CN104300526A - 一种特种车电源接入保护器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特种车电源接入保护器，包括输入电源、负载插座、固态继电器，所述固态继电器的主回路串联在所述输入电源与所述负载插座之间；还包括电压传感器，所述电压传感器包括电压输入端和电压输出端，所述电压传感器的电压输入端连接所述输入电源，且所述电压传感器与所述负载插座并联；以及控制电路，所述控制电路包括信号接收端和信号发出端，所述信号接收端连接所述电压传感器的电压输出端，所述信号发出端连接所述固态继电器的控制回路，且只有当所述信号接收端的电压值小于阈值时，所述信号发出端才会接通并输出电信号。当特种车电源接入方式不恰当时，本发明能够避免过电压损害车载电器和设备。

Description

一种特种车电源接入保护器

技术领域

本发明涉及一种特种车电源接入保护器，属于特种汽车电路安全控制技术领域。

背景技术

随着汽车工业的发展，各种新型的特种车辆不断地出现，汽车不再仅仅是一个交通工具，在各种特定的场合，都可以借助汽车这个平台实现所需要的功能。如工程建设、应急通讯、现场堪察等领域中应用到的，如房车、采血车、工程车、广播电视通讯车、转播车、抢险救援车、堪察车等特种车辆，车上会搭载空调、冰箱、检测仪器、各种通讯检测设备以及车载电器等，这些车载电器和设备的工作电源大多数采用交流220V电源，因而需要外接一个发电车或外接交流电源。在特种车进行电源接入作业时，操作人员误将380V交流接入到220V的供电回路中，导致车载电器和设备损坏的事故时有发生，造成了一定的经济损失。

发明内容

本发明正是针对现有技术存在的不足，提供一种特种车电源接入保护器，当特种车电源接入方式不恰当时，能够避免过电压损坏车载电器和设备。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

提供一种特种车电源接入保护器，包括：

一用于向特种车供电的输入电源；

一连接所述输入电源的负载插座；

一固态继电器，所述固态继电器包括控制回路和主回路，所述固态继电器的主回路串联在所述输入电源与所述负载插座之间；

一电压传感器，所述电压传感器包括电压输入端和电压输出端，所述电压传感器的电压输入端连接所述输入电源，且所述电压传感器与所述负载插座并联；

以及一控制电路，所述控制电路包括信号接收端和信号发出端，所述信号接收端连接所述电压传感器的电压输出端，所述信号发出端连接所述固态继电器的控制回路，且只有当所述信号接收端的电压值小于阈值时，所述信号发出端才会接通并输出电信号。

作为上述技术方案的改进，所述控制电路包括：

一整流桥，所述整流桥包括交流输入端和直流输出端，所述交流输入端即为所述信号接收端；

一连接所述整流桥的直流输出端的滤波电容和采样电阻，且所述滤波电容和所述采样电阻并联，所述采样电阻负极接地；

一电压比较器，所述电压比较器的反相输入端连接所述采样电阻的正极，所述电压比较器的同相输入端连接一参考电压一；

一光电耦合器，所述光电耦合器包括光耦输入端和光耦输出端，所述光耦输入端一电极连接所述电压比较器的输出端，另一电极连接一参考电压二，所述光耦输出端一电极接地，另一电极连接一控制电压一；

一并联了分压电阻的NPN型三极管，所述分压电阻的两端分别连接所述NPN型三极管的基极和发射极，且所述NPN型三极管的集电极通过所述固态继电器的控制回路连接一控制电压二，所述NPN型三极管的发射极接地。

作为上述技术方案的改进，所述控制电路还包括：基极连接所述光耦输出端且不接地的PNP型三极管，所述PNP型三极管的发射极连接一控制电压三，所述PNP型三极管的集电极接地，所述PNP型三极管和所述控制电压三之间串联有报警电路。所述“基极连接所述光耦输出端且不接地的PNP型三极管”的含义为：所述光耦输出端的一个电极接地，所述光耦输出端的另一个电极连接所述PNP型三极管的基极。

作为上述技术方案的改进，所述报警电路包括报警指示灯和/或报警喇叭。

作为上述技术方案的改进，还包括串联在所述输入电源与所述负载插座之间的空气断路器，且所述空气断路器位于所述电压传感器的电压输入端和所述固态继电器的主回路之间。

作为上述技术方案的改进，还包括串联在所述输入电源与所述负载插座之间的熔断器，且所述熔断器位于所述空气断路器和所述固态继电器的主回路之间。

本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：

本发明所述的一种特种车电源接入保护器，采用电压检测的方式，实时检测空气断路器前端的输入电压，只有在输入电压处于正常值范围之内时，电源回路才接通，当输入电压偏离正常值过大，明显影响到车载电器和设备的安全工作时，控制回路呈断开状态，此时，即使空气断路器接通，负载插座上也无电源输入，并且报警电路以声音和指示灯的形式进行报警，提醒操作人员，接线错误，保障了车载电器和设备的安全。

