專利名稱：一種單線圈磁保持繼電器用彈跳測試裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及開關電器領域中的磁保持繼電器測試領域，特別是一種單線圈磁保持繼電器用彈跳測試裝置。
背景技術：
相比較傳統(tǒng)的直流繼電器，磁保持繼電器只需要在控制端加一脈沖即可以使其動作，繼電器內(nèi)的永磁體可以令動作狀態(tài)保持，即是掉電也不會復位。這樣的控制方式帶來了功率的降低與可靠性的增加。因此，直流磁保持繼電器作為一種常用的低壓電器應用在電氣設備的各個領域。但是機械開關固有的彈跳問題一直影響著磁保持繼電器的使用，其最主要的原因就是彈跳會引起投入過程中不可避免的劇烈涌流。該浪涌電流會直接對開關及下級負載造 成無法愈合的損傷。因此低壓電氣設備廠家往往在使用繼電器之前都需要進行一定的篩選工作，挑選出適合產(chǎn)品需求的繼電器。目前針對繼電器彈跳的測試設備關注較少，常用的繼電器彈跳設備多是基于激光位移傳感器或CCD攝像頭等光感應原理進行檢測。這種設備并不適合做大批量的檢測，僅僅適用于實驗室研究。

實用新型內(nèi)容實用新型目的本實用新型所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種單線圈磁保持繼電器用彈跳測試裝置。為了解決上述技術問題，本實用新型公開了一種單線圈磁保持繼電器用彈跳測試裝置，包括連接上位機的MCU微控制單元，MCU微控制單元分別連接繼電器驅動電路和檢測電路，被測試繼電器分別和繼電器驅動電路以及檢測電路連接；所述繼電器驅動電路連接直流電源。本實用新型中，所述繼電器驅動電路包括第一三極管、第二三極管、第三三極管、第四三極管、第五三極管、第六三極管、第一二極管、第二二極管、第三二極管以及第四二極管；其中，第一三極管、第二三極管、第四三極管以及第六三極管的基極各自分別接MCU微控制單元；第一三極管發(fā)射極接地，集電極接第三三極管的基極；第三三極管的發(fā)射極接直流電源和第一二極管的負極，集電極接第二三極管的集電極、第一二極管的正極、第二二極管的負極以及被測試繼電器的一端；第二三極管的發(fā)射極接地以及第二二極管的正極；第六三極管發(fā)射極接地，集電極接第五三極管的基極以及直流電源；第五三極管的發(fā)射極接直流電源和第三二極管的負極，集電極接第四三極管的集電極、第三二極管的正極、第四二極管的負極以及被測試繼電器的另一端；第四三極管的發(fā)射極接地以及第四二極管的正極。[0011 ] 本實用新型中，所述檢測電路包括分別連接被測試繼電器開關的電阻和信號輸出端，電阻的另一端接電源，信號輸出端連接MCU為控制單元。本實用新型中上位機和作為下位機的MCU微控制單元進行通訊，傳遞測試命令及測試結果，所述上位機可以采用普通的工控機或者電腦。MCU可以拖動若干組繼電器驅動電路同時測試或分別測試。按照目前設計，一個MCU帶6組測試電路。每一組驅動電路驅動一只繼電器進行投切，檢測電路則負責檢測繼電器的彈跳及開關狀態(tài)，并反饋給MCU。MCU將該繼電器的彈跳數(shù)據(jù)進行打包，再上傳給上位機。上位機生成彈跳測試波形，并依據(jù)先前制定的彈跳判定規(guī)則判斷繼電器是否合格。使用本設備時，繼電器的驅動電壓、驅動脈沖寬度皆可以調(diào)節(jié)，以達到不同額定參數(shù)繼電器及對繼電器不同的控制要求下彈跳的測試。有益效果本實用新型的有益效果為使用本實用新型時，被測試的繼電器的驅動電壓、驅動脈沖寬度皆可以調(diào)節(jié)，以達到不同額定參數(shù)繼電器及對繼電器不同的控制要求下彈跳的測試，且造價低，能適合實際生產(chǎn)時批量檢測要求。

