本发明专利技术公开了一种用于检测交流固态继电器漏流的电路，外接交流电源的L端和N端，包括：固态继电器、信号灯、第一电阻、第二电阻、双向稳压管、光耦和处理器FPGA，所述信号灯的一端通过所述固态继电器连接L端，另一端连接N端；所述第一电阻的一端通过所述固态继电器连接L端，另一端通过串接的所述第二电阻和双向稳压管连接所述光耦的初级侧第一端；所述光耦的初级侧第二端连接N端；所述光耦的次级侧的两端连接所述处理器FPGA。本发明专利技术提高了信号灯驱动回路上对交流固态继电器漏电流检测的实时性和可靠性。和可靠性。和可靠性。
【技术实现步骤摘要】
一种用于检测交流固态继电器漏流的电路
[0001]本专利技术涉及固态继电器漏流检测领域。
技术介绍
[0002]信号机是轨道交通领域联锁系统中的一种重要设备，需要对其进行安全可靠的驱动以及亮灯状态的采集。我国原有广泛使用的6502电气集中的继电联锁方式，其电路主要构成组件都是重力继电器，配线复杂，占地面积大。信号灯的驱动主要靠驱动不同组合的重力继电器，其点亮状态通过灯丝继电器的状态来判断。
[0003]目前随着全电子联锁技术的发展，因其具有占地面积小，更容易控制，更安全可靠等优点已有逐步取代传统的6502电气集中继电联锁系统。信号灯控制单元为全电子联锁产品的一个控制板卡，信号灯一般由板载的交流固态继电器和安全导向继电器控制点亮。现有的交流固态继电器主要的失效模式为漏流，当漏流大于一定值后，断开交流固态继电器就无法保证灭灯的操作。为防止其发生漏流导致信号灯误点亮，有必要对使用的交流固态继电器进行实时有效的漏流检测。
[0004]现有已知检测交流固态继电器的方法为通过CPU/FPGA读取信号灯驱动回路中的模拟转换芯片的值,实时性不强，对小信号的检测的精度不高。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种检测固态继电器漏流的方法，提高了信号灯驱动回路上对交流固态继电器漏电流检测的实时性和可靠性。
[0006]实现上述目的的技术方案是：
[0007]一种用于检测交流固态继电器漏流的电路，外接交流电源的L端和N端，包括：固态继电器、信号灯、第一电阻、第二电阻、双向稳压管、光耦和处理器FPGA(现场可编程门阵列)，
[0008]所述信号灯的一端通过所述固态继电器连接L端，另一端连接N端；
[0009]所述第一电阻的一端通过所述固态继电器连接L端，另一端通过串接的所述第二电阻和双向稳压管连接所述光耦的初级侧第一端；
[0010]所述光耦的初级侧第二端连接N端；
[0011]所述光耦的次级侧的两端连接所述处理器FPGA。
[0012]优选的，所述的光耦次级侧内部三极管的集电极一端与处理器FPGA相连，同时通过上拉电阻与VCC(电路的供电电压)数字电源相连；
[0013]所述光耦次级侧内部三极管的发射级一端与数字地相连，此数字地与处理器FPGA为同一个地。
[0014]优选的，还包括：TVS(瞬态二极管)管，所述TVS管的一端连接所述第一电阻和第二电阻的相接端，另一端连接N端。
[0015]优选的，所述第一电阻的阻抗大于所述信号灯的阻抗。
[0016]优选的，所述处理器FPGA根据捕获到的来自所述光耦次级侧的输入信号，进行计数，计算其频率和占空比，判断固态继电器漏流的情况。
[0017]优选的，所述处理器FPGA捕获输入信号的管脚配置为施密特触发。
[0018]优选的，所述处理器FPGA将检测到的数据发送给上位机，上位机根据数据将板卡导向安全侧，并发出更换固态继电器的报警信号。
[0019]本专利技术的有益效果是：本专利技术主体部分采用一个高增益光耦，几个电阻，一个稳压管和一个TVS管，电路简单，面积小，成本低，采用FPGA直接处理数字信号又提升了实时性。经过测试可以可靠采集到不大于3mA的电流信号，大大降低了信号灯因为使用的交流固态继电器发生漏流故障而误动作的概率，提升了系统的安全性，经济价值较高。
附图说明
[0020]图1是本专利技术的用于检测交流固态继电器漏流的电路的电路图。
具体实施方式
[0021]下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0022]现有信号灯控制单元驱动回路检测交流固态继电器漏流一般采用电流互感器隔离缩放灯丝电流信号，经过模数转换芯片变成数字信号，上传给FPGA或CPU(中央处理器)进行信号处理。而一般的电流互感器在电流小于10mA的情况下精度不高，加上需要FPGA或CPU处理经过模数转换芯片后的数字信号，实时性也变差。
