微機(jī)保護(hù)裝置開關(guān)量檢測(cè)電路的制作方法
【專利摘要】一種微機(jī)保護(hù)裝置開關(guān)量檢測(cè)電路，包括開關(guān)量檢測(cè)單元，檢測(cè)開關(guān)量，并輸出檢測(cè)信號(hào)；還包括整流電路和電平轉(zhuǎn)換電路，本實(shí)用新型通過所述整流電路和有向電容將交流電源進(jìn)行全波整流，轉(zhuǎn)換成直流電壓，在該直流電壓的驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)了交流在正負(fù)半周即全波的狀態(tài)下都能進(jìn)行開關(guān)量的檢測(cè)，同時(shí)整流后，開關(guān)量的交流驅(qū)動(dòng)電源產(chǎn)生的交流感應(yīng)信號(hào)被消除，提高了開關(guān)量的抗干擾能力，尤其適合長(zhǎng)距離的重要非電量信息的檢測(cè)，大大提高了裝置的可靠性和抗干擾能力，此外，本方案中使用一個(gè)橋式整流電路完成了對(duì)多個(gè)開關(guān)量檢測(cè)單元的信號(hào)整流，大大簡(jiǎn)化了電路的結(jié)構(gòu)，本方案中的整流橋可設(shè)置為遠(yuǎn)離該開光量檢測(cè)單元，消除了交流耦合帶來的干擾。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種開關(guān)量檢測(cè)電路，具體地說是一種微機(jī)保護(hù)裝置開關(guān)量檢測(cè) 電路。 微機(jī)保護(hù)裝置開關(guān)量檢測(cè)電路

【背景技術(shù)】
[0002] 微機(jī)繼電保護(hù)器目前已逐步取代傳統(tǒng)老式繼電器，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)二次保護(hù) 系統(tǒng)，微機(jī)保護(hù)裝置采用嵌入式的微處理器為核心，實(shí)現(xiàn)電壓電流模擬量，及開關(guān)量信息的 采集，進(jìn)數(shù)據(jù)處理，保護(hù)判斷，且通過裝置中的繼電器出口回路，驅(qū)動(dòng)斷路器的分合閘線圈， 實(shí)現(xiàn)一次線路故障切除保護(hù)；因此微機(jī)保護(hù)裝置的本質(zhì)是一臺(tái)具有電壓電流信息采集，開 關(guān)量監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)處理保護(hù)控制等功能的嵌入式計(jì)算機(jī)。
[0003] 對(duì)于微機(jī)保護(hù)裝置來說，開關(guān)量的檢測(cè)是非常重要的，開關(guān)量檢測(cè)是指微處理器 通過檢測(cè)電路獲得微機(jī)保護(hù)裝置所在開關(guān)柜內(nèi)一次設(shè)備的分合狀態(tài)，以及高溫瓦斯等變壓 器電動(dòng)機(jī)設(shè)備的異常狀態(tài)，因此開關(guān)量的特點(diǎn)是二值信息，即開或合，零或一，并最終轉(zhuǎn)換 成微處理器I. 〇引腳可讀取的高低電平輸入量。
[0004] 開關(guān)量檢測(cè)電路與一次設(shè)備的開關(guān)同步節(jié)點(diǎn)連接，將該節(jié)點(diǎn)分合狀態(tài)反映成微處 理器能識(shí)別的電平信號(hào)，是強(qiáng)電信息到弱電信息變送的過程。因此開關(guān)量一般采用光耦來 實(shí)現(xiàn)開關(guān)信息轉(zhuǎn)換，并實(shí)現(xiàn)隔離。典型的一次側(cè)開關(guān)量檢測(cè)電路由開關(guān)量驅(qū)動(dòng)電源、開關(guān)量 節(jié)點(diǎn)、限流電阻、光耦發(fā)射二極管輸入端構(gòu)成。經(jīng)過光電轉(zhuǎn)化，光耦接收端通過上拉電阻或 下拉電阻轉(zhuǎn)換成微處理器可識(shí)別的電平信號(hào)。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)有一些檢測(cè)開關(guān)量的電路，如中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102944713A、名稱為《一種 直接商壓輸入的開關(guān)量隔尚方法》公開了一種直接商壓輸入的開關(guān)量隔尚方法，它包括輸 入電阻R1、輸入電阻R2、整流電橋二極管D1-D4、光耦隔離器0C和電阻R3。
