开关状态检测电路和开关状态检测装置的制作方法

1.本实用新型属于开关技术领域，尤其涉及一种开关状态检测电路和开关状态检测装置。


背景技术：

2.目前，在用电系统中，很多场合都会用到空气开关或后备保护闸scb用以通断电源，为了保证负载可靠上电，需实时获取开关状态，而这些开关大部分都没遥信功能，所以光靠开关自身不能方便及时的检测到是处于跳闸状态还是合闸状态。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种开关状态检测电路，旨在解决传统的开关因无遥信功能导致无法检测到开关状态的问题。
4.本实用新型实施例的第一方面提了一种开关状态检测电路，包括第一接线端口、第二接线端口、第一电平转换电路、第二电平转换电路和处理器，所述第一电平转换电路的信号输入端通过所述第一接线端口与待检测开关的第一电源端和零线分别连接，所述第一电平转换电路的信号输出端和所述处理器的第一信号端连接，所述第二电平转换电路的信号输入端通过所述第二接线端口与待检测开关的第二电源端和零线分别连接，所述第二电平转换电路的信号输出端和所述处理器的第二信号端连接，所述待检测开关的第一电源端和第二电源端串接于火线上，所述火线和所述零线用于传输交流电源；
5.所述第一电平转换电路和所述第二电平转换电路，用于分别将所述待检测开关的第一电源端和第二电源端的带电状态转换为对应的电平信号并输出至所述处理器，以使所述处理器根据所述电平信号确定所述待检测开关的开关状态。
6.在一个实施例中，所述第一电平转换电路包括第一降压整流电路和第一分压电路；
7.所述第一降压整流电路的电源输入端通过所述第一接线端口分别与所述待检测开关的第一电源端和所述零线连接，所述第一降压整流电路的电源输出端与所述第一分压电路的电源端连接，所述第一分压电路的信号输出端与所述处理器的第一信号端连接；
8.所述第一降压整流电路，用于将所述待检测开关的第一电源端和所述零线之间的交流电源进行降压整流转换，并输出第一低压直流电源至所述第一分压电路；
9.所述第一分压电路，用于将所述第一低压直流电源进行分压，并输出表征高低电平的电压信号至所述处理器。
10.在一个实施例中，所述第一降压整流电路包括第一变压器、第一二极管和第一电容；
11.所述第一变压器的原边通过所述第一接线端口与所述待检测开关的第一电源端和所述零线连接，所述第一变压器的副边的第一端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与所述第一电容的第一端连接，所述第一变压器的副边的第二端与所述第
一电容的第二端连接，所述第一电容的第一端和第二端构成所述第一降压整流电路的电源输出端。
12.在一个实施例中，所述第一分压电路包括第一电阻和第二电阻；
13.所述第一电阻的第一端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端共接构成所述第一分压电路的信号输出端，所述第二电阻的第二端与所述第一电容的第二端连接。
14.在一个实施例中，所述第一电平转换电路包括第二降压整流电路和第二分压电路；
15.所述第二降压整流电路的电源输入端通过所述第二接线端口分别与所述待检测开关的第二电源端和所述零线连接，所述第二降压整流电路的电源输出端与所述第二分压电路的电源端连接，所述第二分压电路的信号输出端与所述处理器的第二信号端连接；
16.所述第二降压整流电路，用于将所述待检测开关的第二电源端和所述零线之间的交流电源进行降压整流转换，并输出第二低压直流电源至所述第二分压电路；
17.所述第二分压电路，用于将所述第二低压直流电源进行分压，并输出表征高低电平的电压信号至所述处理器。
18.在一个实施例中，所述第二降压整流电路包括第二变压器、第二二极管和第二电容；
19.所述第二变压器的原边通过所述第二接线端口与所述待检测开关的第二电源端和所述零线连接，所述第二变压器的副边的第一端与所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述第二电容的第一端连接，所述第二变压器的副边的第二端与所述第二电容的第二端连接，所述第二电容的第一端和第二端构成所述第二降压整流电路的电源输出端。