·[0014]
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型做更進一步的具體說明，本實用新型的上述和/或其他方面的優(yōu)點將會變得更加清楚。圖I為本實用新型工作原理圖。圖2為本實用新型中繼電器的驅動和檢測電路示意圖。圖3為本實用新型中測試方法流程圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型公開了一種單線圈磁保持繼電器用彈跳測試裝置，包括連接上位機的MCU微控制單元，MCU微控制單元分別連接繼電器驅動電路和檢測電路，被測試繼電器分別和繼電器驅動電路以及檢測電路連接；所述繼電器驅動電路連接直流電源。如圖2所示，本實用新型所述繼電器驅動電路包括第一三極管、第二三極管、第三三極管、第四三極管、第五三極管、第六三極管、第一二極管、第二二極管、第三二極管以及第四二極管；其中，第一三極管、第二三極管、第四三極管以及第六三極管的基極各自分別接MCU微控制單元；第一三極管發(fā)射極接地，集電極接第三三極管的基極；第三三極管的發(fā)射極接直流電源和第一二極管的負極，集電極接第二三極管的集電極、第一二極管的正極、第二二極管的負極以及被測試繼電器的一端；第二三極管的發(fā)射極接地以及第二二極管的正極；第六三極管發(fā)射極接地，集電極接第五三極管的基極以及直流電源；第五三極管的發(fā)射極接直流電源和第三二極管的負極，集電極接第四三極管的集電極、第三二極管的正極、第四二極管的負極以及被測試繼電器的另一端；第四三極管的發(fā)射極接地以及第四二極管的正極。所述檢測電路包括分別連接被測試繼電器開關的電阻和信號輸出端，電阻的另一端接電源，信號輸出端連接MCU為控制單元。如圖3所示，本實用新型還公開了一種測試方法，包括以下步驟MCU微控制單元收到測試命令后，開始讀取上位機發(fā)送的控制脈沖寬度參數(shù)；投切控制MCU微控制單元延時5s,發(fā)出relay on控制脈沖,捕捉IOOOus之內(nèi)，每一次上升及下降沿時刻，將第一個下降沿、最后一個下降沿及中間最大的3次脈沖寬度，按照時間先后順序發(fā)送給上位機；MCU微控制單元延時5s,發(fā)出relay off控制脈沖；上位機接收繼電器上傳的時間結果，繪制出信號的電平圖，并輸出總的脈沖彈跳時間與最大一次脈沖彈跳時間；MCU微控制單元反復上述投切控制步驟若干次；待投切控制步驟全部結束后，輸出上述總的脈沖彈跳時間與最大一次脈沖彈跳時間各自最大的一次，從而完成測試。
實施例如圖I所示，上位機和下位機設備MCU進行通訊,傳遞測試命令及測試結果。MCU可以拖動若干組繼電器驅動電路同時測試或分別測試。按照目前設計，一個MCU可以帶6 組測試電路。每一組驅動電路驅動一只繼電器進行投切，檢測電路則負責檢測繼電器的彈跳及開關狀態(tài)，并反饋給MCU。MCU將該繼電器的彈跳數(shù)據(jù)進行打包，再上傳給上位機。上位機生成彈跳測試波形，并依據(jù)先前制定的彈跳判定規(guī)則判斷繼電器是否合格。如圖2所示，繼電器的驅動電路采用橋式電路。繼電器采用橋式電路驅動，Q2^Q5四只三極管組成橋臂，Ql與Q6提供上橋臂驅動邏輯。繼電器驅動電路包括三極管Qf Q6、二極管D1 D4 ;其中，三極管D1、D2、D4、D6的基極各自分別接MCU微控制單元，且三極管Dl和D4的觸發(fā)信號相同，三極管D2和D6的觸發(fā)信號相同。三極管Ql發(fā)射極接地，集電極接三極管Q3的基極；三極管Q3的發(fā)射極接直流電源VCC和二極管Dl的負極，三極管Q3的集電極接三極管Q2的集電極、二極管Dl的正極、二極管D2的負極以及被測試繼電器的一端。