[0006] 但是該專利中采用的整流橋是每個(gè)開關(guān)量檢測(cè)回路獨(dú)立使用的，因此增加了每個(gè) 通道開關(guān)量檢測(cè)的電路成本和空間，在實(shí)際大量的安裝中使得成本過大。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0007] 為此，本實(shí)用新型要解決現(xiàn)有技術(shù)中每個(gè)開關(guān)量檢測(cè)回路單獨(dú)使用整流橋造成成 本過大的問題，從而提供一種多個(gè)開關(guān)量檢測(cè)回路使用同一整流電路的交流開關(guān)量檢測(cè)電 路。
[0008] 為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下方案：一種微機(jī)保護(hù)裝置開關(guān)量檢測(cè) 電路，包括至少一個(gè)開關(guān)量檢測(cè)單元，用于檢測(cè)開關(guān)量，并輸出檢測(cè)信號(hào)；還包括整流電路， 所述整流電路的兩個(gè)交流輸入端分別接到外部交流電源的兩端；
[0009] 所述開關(guān)量檢測(cè)單元包括光電耦合器，所述整流電路的正、負(fù)極輸出端與所述光 電耦合器的輸入端兩側(cè)連接；
[0010] 電平轉(zhuǎn)換電路，與所述開關(guān)量檢測(cè)單元連接，將其輸出的信號(hào)進(jìn)行高低電平轉(zhuǎn)換。 [0011] 優(yōu)選地，多個(gè)所述開關(guān)量檢測(cè)單元通過所述光電耦合器的輸入端兩側(cè)并聯(lián)在所述 整流電路的正、負(fù)極輸入端。
[0012] 優(yōu)選地，所述光電耦合器為單向光電耦合器。
[0013] 優(yōu)選地，所述整流電路為全波整流橋電路。
[0014] 優(yōu)選地，所述整流電路的正、負(fù)極輸出端之間并聯(lián)有有向電容。
[0015] 優(yōu)選地，所述開關(guān)量檢測(cè)單元包括光電耦合器Un，其中η彡1，η為Un的下標(biāo)注， 所述光電耦合器Un-端與外部交流電源的相線連接，其另一端與電阻Rnl和外部開關(guān)量Kn 依次串聯(lián)后連接到整流橋的直流輸出正極端，所述光電耦合器Un的發(fā)光二極管兩端還并 聯(lián)有電阻Rn2,光耦的發(fā)光二極管的負(fù)端與整流橋的負(fù)極端連接。
[0016] 優(yōu)選地，所述電平轉(zhuǎn)換電路包括電阻Rn3,所述電阻Rn3 -端與外接電源VCC連接， 另一端與所述光電耦合器Un中光敏三極管的集電極連接，所述光電耦合器Un中光敏三極 管的集電極還與所述微處理器的輸入端連接，所述光電耦合器Un的光敏三極管的發(fā)射極 接地。
[0017] 本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)，
[0018] (1)本實(shí)用新型所述的微機(jī)保護(hù)裝置開關(guān)量檢測(cè)電路，包括至少一個(gè)開關(guān)量檢測(cè) 單元，用于檢測(cè)開關(guān)量，并輸出檢測(cè)信號(hào)；還包括整流電路，所述整流電路的兩個(gè)交流輸入 端分別接到外部交流電源的兩端；所述開關(guān)量檢測(cè)單元包括光電耦合器，所述整流電路的 正、負(fù)極輸出端與所述光電耦合器的輸入端兩側(cè)連接，所述整流電路的正、負(fù)極輸出端之間 并聯(lián)有有向電容；電平轉(zhuǎn)換電路，與所述開關(guān)量檢測(cè)單元連接，將其輸出的信號(hào)進(jìn)行高低電 平轉(zhuǎn)換，本實(shí)用新型通過所述整流電路和有向電容將交流電源進(jìn)行全波整流，轉(zhuǎn)換成直流 電壓，在該直流電壓的驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)了交流在正負(fù)半周即全波的狀態(tài)下都能進(jìn)行開關(guān)量的 檢測(cè)，同時(shí)整流后，開關(guān)量的交流驅(qū)動(dòng)電源產(chǎn)生的交流感應(yīng)信號(hào)被消除，提高了開關(guān)量的抗 干擾能力，尤其適合長(zhǎng)距離的重要非電量信息的檢測(cè)，大大提高了裝置的可靠性和抗干擾 能力，并且本實(shí)用新型接線簡(jiǎn)單，硬件成本低，可靠性高。
