脈沖鎖存，(8)為驅動，(9)輸出接口。
圖2為集成模塊原理圖。圖3是其相應的各主要點的波形圖。圖4是集成模塊電壓繼電器的實施圖。圖5為集成模塊外形尺寸，比例為21。現結合圖2。圖3具體描述實用新型的電路結構原理。
在圖2中，集成模塊(11)的交流數據采集由C1、C2、R1、R2、R3、D1、D2組成。交流100V由15A、16A腳輸入，經C1、C2、R1組成的100KHZ和1MHZ的抑制干擾網絡，由R1、R2分壓和R3限流組成的交流100V直接輸入電路，D1.D2為輸入保護。其輸入信號由R3和IC1組成的可控增益放大器進行放大，其中12A、14A腳為放大器的外接電阻網絡和開關的入口，以滿足0－－100V，1V／級的要求，IC1的輸出波形如圖3(a)，放大后的信號饋送到由D3、D4負端子與IC2“＋”輸入端接，D4正端接地，D3正端和R4、R5串連與IC2輸出端連接。R4、R5連接端與IC2“－”輸入端連接組成的精密絕對值電路。它是由正半波和負半波相相加得到，消除了損耗和失真，其輸出波形見圖3(b)。設該級輸出峰值電壓為Vpp，饋送給峰值電壓檢出器，該級由R6、R7串連與IC3“－”輸入端組成峰值電壓檢出器，由7A腳外接的W組成基準電壓設定電路，檢出器的門限電壓設為Vs。只有當Vpp＞＝Vs時，IC3即輸出一寬度隨Vpp的大小而改變的脈沖波，并饋送到由可重觸發單穩構成的脈沖鎖存器，其輸入端由斯密特和反相器組成，經或門到鎖存器，上升沿觸發，并鎖存。鎖存時間由C3、R11串聯與IC4的CX、RX腳連接，C3的另一端與IC4的Vss連腳，R11的另一端通過集成模塊1A.2A腳與IC4的Vdd連接組成峰值脈沖鎖存器。本模塊鎖存時間TO＝11.5ms，滿足了交流電源頻率從45HZ－55HZ變化的范圍均能可靠鎖存，并推動由B1 B2復合其基極通過R12與IC4的Q端連接組成的OC門驅動電路，D5為保護二極管。由上可知，一旦輸入信號強度滿足一個定值時，IC3即輸出50／s X2＝100／s個等值連續脈沖波，波形如圖3(C)所示，其周期為Tpp＝T／2＝10ms(T為工頻50HZ周期。因為T＜TO，所以D觸發器的Q端鎖定為高電平Q－為低電平，徹底消除了輸出的波紋，也消除了由此引起的臨界態的抖動。
其中8A腳外接可調電阻W’，并經由R8、R9、R12構成一繼電持性反饋網絡，W’可調整其反饋深度，以滿足各種特性要求。也可省去W’則其反饋量直接由R8、R9決定。
本實用新型的主要特點其一，采用交流100V直接輸入，取消了變壓器，消除了由此引起的失真和死區。其二，取消了濾波電路，消除了時延和由波紋引起的抖動。其三，采用了可重觸發鎖存設計，徹底消除了波紋和抖動。其四，采用了干擾抑制電路和兩級斯密特電路，有較強的抗干擾能力。
電壓繼電器是電力系統更新換代急需解決的關鍵控制元件，其核心問題是需要設計一個動作快、返回系數小、無抖動、高可靠、高分辨率的采樣驅動電路，本模塊圓滿地實現了上述要求。
現結合圖4具體描述利用本模塊組合而成的電壓繼電器的實施原理和接線。
圖4為一數字整定方式的電壓繼電器，其中(11)為集成模塊，(12)是整定電路，它由R1A－R8A電阻網絡分別與十進制(或BCD碼)開關串聯后相并聯并與集成模塊(11)的12A、14A腳相連接組成1－100V，1V／級的電路；(13)是接口電路，由靈敏繼電器J和電容器C并聯后并與集成模塊(11)的5A、6A腳連接，15A、16A腳為交流100V、50HZ輸入，其中15A腳接地；10A腳為IC3輸出檢測點；1A、2A腳為鎖存深度調整，通常短接；5A、6A腳為OC門輸出，與接口電路(13)相連接；W為基準電壓調整外接電位器，以調整整定精度；W’為繼電特性反饋深度調整，無特殊需要可省去；9A腳接－12V電源，11A腳插＋12V電源，3A腳接電源地。
權利要求1.一種電壓繼電器，由集成模塊(11)，整定電路(12)及輸出接口電路(13)連接而成，其特征是整定電路與集成模塊的12A、14A腳相連，輸出接口電路與集成模塊的5A、6A腳連接，集成模塊的1A、2A腳短接。
2.根據權利要求1所述的電壓繼電器，其特征是集成模塊(11)，由R1、R2分壓和R3限流組成交流100V直接輸入電路；由D3、D4負端與IC2的“＋”輸入端連接，D4正端接地，D3正端和R4、R5串聯與IC2輸出端連接，R4、R5連接端與IC2“－”輸入端連接組成精密絕對值電路；由R6、R7串聯和IC3“－”輸入端組成峰值電壓檢出器，集成模塊的7A腳與外接的W串聯組成基準電壓設定電路；由C3、R11串聯與IC4的CXRX腳連接，C3的另一端與IC4的
相連，R11的的另一端通過集成模塊的1A、2A腳與IC4的Vdd連接組成峰值脈沖鎖存器；由B1、B2復合，其基極通過R12與IC4的Q端連接組成OC門驅動電路。
3.根據權利要求1所述的電壓繼電器，其特征是整定電路(12)由R1A－R8A分別與十進制(或BCD)碼開關串連后相并連，并與集成模塊(11)的12A、14A腳相連接，組成1－100V，1V／級的整定電路。
4.根據權利要求1所述的電壓繼電器，其特征是輸出接口電(13)由靈敏繼電器J和電容器C并聯后并與集成模塊(11)的5A、6A腳連接。
專利摘要集成模塊電壓繼電器是根據電力系統更新換代需要設計的，其特征是集成模塊由交流數據采集，精密絕對值變換、峰值檢出、鎖存、驅動及抗干擾等電路組成，電壓繼電器由本模塊、整定電路、接口電路組成。
由本模塊組成的電壓繼電器，采用交流直接輸入和連續脈沖鎖存方式，廢除了變壓器和濾波電路，實現了無濾波延時、無抖動、動作快、反回系數小的要求。同時增設了可控放大、干擾抑制和繼電特性電路，提高了精度和分辨率，使工作穩定可靠。
文檔編號G01R19/165GK2132345SQ9221456
公開日1993年5月5日 申請日期1992年5月8日 優先權日1992年5月8日
發明者黃正義 申請人:黃正義
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