三極管Q2的發(fā)射極接地以及二極管D2的正極。三極管Q6發(fā)射極接地，集電極接三極管Q5的基極以及直流電源VCC。三極管Q5的發(fā)射極接直流電源VCC和二極管D2的負極，集電極接三極管Q4的集電極、二極管D3的正極、二極管D4的負極以及被測試繼電器的另一端。三極管Q4的發(fā)射極接地以及二極管D4的正極。所述檢測電路包括分別連接被測試繼電器開關的電阻R7和信號輸出端detect，電阻的另一端接+5v電源，信號輸出端連接MCU為控制單元。由MCU發(fā)出的Relay on和relay off信號通過橋式電路發(fā)出正負脈沖,控制繼電器合閘或分閘。驅動繼電器的信號寬度可以由MCU根據(jù)上位機的控制命令進行調(diào)節(jié)，以適應不同繼電器的控制需要。圖中的VCC由可調(diào)直流穩(wěn)壓電源提供，范圍是1(T30V。之所以采用可調(diào)式直流穩(wěn)壓電源的目的是為了測量不同額定電壓及不同工作電壓下彈跳的情況。這種形式的驅動電路可以由MCU控制驅動繼電器的脈沖寬度，可調(diào)節(jié)的直流電源則可以調(diào)節(jié)繼電器線圈的驅動電壓。本實施例中三極管Q3、Q5為PNP三極管，型號BC807，其余三極管為NPN三極管，型號為BC817，二極管D1 D4為續(xù)流二極管為，型號1N4007。 繼電器檢測電路則是由上拉電阻串聯(lián)一個直流電源構成，detect信號接至MCU定時器捕獲引腳。當繼電器觸點閉合的時候，detect信號為低電平；而觸點斷開時，detect信號則是高電平。高低電平都是標準的TTL電平。當繼電器合閘的過程之中，理論上是一個下降沿，分閘則是一個上升沿。但是由于彈跳的存在，合閘的波形是一系列不同寬度的矩形波，每一個波代表了一次彈跳。Relay on與relay off是單片機發(fā)出的控制繼電器投切的信號，前者高電平表示投入，后者高電平表示切除。在投入命令下，relay on信號為高電平，relay off信號為低電平，以上電平信號寬度可由上位機程序設置。在此電平控制之下，Q1、Q4基極得到電流而導通，Ql的集電極電流作為Q3的基極電流而使Q3導通，于是繼電器得到正向驅動電壓而投入。Relay on電平信號撤去之后，繼電器線圈中儲存的電能通過二極管釋放。繼電器中永磁體保證在電能釋放完畢后依然保持繼電器觸點閉合，除非單片機發(fā)出切除信號。在切除命令下，relay on信號為低電平，relay off信號為高電平。在此電平控制之下，Q6、Q2基極得到電流而導通，Q6的集電極電流作為Q5的基極電流而使Q5導通，于是繼電器得到正向驅動電壓而投入。Relay off電平信號撤去之后，繼電器線圈中儲存的電能通過二極管釋放。繼電器中永磁體保證在電能釋放完畢后依然保持繼電器觸點斷開。當relay on與relay off信號都是低電平的時候,繼電器維持原有狀態(tài)。控制中絕不允許二者同時為高電平，以免電源VCC短路。二極管是續(xù)流二極管，當relay on或relay off信號由高電平變?yōu)榈碗娖降臅r候，繼電器線圈儲存的電能通過續(xù)流二極管快速釋放。 三極管導通的時候，與之反并聯(lián)的二極管是不流過電流的。當三極管關斷之后，線圈通過與之反并聯(lián)的二極管續(xù)流。續(xù)流結束后，二極管中也沒有電流了。Relay on電平信號撤去之后，繼電器線圈中儲存的電能通過二極管Dl、D4釋放。Relay off電平信號撤去之后，繼電器線圈中儲存的電能通過二極管D2、D3釋放。本實施例中MCU型號是STM8S207RB。