20.在一个实施例中，所述第二分压电路包括第三电阻和第四电阻；
21.所述第三电阻的第一端与所述第二电容的第一端连接，所述第三电阻的第二端和所述第四电阻的第一端共接构成所述第二分压电路的信号输出端，所述第四电阻的第二端与所述第二电容的第二端连接。
22.在一个实施例中，所述第一电平转换电路还包括第一输出滤波电路，所述输出滤波电路包括第三电容；
23.所述第二电平转换电路还包括第二输出滤波电路，所述输出滤波电路包括第四电容；
24.所述第三电容并联于所述第二电阻的两端，所述第四电容并联于所述第四电阻的两端。
25.在一个实施例中，所述第一接线端口内设置有第一开关电路，所述第二接线端口内设置有第二开关电路，所述第一开关电路的第一端与所述待检测开关的第一电源端和所述零线连接，所述第一开关电路的第二端与所述第一电平转换电路的信号输入端连接，所述第二开关电路的第一端与所述待检测开关的第二电源端和所述零线连接，所述第一开关电路的第二端与所述第二电平转换电路的信号输入端连接，所述第一开关电路和所述第二开关电路的受控端分别与所述处理器连接。
26.本实用新型实施例的第二方面提了一种开关状态检测装置，包括如上所述的开关
状态检测电路。
27.本实用新型通过采用第一接线端口、第二接线端口、第一电平转换电路、第二电平转换电路和处理器组成开关状态检测电路，第一电平转换电路和第二电平转换电路输出的电平信号分别表征待检测开关的第一电源端和第二电源端的带电状态，控制器根据接收到的电平信号进而判断出待检测开关的开关状态，从而实时确定当前待检测开关是处于合闸状态还是跳闸状态，提高负载用电可靠性和安全性。
附图说明
28.图1为本实用新型实施例提供的开关状态检测电路的第一种结构示意图；
29.图2为本实用新型实施例提供的开关状态检测电路的第二种结构示意图；
30.图3为本实用新型实施例提供的开关状态检测电路的第三种结构示意图；
31.图4为本实用新型实施例提供的开关状态检测电路的第四种结构示意图。
具体实施方式
32.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
33.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
34.图1示出了本实用新型较佳实施例提供的开关状态检测电路的第一种结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
35.本实施例中，开关状态检测电路包括第一接线端口cn1、第二接线端口cn2、第一电平转换电路10、第二电平转换电路20和处理器30，第一电平转换电路10的信号输入端通过第一接线端口cn1与待检测开关k的第一电源端和零线n分别连接，第一电平转换电路10的信号输出端和处理器30的第一信号端连接，第二电平转换电路20的信号输入端通过第二接线端口cn2与待检测开关k的第二电源端和零线n分别连接，第二电平转换电路20的信号输出端和处理器30的第二信号端连接，待检测开关k的第一电源端和第二电源端串接于火线l上，火线l和零线n用于传输交流电源；
36.第一电平转换电路10和第二电平转换电路20，用于分别将待检测开关k的第一电源端和第二电源端的带电状态转换为对应的电平信号并输出至处理器30，以使处理器30根据电平信号确定待检测开关k的开关状态。
37.本实施例中，第一接线端口cn1和第二接线端口cn2用于连接待检测开关k、零线n以及对应的电平转换电路，第一接线端口cn1和第二接线端口cn2可预留设置，在需要对待检测开关k进行开关状态时直接将对应的电平转换电路与接线端口连接，在不需要进行开关状态检测时则将对应的电平转换电路断开连接，无需在零线n和火线l上反复拆接电源线，从而满足不同测试需求并减少工作量。
38.当待检测开关k处于合闸状态时，交流电源流经待检测开关k，待检测开关k的第一
电源端和第二电源端均带电，此时，第一电平转换电路10和第二电平转换电路20均输出表征带电的电平信号至处理器30，处理器30根据接收到的电平信号判断确定当前待检测开关k处于合闸状态。
