一种继电器并联状态开关可靠性检测系统及方法与流程

1.本发明涉及继电器技术领域，特别指一种继电器并联状态开关可靠性检测系统及方法。


背景技术：

2.随着电子产品需求的功率越来越高，体积要求越来越小，小型系统中如果选用功率大的继电器往往会因为产品的体积受限而无法使用，或者使用起来十分占用空间，此时需要选用体积相对较小的继电器进行并联使用，一方面满足产品的设计布局要求，另一方面通过并联来均分单个继电器流过的电流来满足功率设计要求。
3.但是，多个继电器并联使用时往往会有概率出现个别继电器的开关时间不一样，导致在继电器开关切换的瞬间有概率出现其中一个继电器已经处于常闭端点，而另一个继电器还处于常开端点准备切换到常闭端点的状态，或者其中一个继电器已经处于常开的端点，而另外一个继电器还处于常闭的端点准备切换到常开端点的状态。
4.这种状态会导致在该情况下继电器的常开点和常闭点有一个短暂的瞬间是处于连通状态，这种连通状态与继电器的使用初衷存在冲突，使用继电器的一个目的就是通过继电器让继电器的常开点所连接的线路与常闭点所连接的线路做电气断开处理。例如在仪器仪表相关检测领域，有时需要通过继电器的常开点和常闭点的电气隔离性来切换两个电压点，然后做相关的性能检测，如果这时候并联使用的继电器出现上述的常开点和常闭点有一个短暂的瞬间处于连通状态，因为常开点和常闭点的电压差不同而在这异常的连通瞬间产生一个相对应的电流，如果电压差比较大就会产生大电流冲击，可能损坏继电器本身，甚至导致被测试对象的损坏。
5.因此，如何提供一种继电器并联状态开关可靠性检测系统及方法，实现对继电器并联状态的常开点和常闭点的连通状态进行检测，进而提高继电器并联使用的可靠性，成为一个亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题，在于提供一种继电器并联状态开关可靠性检测系统及方法，实现对继电器并联状态的常开点和常闭点的连通状态进行检测，进而提高继电器并联使用的可靠性。
7.第一方面，本发明提供了一种继电器并联状态开关可靠性检测系统，包括一电源模块、一继电器连接模块、一继电器异常连通检测模块、一异常状态信号保持模块、一异常状态信号清除模块以及一异常状态信号提醒模块；
8.所述继电器连接模块的一端与电源模块连接，另一端与继电器异常连通检测模块连接；所述异常状态信号保持模块的一端与继电器异常连通检测模块连接，另一端与异常状态信号清除模块以及异常状态信号提醒模块连接。
9.进一步地，所述电源模块包括一电阻r5、一电阻r6、一开关k3、一电容c5以及一mos
管q1；
10.所述开关k3的一端与电阻r5连接，另一端与电容c5、电阻r6以及mos管q1的栅极连接；所述电阻r6与mos管q1的源极连接并接地；所述电容c5接地；所述mos管q1的漏极与继电器连接模块连接。
11.进一步地，所述继电器连接模块包括一限流电阻r1、一电流取样电阻r2、一二极管d1、一二极管d2、一继电器连接端子k1以及一继电器连接端子k2；
12.所述继电器连接端子k1的引脚1、2、3、4、5、6、7、8分别与继电器连接端子k2的引脚8、7、6、5、4、3、2、1连接；所述二极管d1的正极与继电器连接端子k1的引脚8以及电源模块连接，负极与继电器连接端子k2的引脚1连接；所述二极管d4的正极与继电器连接端子k2的引脚8以及电源模块连接，负极与继电器连接端子k1的引脚1连接；所述限流电阻r1与继电器连接端子k1的引脚4、5连接；所述电流取样电阻r2的一端与继电器连接端子k2的引脚2、7以及继电器异常连通检测模块连接，另一端与继电器异常连通检测模块连接并接地；
13.所述继电器连接端子k1的引脚3与引脚6连接，引脚2与引脚7连接；所述继电器连接端子k2的引脚4与引脚5连接，引脚3与引脚6连接。
14.进一步地，所述继电器异常连通检测模块包括一运放u1、一电阻r3、一电阻r4、一电容c1、一电容c2、一电容c3以及一电容c4；