附图说明

图1为本发明所述的一种特种车电源接入保护器的电路结构示意图；

图2为本发明所述的控制电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。

如图1所示，本发明所述一种特种车电源接入保护器，包括：输入电源1、连接所述输入电源1的负载插座2、固态继电器3，输入电源1由火线L、零线N及接地线E组成；在实际应用中，同时接入的车载电器和设备较多，常由一个交流电源接线盒或接线柜组成负载插座2；所述固态继电器3包括控制回路和主回路，所述固态继电器3的主回路串联在所述输入电源1与所述负载插座2之间；还包括电压传感器4，所述电压传感器4包括电压输入端和电压输出端，所述电压传感器4的电压输入端连接所述输入电源1，且所述电压传感器4与所述负载插座2并联；以及控制电路5，所述控制电路5包括信号接收端和信号发出端，所述信号接收端连接所述电压传感器4的电压输出端，所述信号发出端连接所述固态继电器3的控制回路，且只有当所述信号接收端的电压值小于阈值时，所述信号发出端才会接通并输出电信号。本方案中采用的固态继电器3，其通过电流应当达60A以上，且无接通断开时的放电火花，保证了安全可靠的控制。

如图2所示，具体地，所述控制电路5包括：一整流桥U1，所述整流桥U1包括交流输入端和直流输出端，所述交流输入端即为所述信号接收端；一连接所述整流桥U1的直流输出端的滤波电容C1和采样电阻R4，且所述滤波电容C1和所述采样电阻R4并联，所述采样电阻R4负极接地；一电压比较器U2，所述电压比较器U2的反相输入端连接所述采样电阻的正极，所述电压比较器U2的同相输入端连接一参考电压一V1；一光电耦合器PC，所述光电耦合器PC包括光耦输入端和光耦输出端，所述光耦输入端一电极连接所述电压比较器U2的输出端，另一电极连接一参考电压二V2，所述光耦输出端一电极接地，另一电极连接一控制电压一V3；一并联了分压电阻R7的NPN型三极管Q1，所述分压电阻R7的两端分别连接所述NPN型三极管Q1的基极和发射极，且所述NPN型三极管Q1的集电极通过所述固态继电器3的控制回路连接一控制电压二V4，所述NPN型三极管Q1的发射极接地。

进一步地，所述控制电路5还包括：基极连接所述光耦输出端且不接地的PNP型三极管Q2，所述PNP型三极管Q2的发射极连接一控制电压三V5，所述PNP型三极管Q2的集电极接地，所述PNP型三极管Q2和所述控制电压三V5之间串联有报警电路。所述报警电路包括报警指示灯6和/或报警喇叭7。

如图1所示，本发明所述一种特种车电源接入保护器还包括串联在所述输入电源1与所述负载插座2之间的空气断路器8，且所述空气断路器8位于所述电压传感器4的电压输入端和所述固态继电器3的主回路之间。进一步地，还包括串联在所述输入电源1与所述负载插座2之间的熔断器9，且所述熔断器9位于所述空气断路器8和所述固态继电器3的主回路之间。在实际的应用环境中，车载电器和设备众多，且功率较大，总功率加起来约为12KW左右，所述熔断器的规格优选80A。

电压传感器4优选为100：0.55的电压变换器，当输入电源1的电压为220V时，在电压变换器的副边即所述电压传感器4的电压输出端会感应出一个1.21V的交流电压，此电压经整流桥U1进行全波整流，滤波电容C1平滑滤波后，在采样电阻R4的两端会得到一个1.71V的直流电压，此电压加载到电压比较器U2的反相输入端，使电压比较器U2的反相输入端的电压为1.71V，在电压比较器U2的同相输入端，有一个固定的参考电压一V1，具体地，参考电压一V1可以为5V且经过电阻值相同的电阻R1，R2的分压，即电压比较器U2的同相输入端的接入电压为2.5V，此时，电压比较器U2的输出为高电平，光电耦合器PC不导通，所述光耦输出端的控制电压一V3经电阻R5，R6，R7分压，NPN型三极管Q1的基极为高电平，NPN型三极管Q1导通，固态继电器3吸合，其常开触点3-1接通，即固态继电器3的控制回路通电，控制固态继电器3的主回路接通。

