[发明专利]无源触点检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测无源触点状态的检测装置，尤其涉及一种用于无源触点的隔离检测装置及方法。

背景技术

有源触点（wet contact）和无源触点（dry contact）是工业领域常见的应用。所谓有源触点是指触点的导通与否关系到回路中是否有电源供电。例如，墙壁上的开关即为有源触点，当墙壁上的开关导通时即可为例如室内灯提供220V电源。相反，所谓无源触点是指其导通与否与回路中是否有电源供电无关，其导通或关断仅用于指示现场的某一开关量的状态。这个现场开关量的状态可由例如主系统通过检测无源触点的信号来获得。例如，火警报警器的按钮，当该按钮被按下时其仅仅导通一个电回路而不为该回路提供电压，且火警系统可检测到按钮是否被按下的开关状态。

无源触点在工业场合中的应用越来越多。例如，无源触点可以包括但不限于限位开关、行程开关、脚踏开关、旋转开关、温度开关、液位开关、各种按键（例如即停按钮），以及各种传感器输出（如：水浸传感器、火灾报警传感器、玻璃破碎、振动、烟雾和凝结传感器等等。无源触点的另一个实际应用例子是在漏电保护器（RCD）中的外部触发功能。也就是说，RCD提供一个外部输入端，操作人员在必要（电气故障预警）时可以利用该外部输入端手动地触发RCD执行脱扣动作，而不考虑RCD是否实际检测到了漏电状况，并由此人工断开供电线路。

为了避免电气故障对设备或人员的损伤，在大部分应用场合中都需要将无源触点所在回路与供电回路隔离开来。这就需要无源触点检测装置能够实现可靠的隔离。

在申请号为201110108596.3的中国专利申请中公开了一种简单的隔离检测装置100，如图1所示。在图1中，无源触点S1所在回路的电源VCC1与带MCU（微控制单元）的主系统的电源VCC2之间采用电源隔离部件110（例如，AC-DC隔离电源或DC-DC隔离电源等）。无源触点S1所在回路与主系统所在回路之间通过光耦120实现了信号隔离。在运行时，图1中的无源触点S1导通，则按照图1所示，主系统侧的MCU检测到例如低电平；无源触点S1断开，则主系统侧的MCU检测到例如高电平。这样，无源触点和主系统之间就通过电源隔离部件和光耦实现了较为可靠的电隔离。

发明内容

本发明的一个目的旨在提供一种无源触点隔离检测装置，其能够以较小的体积实现可靠的电隔离。本发明的另一个目的旨在提供一个更低成本、更小体积的无源触点隔离检测装置。

为实现上述目的，本发明提出一种用于无源触点的检测装置，包括：一隔离变压器；一无源触点，其串联在所述隔离变压器副边的回路中；一驱动电路，其连接在所述隔离变压器原边的回路中，用于向所述隔离变压器提供交替变化的直流电流；一检测电路，耦合在所述隔离变压器原边，用于响应于所述隔离变压器原边的等效阻抗变化，输出用于指示所述无源触点是导通状态，还是关断状态的电平。优选地，所述隔离变压器连接有续流二极管，其连接在隔离变压器的原边两端。

采用本发明提出的检测装置，可以用单个的隔离变压器来替代之前所使用的电源隔离装置和信号隔离装置，而且由于隔离变压器在体积上小于电源隔离装置，因而本发明提出的检测装置在保证相同的可靠隔离的前提下在体积上具有明显优势。此外，由于本发明提出的检测装置没有使用电源隔离装置，因而在成本上也同样具有优势。

在本发明一个实施例中，所述检测电路包括：阈值判断电路，用于在检测到所述隔离变压器的原边电压的幅度大于一个预定阈值时输出有效电平；指示电平输出电路，响应于所述阈值判断电路的所述有效电平，而输出第一电平值，该第一电平值指示出所述无源触点处于断开状态，否则输出第二电平值，该第二电平值指示出所述无源触点处于闭合状态。

在本发明中，由于考虑到隔离变压器副边等效阻抗对原边等效阻抗的影响，因而可以在提供交变方波电流的情况下，方便地采用判断原边电压幅度的方式来确定原边等效阻抗的变化。

在本发明另一个实施例中，所述检测电路还包括：单向导通电路，其在隔离变压器原边电压方向与所述单向导通电路同向时导通，否则截止；其中，所述阈值判断电路连接在所述单向导通电路的下游；而且所述指示电平输出电路包括：开关电路，用于响应于所述阈值判断电路的所述有效电平而导通，否则截止。充放电电路，响应于所述开关电路的导通而放电，响应于所述开关电路的截止而充电，其中所述输出的第一电平值和第二电平值为所述充放电电路的输出，且所述充放电电路的放电时间快于充电时间。