一種用于掃描開關(guān)內(nèi)部繼電器狀態(tài)的隔離式檢測電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于掃描開關(guān)內(nèi)部繼電器狀態(tài)的隔離式檢測電路。被檢測的繼電器與供電電源、檢測信號之間分別連接有第一、第二光耦，第一光耦經(jīng)開關(guān)管與各個繼電器連接；兩個繼電器為一組繼電器組，其斷開、閉合動作信號輸入端串聯(lián)后與斷開、閉合動作信號連接，兩個繼電器的動作端串聯(lián)，一繼電器的閉合信號輸出端與第二光耦連接，另一繼電器的閉合信號輸出端接地，第二光耦輸出檢測信號。本實用新型將繼電器與供電電源隔離，在盡量減少干擾和降低功耗的情況下實現(xiàn)了精確檢測掃描開關(guān)內(nèi)部繼電器的狀態(tài)；并且使用LED驅(qū)動控制專用電路，一片足可以驅(qū)動所有LED燈，簡化了電路，減少了布線。
【專利說明】
【技術(shù)領域】
[0001] 本實用新型涉及一種繼電器狀態(tài)檢測電路，特別涉及一種用于掃描開關(guān)內(nèi)部繼電 器狀態(tài)的隔離式檢測電路。 -種用于掃描開關(guān)內(nèi)部繼電器狀態(tài)的隔離式檢測電路

【背景技術(shù)】
[0002] 掃描開關(guān)在測試、計量行業(yè)用途廣泛，主要用于精密電學信號的測量。其主要原理 是用控制信號控制磁保持式繼電器的通斷，以達到切換某一通道通斷的效果。在使用很多 繼電器的場合，由于所有繼電器的電源端同時與電源接通的，一個引腳的動作信號，很可能 會對相鄰的其他繼電器的引腳造成干擾。因此，眾多繼電器的通斷就很容易出現(xiàn)干擾造成 的錯亂。如圖1所示，在目前的掃描開關(guān)中檢測繼電器通斷狀態(tài)的方法是：兩個繼電器組成 一組，串接在一起，從一個動作端引出信號，連接到指示燈與其供電電源之間，繼電器斷開 情況下，該動作端與電源地相連，相當于將指示燈短接，所以指示燈不亮；當繼電器閉合時， 動作端打到另一頭，與指示燈相連的動作端與電源地斷開，所以指示燈沒有被短接，會正常 點亮。這樣的檢測電路，對于雙通道16路的掃描開關(guān)，一共需要128個繼電器，64個指示燈， 中間電路極其復雜，降低了電路的工作效率，而且繼電器工作電流大，與單片機等控制部分 直接相連，容易對信號造成干擾。
[0003] 另外，由于繼電器的電源端始終要接在電源上，所以即使是在繼電器斷開或不工 作的時候，繼電器內(nèi)部仍然會有少量電流流過，這樣會增加整個電路的功耗，同時也增加了 繼電器的發(fā)熱，有時會給系統(tǒng)帶來一定的干擾，造成系統(tǒng)的性能不夠穩(wěn)定，尤其是對于精密 信號的場合。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述電路功耗大，易干擾，布線復雜等問題，本實用新型提供了一種用于掃 描開關(guān)內(nèi)部繼電器狀態(tài)的隔離式檢測電路。即采用光電隔離的方法，用光耦將繼電器與檢 測信號隔離開，并用開關(guān)管和光耦將繼電器和電源隔離開，這樣不使用的繼電器就不會產(chǎn) 生耗電。
[0005] 本實用新型解決上述問題所采取的技術(shù)方案為：
[0006] 本實用新型包括：供電電源與被檢測的繼電器之間連接有第一光耦U1，檢測信號 與被檢測的繼電器之間連接有第二光耦U2,第一光耦U1的第一輸入端連接控制信號，第一 光奉禹U1的第一輸出端分別與VCC電源、開關(guān)管Q1的柵極連接，第一光稱U1的第二輸入端 和第二輸出端接地，開關(guān)管Q1的漏極與VCC電源連接，各個繼電器的供電端串聯(lián)后與開關(guān) 管Q1的源極連接；所有繼電器以兩個繼電器為一組繼電器組，一組繼電器組中的兩個繼電 器的斷開動作信號輸入端串聯(lián)后與斷開動作信號連接，一組繼電器組中的兩個繼電器的閉 合動作信號輸入端串聯(lián)后與閉合動作信號連接；一組繼電器組中的兩個繼電器的動作端串 聯(lián)，其中一個繼電器的閉合信號輸出端與第二光耦U2的第二輸入端連接，其中另一個繼電 器的閉合信號輸出端接地；第二光f禹U2的第一輸入端、第一輸出端均與VCC電源連接，第二 光耦U2的第二輸出端輸出檢測信號。