15.所述运放u1的引脚1、4与继电器连接模块连接，引脚2、3分别与电阻r4的两端连接，引脚5与电容c1以及电容c2连接，引脚6与电阻r3连接并接地，引脚7与电阻r3以及异常状态信号保持模块连接，引脚8与电容c3以及电容c4连接；所述电容c1、电容c2、电容c3以及电容c4相互连接并接地。
16.进一步地，所述异常状态信号保持模块包括一运放u2a、一运放u2b、一电阻r7、一电阻r8、一电阻r9、一电阻r13、一电阻r14、一电阻r15、一电阻r16、一电阻r17、一电阻r19、一电阻r20、一电容c6、一电容c7、一电容c8、一电容c9、一电容c10、一三极管q3以及一三极管q4；
17.所述运放u2a的引脚1与电阻r13以及电阻r16连接，引脚2与电阻r9以及三极管q3的发射极连接，引脚3与电阻r15连接，引脚4与电容c6以及电容c7连接，引脚8与电容c8以及电容c9连接；所述电容c6、电容c7、电容c8以及电容c9相互连接并接地；所述电阻r15与继电器异常连通检测模块连接；
18.所述三极管q3的基极与电阻r13以及三极管q4的基极连接，集电极与电阻r8连接；所述电阻r7的一端与电阻r8连接，另一端与三极管q4的集电极连接；
19.所述运放u2b的引脚5与电阻r20、电容c10、三极管q4的发射极以及异常状态信号清除模块连接，引脚6与电阻r14以及电阻r17连接，引脚7与电阻r19以及异常状态信号提醒模块连接；所述电阻r14、电阻r16、电阻r19、电阻r20以及电容c10均接地。
20.进一步地，所述异常状态信号清除模块包括一mos管q6、一电阻r22、一电阻r23、一电容c11以及一开关k4；
21.所述mos管q6的漏极与异常状态信号保持模块连接，源极与电阻r23连接并接地，栅极与电阻r23、电容c11以及开关k4的一端连接；所述开关k4的另一端与电阻r22连接；所述电容c11接地。
22.进一步地，所述异常状态信号提醒模块包括一pmos管q2、一nmos管q5、一电阻r10、
一电阻r11、一电阻r12、一电阻r18、一电阻r21、一发光二极管d2以及一发光二极管d3；
23.所述pmos管q2的漏极与电阻r10连接，栅极与电阻r12、电阻r18以及异常状态信号保持模块连接，源极与电阻r11以及电阻r12连接；所述发光二极管d2的正极与电阻r10连接，负极接地；所述发光二极管d3的正极与电阻r11连接，负极与nmos管q5的漏极连接；所述nmos管q5的栅极与电阻r18以及电阻r21连接，源极与电阻r21连接并接地。
24.进一步地，所述发光二极管d2为绿色发光二极管；所述发光二极管d3为红色发光二极管。
25.第二方面，本发明提供了一种继电器并联状态开关可靠性检测方法，包括如下步骤：
26.步骤s10、将两个待测继电器分别与继电器连接模块的继电器连接端子k1以及继电器连接端子k2连接，使得两个待测继电器处于并联状态；
27.步骤s20、按压电源模块的开关k3，控制mos管q1的开关状态，进而使待测继电器在常开点和常闭点进行切换；
28.步骤s30、继电器异常连通检测模块通过电流取样电阻r2采集状态信号，并输入异常状态信号保持模块；所述状态信号用于表示常开点和常闭点是否导通；
29.步骤s40、异常状态信号保持模块对所述状态信号进行信号保持，并输入异常状态信号提醒模块；
30.步骤s50、异常状态信号提醒模块基于所述状态信号控制发光二极管d2或者发光二极管d3亮起；
31.步骤s60、按压异常状态信号清除模块的开关k4，导通mos管q6，进而对异常状态信号保持模块进行初始化。
32.本发明的优点在于：