39.当待检测开关k处于跳闸状态时，待检测开关k至少一电源端不带电，此时，第一电平转换电路10和第二电平转换电路20中至少一个输出表征不带电的电平信号至处理器30，处理器30根据接收到的电平信号判断确定当前待检测开关k处于跳闸状态。
40.其中，表征带电的电平信号和表征不带电的电平信号互为高低电平，例如高电平表征待检测开关k的电源端带电，低电平表征待检测开关k的电源端不带电，具体根据需求对应设置。
41.其中，电平转换电路可采用对应的电源转换电路，例如整流电路、降压电路、稳压电路等结构，具体根据需求对应设置。
42.处理器30可采用单片机、微处理器、中央处理器等处理单元，具体根据需求对应设置。
43.本实用新型通过采用第一接线端口cn1、第二接线端口cn2、第一电平转换电路10、第二电平转换电路20和处理器30组成开关状态检测电路，第一电平转换电路10和第二电平转换电路20输出的电平信号分别表征待检测开关k的第一电源端和第二电源端的带电状态，控制器根据接收到的电平信号进而判断出待检测开关k的开关状态，从而实时确定当前待检测开关k是处于合闸状态还是跳闸状态，提高负载用电可靠性和安全性。
44.如图2所示，进一步地，为了满足不同测试需求，在一个实施例中，第一接线端口cn1内设置有第一开关电路k1，第二接线端口cn2内设置有第二开关电路k2，第一开关电路k1的第一端与待检测开关k的第一电源端和零线n连接，第一开关电路k1的第二端与第一电平转换电路10的信号输入端连接，第二开关电路k2的第一端与待检测开关k的第二电源端和零线n连接，第一开关电路k1的第二端与第二电平转换电路20的信号输入端连接，第一开关电路k1和所述第二开关电路k2的受控端分别与处理器30连接。
45.在需要进行开关状态检测时，处理器30根据触发信号控制第一开关电路k1和第二开关电路k2导通，第一电平转换电路10和第二电平转换电路20通过第一接线端口cn1的第一开关电路k1和第二接线端口cn2的第二开关电路k2与待检测开关k的电源端分别连接，处理器30根据接收到的电平信号确定当前待检测开关k的开关状态。
46.在不需要进行开关状态检测时，处理器30根据另一触发信号控制第一开关电路k1和第二开关电路k2关断，此时，第一电平转换电路10和第二电平转换电路20与待检测开关k以及零线n断开，通过设置对应的开关电路，可适配不同测试需求。
47.同时，通过配备对应的开关电路，开关状态检测电路可预留设置，例如可与待检测开关k集成设置，从而在调试或者施工安装待检测开关k时，可将待检测开关k与开关状态检测电路作为一整体结构安装于对应的电源回路中，无需额外连线，同时满足不同测试需求。
48.其中，第一开关电路k1和第二开关电路k2可采用继电器、断路器等结构，具体根据需求对应设置。
49.在一个实施例中，如图3所示，第一电平转换电路10包括第一降压整流电路11和第一分压电路12；
50.第一降压整流电路11的电源输入端通过第一接线端口cn1分别与待检测开关k的
第一电源端和零线n连接，第一降压整流电路11的电源输出端与第一分压电路12的电源端连接，第一分压电路12的信号输出端与处理器30的第一信号端连接；
51.第一降压整流电路11，用于将待检测开关k的第一电源端和零线n之间的交流电源进行降压整流转换，并输出第一低压直流电源至第一分压电路12；
52.第一分压电路12，用于将第一低压直流电源进行分压，并输出表征高低电平的电压信号至处理器30。
53.第一电平转换电路10包括第二降压整流电路21和第二分压电路22；
54.第二降压整流电路21的电源输入端通过第二接线端口cn2分别与待检测开关k的第二电源端和零线n连接，第二降压整流电路21的电源输出端与第二分压电路22的电源端连接，第二分压电路22的信号输出端与处理器30的第二信号端连接；
55.第二降压整流电路21，用于将待检测开关k的第二电源端和零线n之间的交流电源进行降压整流转换，并输出第二低压直流电源至第二分压电路22；
56.第二分压电路22，用于将第二低压直流电源进行分压，并输出表征高低电平的电压信号至处理器30。