[0007] 所述的開關(guān)管Q1為P型場效應管。
[0008] 所述的被檢測的繼電器為磁保持式繼電器。
[0009] 所述的被檢測的繼電器的數(shù)量為1?128個。
[0010] 本實用新型其有益效果為：
[0011] 在空閑狀態(tài)下，將繼電器與供電電源隔離，只有在某個繼電器動作時才會控制光 耦導通給其供電，這樣降低了系統(tǒng)功耗，減少了繼電器的發(fā)熱。
[0012] 通過光耦其他不動作的繼電器都與檢測信號實現(xiàn)了完全的電氣隔離，降低了相互 之間的干擾，使檢測能夠準備的進行。
[0013] 使用LED驅(qū)動控制專用芯片，一片足可以驅(qū)動所有LED燈，大大簡化了電路，減少 了布線。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為傳統(tǒng)的掃描開關(guān)中繼電器狀態(tài)檢測電路。
[0015] 圖2為本實用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
[0017] 如圖2所示，本實用新型包括：供電電源與被檢測的繼電器之間連接有第一光耦 U1，檢測信號與被檢測的繼電器之間連接有第二光耦U2 ;第一光耦U1的第一輸入端連接控 制信號，第一光稱U1的第一輸出端分別與VCC電源、開關(guān)管Q1的柵極連接，第一光稱U1的 第二輸入端和第二輸出端接地，開關(guān)管Q1的的漏極與VCC電源連接，各個繼電器的供電端 串聯(lián)后與開關(guān)管Q1的源極連接；所有繼電器以兩個繼電器為一組繼電器組，一組繼電器組 中的兩個繼電器的斷開動作信號輸入端串聯(lián)后與斷開動作信號連接，一組繼電器組中的兩 個繼電器的閉合動作信號輸入端串聯(lián)后與閉合動作信號連接；一組繼電器組中的兩個繼電 器的動作端串聯(lián)，其中一個繼電器的閉合信號輸出端與第二光耦U2的第二輸入端連接，其 中另一個繼電器的閉合信號輸出端接地；第二光f禹U2的第一輸入端、第一輸出端均與VCC 電源連接，第二光耦U2的第二輸出端輸出檢測信號。
[0018] 開關(guān)管Q1為P型場效應管。
[0019] 被檢測的繼電器為磁保持式繼電器。
[0020] 被檢測的繼電器的數(shù)量為1?128個。
[0021] 本實用新型用第一光耦將供電電源與繼電器的供電端隔離，用第二光耦將檢測信 號與繼電器的動作端隔離，即在繼電器不動作時通過光耦實現(xiàn)繼電器與系統(tǒng)的完全的電氣 隔離。
[0022] 如圖2所示，本實用新型當繼電器動作時，導通控制信號使第一光耦導通，由于輸 出端電平被拉高，因此當?shù)谝还怦顚〞r，輸出端輸出低電平給開關(guān)管的柵極，開關(guān)管導 通，有電流流入繼電器，對繼電器進行供電，而不工作的其他繼電器由于第一光耦的存在， 與電源完全隔離；在檢測信號與繼電器動作端之間接有第二光稱，第二光稱的一個輸入端 接在VCC電源上，當繼電器動作后發(fā)出信號使第二光耦導通，檢測信號從輸出端輸出；檢測 信號經(jīng)處理后，給LED驅(qū)動控制專用芯片，控制相應的LED燈點亮或熄滅。
[0023] 繼電器供電部分用光耦和開關(guān)管與供電電源隔離開，當有繼電器要動作時，控制 導通信號使第一光耦導通，輸出低電平信號給開關(guān)管（P型場效應管)，開關(guān)管的漏極接電源 正極，源極接繼電器的供電端。當開關(guān)管的柵極有低電平控制信號時，開關(guān)管導通，繼電器 供電電源接通。當繼電器動作后，與繼電器動作端連接的相應光耦導通，檢測信號通過LED 驅(qū)動控制專用電路，控制相應的LED燈點亮，從而實現(xiàn)正確的指示內(nèi)部繼電器狀態(tài)。
[0024] 本實用新型的具體實施例：