[0019] (2)本實(shí)用新型所述的微機(jī)保護(hù)裝置開關(guān)量檢測(cè)電路，在該方案中，由于將開關(guān)量 驅(qū)動(dòng)電源交流整成了直流，因此不需要雙極性光耦，只要使用普通的單向光電耦合器即可。
[0020] (3)本實(shí)用新型所述的微機(jī)保護(hù)裝置開關(guān)量檢測(cè)電路，所述整流電路的正、負(fù)極輸 出端之間并聯(lián)有有向電容，該電容用于整流后電源的平滑。
[0021] (4)本實(shí)用新型所述的微機(jī)保護(hù)裝置開關(guān)量檢測(cè)電路，使用一個(gè)橋式整流電路完 成了對(duì)多個(gè)開關(guān)量檢測(cè)單元的信號(hào)整流，與現(xiàn)有技術(shù)中，每個(gè)開關(guān)量檢測(cè)回路使用獨(dú)立的 整流橋的方式相比，大大簡(jiǎn)化了電路的結(jié)構(gòu)，且提高了電路器件的利用率。此外，本方案中 的整流橋可設(shè)置在開關(guān)量檢測(cè)單元外，遠(yuǎn)離該開光量檢測(cè)單元，消除了交流耦合帶來的干 擾，與現(xiàn)有技術(shù)中將橋式整流電路設(shè)置在開關(guān)量檢測(cè)端的方式相比，現(xiàn)有的方式中交流耦 合會(huì)產(chǎn)生干擾信號(hào)，本方案消除了交流耦合造成的干擾，提高了整個(gè)電路的檢測(cè)精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施 例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
[0023] 圖1是本實(shí)用新型所述交流開關(guān)量檢測(cè)電路的電路結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面提供本實(shí)用新型所述的微機(jī)保護(hù)裝置開關(guān)量檢測(cè)電路的【具體實(shí)施方式】。
[0025] 實(shí)施例1
[0026] 本實(shí)用新型所述的微機(jī)保護(hù)裝置開關(guān)量檢測(cè)電路，包括至少一個(gè)開關(guān)量檢測(cè)單 元，用于檢測(cè)開關(guān)量節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的開關(guān)量，并輸出檢測(cè)信號(hào)，所述開關(guān)量檢測(cè)單元個(gè)數(shù)的設(shè)置 根據(jù)具體需要設(shè)定；所述整流電路的兩個(gè)交流輸入端分別接到外部交流電源的兩端；所述 開關(guān)量檢測(cè)單元包括光電耦合器，所述整流電路的正、負(fù)極輸出端與所述光電耦合器的輸 入端兩側(cè)連接，當(dāng)設(shè)置多個(gè)所述開關(guān)量檢測(cè)單元時(shí)，多個(gè)所述開關(guān)量檢測(cè)單元通過所述光 電耦合器的輸入端兩側(cè)并聯(lián)在所述整流電路的正、負(fù)極輸入端。優(yōu)選地，所述整流電路的 正、負(fù)極輸出端之間并聯(lián)有有向電容，該電容用于整流后電源的平滑，作為優(yōu)選的實(shí)施方 案。外部交流經(jīng)過所述整流電路整流后經(jīng)過有向電容平滑形成為直流的電源，還包括電平 轉(zhuǎn)換電路，與所述開關(guān)量檢測(cè)單元連接，將其輸出的信號(hào)進(jìn)行高低電平轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的 高低電平信號(hào)發(fā)送給微處理器。
[0027] 在該方案中，由于將開關(guān)量驅(qū)動(dòng)電源交流整成了直流，因此不需要雙極性光耦，只 要使用普通的單向光電耦合器即可。