57.本实施例中，当待检测开关k合闸且前端供电设备正常工作时，第一降压整流电路11和第二降压整流电路21分别通过第一接线端口cn1和第二接线端口cn2接收到交流电源，第一降压整流电路11和第二降压整流电路21进行降压整流转换，并分别输出第一低压直流电源和第二低压直流电源至后端的分压电路，对应的分压电路则输出一定电压值的电压信号至处理器30，此时，处理器30接收到一定电压值的高电平，处理器30确定当前待检测开关k处于合闸状态。
58.当待检测开关k跳闸且前端供电设备正常工作时，第一降压整流电路11和第二降压整流电路21其中一个降压整流电路未接收到交流电源，假设待检测开关k的第一电源端为电源输入端，待检测开关k的第二电源端为电源输出端，则第一降压整流电路11接收到交流电源，第二降压整流电路21未接收到交流电源，反之亦然，此时，其中一个分压电路输出一定电压值的电压信号至处理器30，处理器30接收到高电平，另一分压电路则无电压信号输出，处理器30接收到低电平，处理器30根据接收到的高低电平则可确定当前待检测开关k处于跳闸状态。
59.第一降压整流电路11、第二降压整流电路21可采用整流电路、降压电路等结构，如图4所示，在一个实施例中，第一降压整流电路11包括第一变压器t1、第一二极管d1和第一电容c1；
60.第一变压器t1的原边通过第一接线端口cn1与待检测开关k的第一电源端和零线n连接，第一变压器t1的副边的第一端与第一二极管d1的阳极连接，第一二极管d1的阴极与第一电容c1的第一端连接，第一变压器t1的副边的第二端与第一电容c1的第二端连接，第一电容c1的第一端和第二端构成第一降压整流电路11的电源输出端。
61.第二降压整流电路21包括第二变压器t2、第二二极管d2和第二电容c2；
62.第二变压器t2的原边通过第二接线端口cn2与待检测开关k的第二电源端和零线n连接，第二变压器t2的副边的第一端与第二二极管d2的阳极连接，第二二极管d2的阴极与第二电容c2的第一端连接，第二变压器t2的副边的第二端与第二电容c2的第二端连接，第二电容c2的第一端和第二端构成第二降压整流电路21的电源输出端。
63.本实施例中，第一降压整流电路11和第二降压整流电路21结构相同，第一变压器t1和第二变压器t2实现降压功能，第一二极管d1和第二二极管d2分别构成半波整流电路，同时，第一电容c1和第二电容c2用于滤波。
64.第一分压电路12和第二分压电路22可采用电阻分压电路、稳压电路等结构，请继续参阅图4，在一个实施例中，第一分压电路12包括第一电阻r1和第二电阻r2；
65.第一电阻r1的第一端与第一电容c1的第一端连接，第一电阻r1的第二端和第二电阻r2的第一端共接构成第一分压电路12的信号输出端，第二电阻r2的第二端与第一电容c1的第二端连接。
66.第二分压电路22包括第三电阻r3和第四电阻r4；
67.第三电阻r3的第一端与第二电容c2的第一端连接，第三电阻r3的第二端和第四电阻r4的第一端共接构成第二分压电路22的信号输出端，第四电阻r4的第二端与第二电容c2的第二端连接。
68.本实施例中，第一电阻r1和第二电阻r2组成电阻分压电路，第三电阻r3和第四电阻r4组成电阻分压电路，用以将输入的低压直流电源进行电阻分压，并输出满足后端处理器30电压需求的高低电压，从而使得处理器30获取对应的高电平，当待检测开关k的电源端带电时，对应的电阻分压电路输出一定电压值的高电平，当待检测开关k的电源端不带电时，对应的电阻分压电路则输出0v低电平。
69.同时，为了避免杂波输入至处理器30，在一个实施例中，第一电平转换电路10还包括第一输出滤波电路，输出滤波电路包括第三电容c3；
70.第二电平转换电路20还包括第二输出滤波电路，输出滤波电路包括第四电容c4；
71.第三电容c3并联于第二电阻r2的两端，第四电容c4并联于第四电阻r4的两端。
72.其中，第三电容c3和第四电容c4用于将对应的分压电路输出的高低电平进行滤波，从而提高检测可靠性。
73.本实用新型还提出一种开关状态检测装置，该开关状态检测装置包括开关状态检测电路，该开关状态检测电路的具体结构参照上述实施例，由于本开关状态检测装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
74.以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。