[实用新型]开关器件闭合不良检测电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种开关器件闭合不良检测电路，属于电气电子应用技术领域。 

背景技术

在如变频器、感应加热、不间断电源等带有交流-直流转换电路的电力电子系统中，为了平滑整流电压波形、减少直流电压纹波，直流侧一般需要连接较大容量的电解电容。电解电容在电源投入前两端电压几乎为零，这样开关合闸瞬间将会产生很大的浪涌冲击电流。该浪涌电流容易造成整流桥、电解电容等的损坏。为此，一般在开关两端并联一个浪涌电流抑制电阻，如附图1所示。在投电瞬间，开关SW断开，电流经过浪涌电流抑制电阻Rin给电解电容和负载电路充电。由于电阻的存在，浪涌电流被大大减小。待电容电压上升到一定值后，合上开关，系统进入正常供电状态。 

然而，由于开关器件本身质量问题或者使用场所的环境恶劣等因素影响，开关在合上后，其上下触点可能会产生闭合不良的现象，导致接触电阻增大。当有大电流流过时，开关器件上的功耗将急剧增加，引起开关触点烧坏，严重时，开关元件发热时间过长，会引燃器件本身和周围电路、电线等物件，造成火灾事故。 

为了防止这类事故的发生，有些系统选用自带触点吸合检测功能的开 关元件，有些系统选用质量上乘的国际名牌开关。这些方案的确可以提高开关电路的安全性，但会大大增加系统的成本。 

发明内容

本实用新型旨在提供一种简单实用的开关器件闭合状况检测电路，在开关器件工作不良或失效时发出报警信号。电路构成简单、成本低廉，可有效提高开关电路的可靠性。 

本实用新型电路并联在开关器件SW两端，包括限流电路、过电流保护电路和触发电路三个电路单元。 

上述限流电路单元由电阻R1组成，其一端与开关器件SW的a触点相连，另一端与所述过电流保护电路中的电阻R2连接。 

上述过电流保护电路单元包括电阻R2、三极管Q1和Q1的基极驱动电路G1。所述电阻R2的一端连接Q1基极驱动电路并连接到电阻R1，另一端连接Q1的集电极。三极管Q1的发射极和Q1基极驱动电路的负极连接到开关SW的b触点。 

上述触发电路单元包括三极管Q2、Q2的基极驱动电路G2、光电耦合器PC、直流电源VCC-GND和电阻R3。所述光电耦合器PC的发光侧正极与上述过电流保护电路单元三极管Q1的集电极相连，PC的发光侧负极与所述三极管Q2的集电极相连，三极管Q2的发射极连接三极管Q1的发射极。光电耦合器PC的受光侧正极通过电阻R3连接到直流电源VCC-GND的正极VCC并作为本实用新型的信号输出端，PC受光侧的负极接到电源VCC-GND的负极GND。Q2基极驱动电路G2一端连接在光电耦合器PC的发光侧正极，另一端连接到三极管Q2的发射极。 

上述触发单元的另一种电路形态是电路仅由三极管Q2、Q2的基极驱动电路G2、电阻R3和直流电源VCC-GND组成。所述三极管Q2的集电极通过电阻R3连接到直流电源VCC-GND的正极VCC，并作为本实用新型的信号输出端，Q2的发射极与直流电源VCC-GND的负极GND相连，并共同连接到开关器件SW的b触点。Q2基极驱动电路G2一端连接在三极管Q2的集电极，另一端连接到Q2的发射极。 

本实用新型的工作原理是：当开关器件SW工作中产生闭合不良的现象时，其两端电压在由电阻R1、电阻R2、三极管Q2的基极驱动电路G2形成的回路中产生电流，当该电流达到一定值时，G2驱动三极管Q2导通，光电耦合器PC发光侧有电流流过而发光，PC受光侧接收到此光电信号后其内部三极管导通，受光侧正极电平由高变低，亦即本实用新型的输出信号由高电平变为低电平。通过检查该信号电平的变化，可判断开关器件是否存在闭合不良的现象。对于触发单元没有光电耦合器的电路形态，三极管Q2导通后其集电极电平由高变为低，同样导致本实用新型输出信号的电平变化。电阻R1用于限制流过触发电路元器件上的电流。电阻R2用于检测流过触发单元的电流，当此电流达到过电流保护阈值时，三极管Q1的基极驱动电路工作，驱动三极管Q1导通，使大电流通过电阻R1和三极管Q1回到开关SW侧主电路中去，从而保护触发电路免受大电流冲击。 

附图说明

图1：电源投入时带有浪涌电流抑制功能的交流整流系统。 

图2：本实用新型涉及的一种带有光电耦合器(亦即所谓的绝缘型)开关闭合状况检测电路图例。 

图3：本实用新型涉及的一种不带光电耦合器(亦即所谓的非绝缘型)开关闭合状况检测电路图例。 

具体实施方式