33.通过设置继电器连接模块连接两个待测继电器，使两个待测继电器处于并联状态，再通过电源模块控制待测继电器在常开点和常闭点进行切换，当常开点和常闭点导通的瞬间，会在电流取样电阻r2上产生电流，即状态信号，状态信号依次经过继电器异常连通检测模块的放大以及异常状态信号保持模块的保持操作后，输入异常状态信号提醒模块，异常状态信号提醒模块通过发光二极管d2和发光二极管d3的亮灭状态对状态信号进行直观展示，通过发光二极管d2和发光二极管d3的亮灭状态即可快速判断常开点和常闭点是否存在导通状态，最终实现对继电器并联状态的常开点和常闭点的连通状态进行检测，避免继电器并联使用过程中产生大电流冲击，进而极大的提高了继电器并联使用的可靠性。
附图说明
34.下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
35.图1是本发明一种继电器并联状态开关可靠性检测系统的电路原理框图。
36.图2是本发明电源模块的电路图。
37.图3是本发明继电器连接模块的电路图。
38.图4是本发明继电器异常连通检测模块的电路图。
39.图5是本发明异常状态信号保持模块的电路图。
40.图6是本发明异常状态信号清除模块的电路图。
41.图7是本发明异常状态信号提醒模块的电路图。
42.图8是本发明一种继电器并联状态开关可靠性检测方法的流程图。
具体实施方式
43.本技术实施例中的技术方案，总体思路如下：通过电源模块控制连接在继电器连接模块上的两个待测继电器在常开点和常闭点进行切换，通过继电器异常连通检测模块对继电器连接模块的状态信号(常开点和常闭点的导通状态)进行采集和放大，再通过异常状态信号保持模块对状态信号进行保持操作后输入异常状态信号提醒模块，异常状态信号提醒模块将状态信号转换为光信号进行直观展示，以实现对继电器并联状态的常开点和常闭点的连通状态进行检测，进而提高继电器并联使用的可靠性。
44.请参照图1至图8所示，本发明一种继电器并联状态开关可靠性检测系统的较佳实施例，包括一电源模块、一继电器连接模块、一继电器异常连通检测模块、一异常状态信号保持模块、一异常状态信号清除模块以及一异常状态信号提醒模块；所述电源模块用于控制待测继电器的电源开关，进而使待测继电器在常开点和常闭点进行切换；所述继电器连接模块用于连接两个待测继电器，并使待测继电器处于并联状态；所述继电器异常连通检测模块用于检测待测继电器的常开点和常闭点是否连通；由于常开点和常闭点的导通时间很短暂，因此设置所述异常状态信号保持模块对继电器异常连通检测模块检测的状态信号进行信号保持；所述异常状态信号清除模块用于对异常状态信号保持模块进行初始化，即清除状态信号；所述异常状态信号提醒模块用于提示检测结果；
45.所述继电器连接模块的一端与电源模块连接，另一端与继电器异常连通检测模块连接；所述异常状态信号保持模块的一端与继电器异常连通检测模块连接，另一端与异常状态信号清除模块以及异常状态信号提醒模块连接。
46.所述电源模块包括一电阻r5、一电阻r6、一开关k3、一电容c5以及一mos管q1；
47.所述开关k3的一端与电阻r5连接，另一端与电容c5、电阻r6以及mos管q1的栅极连接；所述电阻r6与mos管q1的源极连接并接地；所述电容c5接地；所述mos管q1的漏极与继电器连接模块的继电器连接端子k1和继电器连接端子k2的引脚8连接。
48.所述继电器连接模块包括一限流电阻r1、一电流取样电阻r2、一二极管d1、一二极管d2、一继电器连接端子k1以及一继电器连接端子k2；所述限流电阻r1为常开回路和常闭回路的限流电阻，用于避免检测过程中短暂连通产生的大电流对待测继电器的损伤；所述电流取样电阻r2用于检测常开点和常闭点组成的回路中是否出现电流冲击，进而判断常开点和常闭点是否存在短暂的导通状态；