[0023]请参阅图1，本专利技术的用于检测交流固态继电器漏流的电路，外接交流电源的L端和N端，包括：固态继电器U1、信号灯、第一电阻R1、第二电阻R2、双向稳压管Z1、光耦U3和处理器FPGA。
[0024]信号灯的一端通过固态继电器U1连接L端，另一端连接N端；第一电阻R1的一端通过固态继电器U1连接L端，另一端通过串接的第二电阻R2和双向稳压管Z1连接光耦U3的初级侧第一端；光耦U3的初级侧第二端连接N端；光耦U3的次级侧的两端连接处理器FPGA。具体地，光耦U3次级侧内部三极管的集电极一端与处理器FPGA相连，同时通过上拉电阻R3与VCC数字电源相连；光耦U3次级侧内部三极管的发射级一端与数字地相连，此数字地与处理器FPGA为同一个地。
[0025]TVS管U2的一端连接第一电阻R1和第二电阻R2的相接端，另一端连接N端。
[0026]固态继电器U1用于控制信号灯开关，是被检测的对象。
[0027]第一电阻R1、第二电阻R2用于分压。第一电阻R1是大电阻。第二电阻R2是小电阻。双向稳压管Z1用于产生反向稳定电压。
[0028]光耦U3为高增益光耦，用于强弱电隔离并通过流过的初级电流I大小通断。
[0029]TVS管U2用于防护后级电路过压损坏。
[0030]处理器FPGA用于处理采集光耦U3输出信号。
[0031]第一电阻R1的阻抗远大于信号灯的阻抗，使得检测电路输入电阻呈现高阻抗特性。
[0032]处理器FPGA根据捕获到的来自光耦U3次级侧的输入信号，进行计数，计算其频率和占空比，判断固态继电器U1漏流的情况。处理器FPGA捕获输入信号的管脚配置为施密特
触发，可过滤部分系统引入的噪声信号。
[0033]处理器FPGA将检测到的数据发送给上位机，上位机根据数据将板卡导向安全侧，并发出更换固态继电器的报警信号。
[0034]当发生大于等于3mA RMS固态继电器漏流时,光耦U3可靠导通,将输出处理器FPGA的信号拉低。由于电路在50Hz，AC220V/AC110V的电源下工作，通过光耦U3初级侧的电流为正弦波信号，在一个周期内(20ms)处理器FPGA捕获到的光耦U3次级侧输出信号为脉冲信号，计算得出的0占空比已经超过阈值，并且此时固态继电器U1的控制命令为断开时，可判断为固态继电器U1发生漏流失效故障。
[0035]本实施例中当固态继电器U1发生大于等于3mA RMS漏流时,检测电路初级侧承受的电压基本为漏流和信号灯阻抗的乘积，使得光耦U3在一个周期内部分导通，处理器FPGA可正确采集到预期的脉冲波形。并且电路在固态继电器U1正常闭合点亮信号灯的状态下，光耦U3初级侧电路在承受AC220V/AC110V电压时，需可靠工作。
[0036]本专利技术一组实施例的元器件关键推荐参数为：固态继电器U1的额定工作电压需大于等于260V RMS，通流需大于等于1A RMS。分压第一电阻R1的阻值需足够大，推荐为信号灯阻值的50倍，使得检测本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于检测交流固态继电器漏流的电路，外接交流电源的L端和N端，其特征在于，包括：固态继电器(U1)、信号灯、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、双向稳压管(Z1)、光耦(U3)和处理器FPGA，所述信号灯的一端通过所述固态继电器(U1)连接L端，另一端连接N端；所述第一电阻(R1)的一端通过所述固态继电器(U1)连接L端，另一端通过串接的所述第二电阻(R2)和双向稳压管(Z1)连接所述光耦(U3)的初级侧第一端；所述光耦(U3)的初级侧第二端连接N端；所述光耦(U3)的次级侧的两端连接所述处理器FPGA。2.根据权利要求1所述的用于检测交流固态继电器漏流的电路，其特征在于，所述光耦(U3)次级侧内部三极管的集电极一端与处理器FPGA相连，同时通过上拉电阻(R3)与VCC数字电源相连；所述光耦(U3)次级侧内部三极管的发射级一端与数字地相连，此数字地与处理器FPGA为同一个地。3.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋婷，吴磊，李常辉，刘海侠，李东庆，汪龙才，
申请(专利权)人：上海电气泰雷兹交通自动化系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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