如圖3所示，MCU主要任務除了給被測試繼電器提供驅動信號及檢測繼電器的開關狀態(tài)之外，還有一點就是負責向上與上位機的通訊。二者之間的通訊采用RS485方式。上位機通過程序界面進行人機交互。檢測人員通過程序下發(fā)控制指令，使某一只繼電器開始檢測。本實施例的測試方法如下MCU收到測試命令后，開始讀取控制脈沖寬度參數(shù)，然后延時5s，打開相應端口捕捉，輸出relay on信號，捕捉lOOOus之內(nèi)，每一次上升及下降沿時刻，將第一個下降沿、最后一個下降沿及中間主要的3次彈跳數(shù)據(jù)，按照先后順序發(fā)送給上位機，再延時5s，發(fā)出relay off控制脈沖，反復上述投切過程5次。上位機最后等待接受繼電器上傳的時間結果，并對這個結果進行解析，繪制出signal信號的電平圖，并輸出總的彈跳時間與最大一次彈跳時間，這是與繼電器涌流相關的參數(shù)。待5次投切結束后，輸出上述兩個參數(shù)5次檢測中各自最大的一次。本實用新型提供了一種單線圈磁保持繼電器用彈跳測試裝置及其測試方法，具體實現(xiàn)該技術方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術加以實現(xiàn)。
權利要求1.一種單線圈磁保持繼電器用彈跳測試裝置，其特征在于，包括連接上位機的MCU微控制單元，MCU微控制單元分別連接繼電器驅動電路和檢測電路，被測試繼電器分別和繼電器驅動電路以及檢測電路連接；所述繼電器驅動電路連接直流電源。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種單線圈磁保持繼電器用彈跳測試裝置，其特征在于，所述繼電器驅動電路包括第一三極管、第二三極管、第三三極管、第四三極管、第五三極管、第六三極管、第一二極管、第二二極管、第三二極管以及第四二極管； 其中，第一三極管、第二三極管、第四三極管以及第六三極管的基極各自分別接MCU微控制單元； 第一三極管發(fā)射極接地，集電極接第三三極管的基極；第三三極管的發(fā)射極接直流電源和第一二極管的負極，集電極接第二三極管的集電極、第一二極管的正極、第二二極管的負極以及被測試繼電器的一端；第二三極管的發(fā)射極接地以及第二二極管的正極； 第六三極管發(fā)射極接地，集電極接第五三極管的基極以及直流電源；第五三極管的發(fā)射極接直流電源和第三二極管的負極，集電極接第四三極管的集電極、第三二極管的正極、第四二極管的負極以及被測試繼電器的另一端；第四三極管的發(fā)射極接地以及第四二極管的正極。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種單線圈磁保持繼電器用彈跳測試裝置，其特征在于，所述檢測電路包括分別連接被測試繼電器開關的電阻和信號輸出端，電阻的另一端接電源，信號輸出端連接MCU為控制單元。
專利摘要本實用新型公開了一種單線圈磁保持繼電器用彈跳測試裝置，包括連接上位機的MCU微控制單元，MCU微控制單元分別連接繼電器驅動電路和檢測電路，被測試繼電器分別和繼電器驅動電路以及檢測電路連接；所述繼電器驅動電路連接直流電源。本實用新型的有益效果為使用本實用新型時，被測試的繼電器的驅動電壓、驅動脈沖寬度皆可以調(diào)節(jié)，以達到不同額定參數(shù)繼電器及對繼電器不同的控制要求下彈跳的測試，且造價低，能適合實際生產(chǎn)時批量檢測要求。
文檔編號G01R31/327GK202720317SQ20122041546
公開日2013年2月6日 申請日期2012年8月21日 優(yōu)先權日2012年8月21日
發(fā)明者徐魁, 李邦家, 張婷姝, 蔣瑀瀛 申請人:江蘇華德電力科技有限公司