49.所述继电器连接端子k1的引脚1、2、3、4、5、6、7、8分别与继电器连接端子k2的引脚8、7、6、5、4、3、2、1连接；所述二极管d1的正极与继电器连接端子k1的引脚8以及电源模块的mos管q1的漏极连接，负极与继电器连接端子k2的引脚1连接；所述二极管d4的正极与继电器连接端子k2的引脚8以及电源模块的mos管q1的漏极连接，负极与继电器连接端子k1的引脚1连接；所述限流电阻r1与继电器连接端子k1的引脚4、5连接；所述电流取样电阻r2的一端(is+)与继电器连接端子k2的引脚2、7以及继电器异常连通检测模块的运放u1的引脚4连接，另一端(is
‑
)与继电器异常连通检测模块的运放u1的引脚1连接并接地；
50.所述继电器连接端子k1的引脚3与引脚6连接，引脚2与引脚7连接；所述继电器连
接端子k2的引脚4与引脚5连接，引脚3与引脚6连接。
51.所述继电器异常连通检测模块包括一运放u1、一电阻r3、一电阻r4、一电容c1、一电容c2、一电容c3以及一电容c4；所述运放u1的型号优选为ad8421；所述电阻r4用于调节运放u1的放大倍数；
52.所述运放u1的引脚1、4与继电器连接模块的电流取样电阻r2的两端连接，引脚2、3分别与电阻r4的两端连接，引脚5与电容c1以及电容c2连接，引脚6与电阻r3连接并接地，引脚7与电阻r3以及异常状态信号保持模块的电阻r15连接，引脚8与电容c3以及电容c4连接；所述电容c1、电容c2、电容c3以及电容c4相互连接并接地。
53.所述异常状态信号保持模块包括一运放u2a、一运放u2b、一电阻r7、一电阻r8、一电阻r9、一电阻r13、一电阻r14、一电阻r15、一电阻r16、一电阻r17、一电阻r19、一电阻r20、一电容c6、一电容c7、一电容c8、一电容c9、一电容c10、一三极管q3以及一三极管q4；所述电阻r20用于电容c10的放电，通过调整所述电阻r20的阻值大小来调整电容c10放电的快慢；
54.所述运放u2a的引脚1与电阻r13以及电阻r16连接，引脚2与电阻r9以及三极管q3的发射极连接，引脚3与电阻r15连接，引脚4与电容c6以及电容c7连接，引脚8与电容c8以及电容c9连接；所述电容c6、电容c7、电容c8以及电容c9相互连接并接地；所述电阻r15与继电器异常连通检测模块的运放u1的引脚7连接；
55.所述三极管q3的基极与电阻r13以及三极管q4的基极连接，集电极与电阻r8连接；所述电阻r7的一端与电阻r8连接，另一端与三极管q4的集电极连接；
56.所述运放u2b的引脚5与电阻r20、电容c10、三极管q4的发射极以及异常状态信号清除模块的mos管q6的漏极连接，引脚6与电阻r14以及电阻r17连接，引脚7与电阻r19以及异常状态信号提醒模块的电阻r18、电阻r12、pmos管q2的栅极连接；所述电阻r14、电阻r16、电阻r19、电阻r20以及电容c10均接地。
57.所述异常状态信号清除模块包括一mos管q6、一电阻r22、一电阻r23、一电容c11以及一开关k4；
58.所述mos管q6的漏极与异常状态信号保持模块的tp2端点连接，源极与电阻r23连接并接地，栅极与电阻r23、电容c11以及开关k4的一端连接；所述开关k4的另一端与电阻r22连接；所述电容c11接地。
59.所述异常状态信号提醒模块包括一pmos管q2、一nmos管q5、一电阻r10、一电阻r11、一电阻r12、一电阻r18、一电阻r21、一发光二极管d2以及一发光二极管d3；所述电阻r10和电阻r11的阻值大小基于发光二极管d2和发光二极管d3所需求的电流大小进行设置；
60.所述pmos管q2的漏极与电阻r10连接，栅极与电阻r12、电阻r18以及异常状态信号保持模块的运放u2b的引脚7连接，源极与电阻r11以及电阻r12连接；所述发光二极管d2的正极与电阻r10连接，负极接地；所述发光二极管d3的正极与电阻r11连接，负极与nmos管q5的漏极连接；所述nmos管q5的栅极与电阻r18以及电阻r21连接，源极与电阻r21连接并接地。
61.所述发光二极管d2为绿色发光二极管；所述发光二极管d3为红色发光二极管；当所述检测系统检测到常开点和常闭点存在瞬间导通状态时，所述发光二极管d3亮起，否则所述发光二极管d2亮起，用于指示检测结果。