当操作人员接线错误，误将380V交流电接入到L、N两个线路输入端时，在所述电压传感器4的电压输出端会感应出一个2.1V的交流电压，此电压经整流桥U1整流，滤波电容C1滤波后，加到电压比较器U2的反相输入端电压为2.96V；此时，电压比较器U2的输出为低电平，光电耦合器PC导通，所述光耦输出端的R5和R6之间对地为低电平，R6和R7之间也为低电平，NPN型三极管Q1的基极为低电平，NPN型三极管Q1截止，固态继电器3断开，其常开触点3-1断开，即固态继电器3的控制回路断电，控制固态继电器3的主回路关断；固态继电器3控制接点呈断开状态，即使空气断路器8接通，负载插座2电源回路仍燃无电源输入。此时，所述光偶输出端为低电平，三极管Q2的基极通过电阻R8与光偶输出端相连，也会为低电平，PNP型三极管Q2导通，接通报警电路，控制报警指示灯6和报警喇叭7输出，发出声音和灯光指示，提醒操作人员接线错误，保障车载电器和设备的安全。

以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种特种车电源接入保护器，其特征是，包括：

一用于向特种车供电的输入电源(1)；

一连接所述输入电源(1)的负载插座(2)；

一固态继电器(3)，所述固态继电器(3)包括控制回路和主回路，所述固态继电器(3)的主回路串联在所述输入电源(1)与所述负载插座(2)之间；

一电压传感器(4)，所述电压传感器(4)包括电压输入端和电压输出端，所述电压传感器(4)的电压输入端连接所述输入电源(1)，且所述电压传感器(4)与所述负载插座(2)并联；

以及一控制电路(5)，所述控制电路(5)包括信号接收端和信号发出端，所述信号接收端连接所述电压传感器(4)的电压输出端，所述信号发出端连接所述固态继电器(3)的控制回路，且只有当所述信号接收端的电压值小于阈值时，所述信号发出端才会接通并输出电信号。

2.如权利要求1所述的一种特种车电源接入保护器，其特征是，所述控制电路(5)包括：

一整流桥(U1)，所述整流桥(U1)包括交流输入端和直流输出端，所述交流输入端即为所述信号接收端；

一连接所述整流桥(U1)的直流输出端的滤波电容(C1)和采样电阻(R4)，且所述滤波电容(C1)和所述采样电阻(R4)并联，所述采样电阻(R4)负极接地；

一电压比较器(U2)，所述电压比较器(U2)的反相输入端连接所述采样电阻的正极，所述电压比较器(U2)的同相输入端连接一参考电压一(V1)；

一光电耦合器(PC)，所述光电耦合器(PC)包括光耦输入端和光耦输出端，所述光耦输入端一电极连接所述电压比较器(U2)的输出端，另一电极连接一参考电压二(V2)，所述光耦输出端一电极接地，另一电极连接一控制电压一(V3)；

一并联了分压电阻(R7)的NPN型三极管(Q1)，所述分压电阻(R7)的两端分别连接所述NPN型三极管(Q1)的基极和发射极，且所述NPN型三极管(Q1)的集电极通过所述固态继电器(3)的控制回路连接一控制电压二(V4)，所述NPN型三极管(Q1)的发射极接地。

3.如权利要求2所述的一种特种车电源接入保护器，其特征是，所述控制电路(5)还包括：基极连接所述光耦输出端且不接地的PNP型三极管(Q2)，所述PNP型三极管(Q2)的发射极连接一控制电压三(V5)，所述PNP型三极管(Q2)的集电极接地，所述PNP型三极管(Q2)和所述控制电压三(V5)之间串联有报警电路。

4.如权利要求3所述的一种特种车电源接入保护器，其特征是，所述报警电路包括报警指示灯(6)和/或报警喇叭(7)。

5.如权利要求1至4中任一所述的一种特种车电源接入保护器，其特征是，还包括串联在所述输入电源(1)与所述负载插座(2)之间的空气断路器(8)，且所述空气断路器(8)位于所述电压传感器(4)的电压输入端和所述固态继电器(3)的主回路之间。

6.如权利要求5所述的一种特种车电源接入保护器，其特征是，还包括串联在所述输入电源(1)与所述负载插座(2)之间的熔断器(9)，且所述熔断器(9)位于所述空气断路器(8)和所述固态继电器(3)的主回路之间。