[0025] 在研制低熱電勢四線掃描開關(guān)的過程中，外部LED指示燈需要準確指示其對應的 內(nèi)部繼電器的通斷狀況。四線即電流高端、電壓高端、電壓低端、電流低端；對于掃描開關(guān)， 要求電流高端和電壓高端同時導通，電壓低端和電流低端同時導通，然后才算作一路通道 被接通。這里用電流高端和電壓高端為例，用兩個磁保持式繼電器分別控制電流高端和電 壓高端，并以此為例介紹如何將待檢測的繼電器與其他不動作的繼電器隔離開，然后對其 通斷狀態(tài)進行準確的檢測。將兩個磁保持式繼電器的供電端接在一起后與P型場效應管 (在此用作開關(guān)管)的源極連接。當繼電器要動作時，導通控制信號使第一光耦導通，由于輸 出端被5V電平拉高，所以當光耦導通時，輸出端輸出低電平給開關(guān)管的柵極，開關(guān)管導通， 有電流流入繼電器，實現(xiàn)了對繼電器的供電，而不工作的其他繼電器由于光耦的存在，實現(xiàn) 了與供電電源完全的電氣隔離。
[0026] 在上述隔離手段下，當有供電的繼電器動作之后，由于第二光耦的一個輸入端與 地連通，另外一個輸入端接在5V電源上，此時第二光耦中發(fā)光器發(fā)出光線，照射在受光器 上，受光器接受光線后導通，產(chǎn)生電流從輸出端輸出，這個便是檢測信號。電壓低端和電流 高端所用的一對繼電器的檢測步驟與此類似。各路的檢測信號經(jīng)處理后，輸出信號給LED 驅(qū)動控制專用芯片TM1638,控制相應的LED燈點亮，而其他沒有閉合的繼電器的指示燈是 不會被點亮的。對于16路掃描開關(guān)，一共有64個LED燈，由于電流高端和電壓高端同時導 通，電壓低端和電流低端同時導通，因此每一路由1個LED指示電流高端和電壓高端的通 斷，用一個LED燈指示電壓低端和電流低端的通斷，只有兩個燈都亮起，才代表這一路已接 通。因此，可以從前面板的LED指示燈清楚的了解到掃描開關(guān)內(nèi)部具體是哪組繼電器閉合 或者斷開。這樣在盡量減少干擾和降低功耗的情況下實現(xiàn)了精確檢測掃描開關(guān)內(nèi)部繼電器 的狀態(tài)。
[0027] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，該檢測電路亦可用于其他使用磁保持式 繼電器的場合。凡依本實用新型申請實用范圍所作的均等變化與修飾，皆應屬本實用新型 的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于掃描開關(guān)內(nèi)部繼電器狀態(tài)的隔離式檢測電路，其特征在于：供電電源與被 檢測的繼電器之間連接有第一光耦U1，檢測信號與被檢測的繼電器之間連接有第二光耦 U2,第一光稱U1的第一輸入端連接控制信號，第一光稱U1的第一輸出端分別與VCC電源、 開關(guān)管Q1的柵極連接，第一光耦U1的第二輸入端和第二輸出端接地，開關(guān)管Q1的漏極與 VCC電源連接，各個繼電器的供電端串聯(lián)后與開關(guān)管Q1的源極連接； 所有繼電器以兩個繼電器為一組繼電器組，一組繼電器組中的兩個繼電器的斷開動作 信號輸入端串聯(lián)后與斷開動作信號連接，一組繼電器組中的兩個繼電器的閉合動作信號輸 入端串聯(lián)后與閉合動作信號連接；一組繼電器組中的兩個繼電器的動作端串聯(lián)，其中一個 繼電器的閉合信號輸出端與第二光耦U2的第二輸入端連接，其中另一個繼電器的閉合信 號輸出端接地； 第二光f禹U2的第一輸入端、第一輸出端均與VCC電源連接，第二光f禹U2的第二輸出端 輸出檢測信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于掃描開關(guān)內(nèi)部繼電器狀態(tài)的隔離式檢測電路，其特 征在于：所述的開關(guān)管Q1為P型場效應管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于掃描開關(guān)內(nèi)部繼電器狀態(tài)的隔離式檢測電路，其特 征在于：所述的被檢測的繼電器為磁保持式繼電器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于掃描開關(guān)內(nèi)部繼電器狀態(tài)的隔離式檢測電路，其特 征在于：所述的被檢測的繼電器的數(shù)量為1?128個。
【文檔編號】G01R31/327GK203849373SQ201420166528
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】張存凱, 陳樂 , 富雅瓊, 謝敏, 王營 申請人:中國計量學院