[0028] 本實(shí)用新型通過所述整流電路和有向電容將交流電源進(jìn)行全波整流，轉(zhuǎn)換成直流 電壓，在該直流電壓的驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)了交流在正負(fù)半周即全波的狀態(tài)下都能進(jìn)行開關(guān)量的 檢測(cè)，同時(shí)整流后，交流產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)大大減小，提高了開關(guān)量的抗干擾能力，尤其適合 長(zhǎng)距離的重要非電量信息的檢測(cè)，大大提高了裝置的可靠性和抗干擾能力，并且本實(shí)用新 型接線簡(jiǎn)單，硬件成本低，可靠性高。
[0029] 實(shí)施例2
[0030] 在實(shí)施例1所述的開關(guān)量檢測(cè)電路的基礎(chǔ)上，所述開關(guān)量檢測(cè)單元包括光電耦合 器Un，其中η彡l，n為Un的下標(biāo)注，所述光電耦合器Un -端與外部交流電源的相線連接， 其另一端與電阻Rnl和外部開關(guān)量Kn依次串聯(lián)后連接到整流橋的直流輸出正極端，所述光 電耦合器Un的發(fā)光二極管兩端還并聯(lián)有電阻Rn2，光耦的發(fā)光二極管的負(fù)端與整流橋的 負(fù)極端連接，其他開關(guān)量回路都如上所述并接在整流橋的正負(fù)兩端，實(shí)現(xiàn)開關(guān)量監(jiān)測(cè)回路 的擴(kuò)展。所述光電耦合器Un的發(fā)光二極管兩端還并聯(lián)有電阻Rn2。
[0031] 所述電平轉(zhuǎn)換電路包括電阻Rn3,所述電阻Rn3 -端與外接電源VCC連接，另一端 與所述光電耦合器Un中光敏三極管的集電極連接，所述光電耦合器Un中光敏三極管的集 電極還與所述微處理器的輸入端連接，所述光電耦合器Un的光敏三極管的發(fā)射極接地，所 述電平轉(zhuǎn)換電路與所述開關(guān)量檢測(cè)單元對(duì)應(yīng)設(shè)置，一個(gè)開關(guān)量檢測(cè)單元連接一個(gè)電平轉(zhuǎn)換 電路。
[0032] 在本實(shí)施中，所述整流電路為全波整流橋電路，在實(shí)際引用中在其兩個(gè)輸入端提 供兩個(gè)接線端子，分別定義為L(zhǎng)和N，接入后，將交流電源的兩端接入由四個(gè)二極管構(gòu)成的 全波整流橋電路B1對(duì)應(yīng)的交流輸入引腳1和2端，經(jīng)整流后，整流橋B1的3端輸出正電壓， 4端為負(fù)電壓，在整流橋B1的3和4兩端并接直流耐壓250V以上的大容量（100uf以上)有 向電容C1。本方案中采用一個(gè)全波整流橋電路，實(shí)現(xiàn)了對(duì)全部的多個(gè)開關(guān)量檢測(cè)單元的整 流，大大提高了其工作效率，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)。經(jīng)過電容C1平滑形成為直流的電源，電源的 負(fù)端接檢測(cè)電路中光耦輸入級(jí)的發(fā)光二級(jí)管的負(fù)端。正極引出作為外部開關(guān)量節(jié)點(diǎn)接入的 公共端COM。在開關(guān)量節(jié)點(diǎn)檢測(cè)時(shí)，開關(guān)量節(jié)點(diǎn)ΚΓΚη的一端接入COM公共端，開關(guān)量節(jié)點(diǎn) 的另一端接入對(duì)應(yīng)的開關(guān)量檢測(cè)輸入端，構(gòu)成開關(guān)量檢測(cè)回路。光電耦合器的隔離輸出端 一端微處理器電路的地，另一端通過上拉電阻Rn3,接微處理器的供電電壓，構(gòu)成低電平有 效的電平信號(hào)，供微處理器I. 〇接口檢測(cè)。
[0033] 本實(shí)用新型所述的微機(jī)保護(hù)裝置開關(guān)量檢測(cè)電路，使用一個(gè)橋式整流電路完成了 對(duì)多個(gè)開關(guān)量檢測(cè)單元的信號(hào)整流，與現(xiàn)有技術(shù)中，每個(gè)開關(guān)量檢測(cè)回路使用獨(dú)立的整流 橋的方式相比，大大簡(jiǎn)化了電路的結(jié)構(gòu)，且提高了電路器件的利用率。此外，本方案中的整 流橋可設(shè)置在開關(guān)量檢測(cè)單元外，遠(yuǎn)離該開光量檢測(cè)單元，與現(xiàn)有技術(shù)中將橋式整流電路 設(shè)置在開關(guān)量檢測(cè)端的方式相比，消除了交流耦合帶來的干擾，現(xiàn)有的方式中交流耦合會(huì) 產(chǎn)生干擾信號(hào)，本方案消除了交流耦合造成的干擾，提高了整個(gè)電路的檢測(cè)精度。