62.本发明一种继电器并联状态开关可靠性检测方法的较佳实施例，包括如下步骤：
63.步骤s10、将两个待测继电器分别与继电器连接模块的继电器连接端子k1以及继电器连接端子k2连接，使得两个待测继电器处于并联状态；
64.步骤s20、按压电源模块的开关k3，控制mos管q1的开关状态，进而使待测继电器在常开点和常闭点进行切换；
65.步骤s30、继电器异常连通检测模块通过电流取样电阻r2采集状态信号，并输入异常状态信号保持模块；所述状态信号用于表示常开点和常闭点是否导通；当常开点和常闭点导通时，会在电流取样电阻r2两端(is+和is
‑
)形成电压差(状态信号)，通过运放u1对电压值进行增益放大后，输出电压vout
‑
1；
66.步骤s40、异常状态信号保持模块对所述状态信号进行信号保持，并输入异常状态信号提醒模块；
67.步骤s50、异常状态信号提醒模块基于所述状态信号控制发光二极管d2或者发光二极管d3亮起；
68.步骤s60、按压异常状态信号清除模块的开关k4，导通mos管q6，进而对异常状态信号保持模块进行初始化，完成两个待测继电器的检测，进行下一组的待测继电器的检测。
69.所述步骤s40具体为：
70.所述状态信号(电压vout
‑
1)通过电阻r15输入运放u2a的引脚3，基于运放的虚短虚断原理，运放u2a的引脚1输出正电压导通三极管q3，使得运放u2a的引脚2和3的电压保持一致；运放u2a的引脚1同时向三极管q4的基极输出正电压进而导通三极管q4；+12v电源依次通过电阻r7以及三极管q4对电容c10进行充电，使得电容c10的电压快速抬升；
71.当常开点和常闭点瞬间导通产生的电流冲击消失时，运放u2a的引脚1不再输出正电压，三极管q4处于截止状态，不再对电容c10进行充电，电容c10通过电阻r20以及运放u2b的引脚5进行缓慢的放电，运放u2b向异常状态信号提醒模块维持输出一个接近供电正电源的电压vout
‑
2。
72.所述步骤s50具体为：
73.当所述状态信号的电压(电压vout
‑
2)维持在接近供电正电源的这段时间里，pmos管q2处于截止状态，nmos管q5处于导通状态，发光二极管d3亮起(红光)，发光二极管d2不亮，说明两个并联的待测继电器在开关瞬间存在常开点和常闭点导通状态；
74.当电容c10的电压低于电阻r14与电阻r17形成的分压电压后，运放u2b向异常状态信号提醒模块维持输出一个接近供电负电源的电压vout
‑
2，pmos管q2处于导通状态，nmos管q5处于截止状态，发光二极管d2亮起(绿光)，发光二极管d3不亮，说明两个并联的待测继电器在开关瞬间不存在常开点和常闭点导通状态。
75.所述步骤s60具体为：
76.按压异常状态信号清除模块的开关k4，导通mos管q6，对电容c10进行快速放电直到电压降为0v，完成异常状态信号保持模块的初始化。
77.综上所述，本发明的优点在于：
78.通过设置继电器连接模块连接两个待测继电器，使两个待测继电器处于并联状态，再通过电源模块控制待测继电器在常开点和常闭点进行切换，当常开点和常闭点导通的瞬间，会在电流取样电阻r2上产生电流，即状态信号，状态信号依次经过继电器异常连通检测模块的放大以及异常状态信号保持模块的保持操作后，输入异常状态信号提醒模块，
异常状态信号提醒模块通过发光二极管d2和发光二极管d3的亮灭状态对状态信号进行直观展示，通过发光二极管d2和发光二极管d3的亮灭状态即可快速判断常开点和常闭点是否存在导通状态，最终实现对继电器并联状态的常开点和常闭点的连通状态进行检测，避免继电器并联使用过程中产生大电流冲击，进而极大的提高了继电器并联使用的可靠性。
79.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。