[0034] 本實(shí)用新型通過所述整流電路和有向電容將交流電源進(jìn)行全波整流，轉(zhuǎn)換成直流 電壓，在該直流電壓的驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)了交流在正負(fù)半周即全波的狀態(tài)下都能進(jìn)行開關(guān)量的 檢測(cè)，同時(shí)整流后，開關(guān)量的交流驅(qū)動(dòng)電源產(chǎn)生的交流感應(yīng)信號(hào)被消除，提高了開關(guān)量的抗 干擾能力，尤其適合長(zhǎng)距離的重要非電量信息的檢測(cè)，大大提高了裝置的可靠性和抗干擾 能力，并且本實(shí)用新型接線簡(jiǎn)單，硬件成本低，可靠性高。
[0035] 顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì) 于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或 變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或 變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1. 一種微機(jī)保護(hù)裝置開關(guān)量檢測(cè)電路，包括至少一個(gè)開關(guān)量檢測(cè)單元，用于檢測(cè)開關(guān) 量，并輸出檢測(cè)信號(hào)； 其特征在于，還包括： 整流電路，所述整流電路的兩個(gè)交流輸入端分別接到外部交流電源的兩端； 所述開關(guān)量檢測(cè)單元包括光電耦合器，所述整流電路的正、負(fù)極輸出端與所述光電耦 合器的輸入端兩側(cè)連接； 電平轉(zhuǎn)換電路，與所述開關(guān)量檢測(cè)單元連接，將其輸出的信號(hào)進(jìn)行高低電平轉(zhuǎn)換。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)量檢測(cè)電路，其特征在于，多個(gè)所述開關(guān)量檢測(cè)單元通 過所述光電耦合器的輸入端兩側(cè)并聯(lián)在所述整流電路的正、負(fù)極輸入端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)量檢測(cè)電路，其特征在于，所述光電耦合器為單向光電 奉禹合器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的開關(guān)量檢測(cè)電路，其特征在于，所述整流電路為全波 整流橋電路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的開關(guān)量檢測(cè)電路，其特征在于：所述整流電路的正、負(fù)極輸出 端之間并聯(lián)有有向電容。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的開關(guān)量檢測(cè)電路，其特征在于，所述開關(guān)量檢測(cè)單元包括光 電耦合器Un，其中η > 1，η為Un的下標(biāo)注，所述光電耦合器Un-端與外部交流電源的相線 連接，其另一端與電阻Rnl和外部開關(guān)量Kn依次串聯(lián)后連接到整流橋的直流輸出正極端， 所述光電耦合器Un的發(fā)光二極管兩端還并聯(lián)有電阻Rn2，光耦的發(fā)光二極管的負(fù)端與整 流橋的負(fù)極端連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的開關(guān)量檢測(cè)電路，其特征在于，所述電平轉(zhuǎn)換電路包括電阻 Rn3,所述電阻Rn3 -端與外接電源VCC連接，另一端與所述光電耦合器Un中光敏三極管的 集電極連接，所述光電耦合器Un中光敏三極管的集電極還與微處理器的輸入端連接，所述 光電稱合器Un的光敏三極管的發(fā)射極接地。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK203849585SQ201420257948
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】黃覺寒, 王永良, 楊挺 申請(qǐng)人:浙江知祺電力自動(dòng)化有限公司