車(chē)載三相交流供電智能監(jiān)控單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種車(chē)載三相交流供電設(shè)備的智能監(jiān)控單元，包括功率母板和控制板，其中功率母板包括輔助供電單元、防雷單元和保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行單元，控制板包括三相交流電流檢測(cè)單元、三相交流電壓檢測(cè)單元，漏電檢測(cè)單元、主控單元和接地狀態(tài)檢測(cè)單元。其中接地狀態(tài)檢測(cè)單元采用雙重接地測(cè)定，控制板集成了CAN總線通信功能和485串行總線通信功能，整個(gè)單元具備防雷保護(hù)，三相交流過(guò)流、短路、漏電保護(hù)，三相交流電壓過(guò)壓、欠壓保護(hù)和接地狀態(tài)檢測(cè)保護(hù)等多種功能，為車(chē)輛駕駛操作人員提供了更加安全的駕車(chē)環(huán)境。
【專利說(shuō)明】車(chē)載三相交流供電智能監(jiān)控單元
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種監(jiān)控設(shè)備，尤其涉及一種用于三相交流供電設(shè)備的監(jiān)控設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在通信行業(yè)領(lǐng)域，三相交流配電設(shè)備一般采用傳統(tǒng)的用電保護(hù)形式，如斷路器加防雷模塊進(jìn)行組合形成交流配電設(shè)備，用以實(shí)現(xiàn)配電，對(duì)用電設(shè)備實(shí)施過(guò)載、斷路保護(hù)。
[0003]在車(chē)載供電系統(tǒng)中，車(chē)載智能電網(wǎng)包括汽車(chē)電源，用于提供電能；智能電網(wǎng)控制單元，與汽車(chē)電源相連，可以通過(guò)控制單元完成電壓轉(zhuǎn)換、電池參數(shù)監(jiān)測(cè)、電池狀態(tài)估算、過(guò)電流保護(hù)等工作。但是，傳統(tǒng)的保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行單元只具備過(guò)載、短路或漏電保護(hù)功能，保護(hù)功能單一，對(duì)車(chē)載交流供電設(shè)備起不到全面的過(guò)壓、欠壓、短路、過(guò)載、漏電、接地保護(hù)等全面的保護(hù)與指示效果。
[0004]由于汽車(chē)行駛在戶外，時(shí)常可能會(huì)受雷電的影響，因此必須對(duì)此安裝符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范的防雷模塊，防雷模塊在有雷電入侵電源或供電線路時(shí)，迅速將雷電流釋放入地面，并將雷電引起的過(guò)電壓限制在汽車(chē)用電設(shè)備可以承受的耐壓范圍之內(nèi)。但是，防雷模塊在釋放雷電流時(shí)容易引起保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行開(kāi)關(guān)的頻繁開(kāi)合，造成無(wú)法連續(xù)供電等情況，致使汽車(chē)無(wú)法恢復(fù)行駛。
[0005]申請(qǐng)?zhí)枮?01310084591.0的發(fā)明專利，公開(kāi)了一種車(chē)載智能電網(wǎng)，包括汽車(chē)電源、智能電網(wǎng)控制單元和汽車(chē)供電網(wǎng)絡(luò)。其中智能電網(wǎng)控制單元完成電源轉(zhuǎn)換、電池參數(shù)監(jiān)測(cè)和供電過(guò)流保護(hù)等功能，實(shí)現(xiàn)控電分離。又如申請(qǐng)?zhí)枮?00920241786.0的實(shí)用新型專利，公開(kāi)了一種三相智能型交流配電箱。該實(shí)用新型包括電源輸入模塊、防雷模塊、用電保護(hù)模塊和若干分路開(kāi)關(guān)，包括串聯(lián)在三相交流電源輸入輸出電路之間的主開(kāi)關(guān)、控制單元、監(jiān)測(cè)并反饋異常的檢測(cè)模塊、防雷模塊以及直流穩(wěn)壓模塊等，然而缺乏較完備的接地保護(hù)模塊，使操作人員在使用過(guò)程中仍有觸電的危險(xiǎn)性。由此可知，當(dāng)前車(chē)載供電系統(tǒng)使用三相380V供電時(shí)，需要更加完善的漏電保護(hù)，保障車(chē)載人員生命安全，還需要過(guò)流及短路監(jiān)控功能，避免過(guò)流及短路故障造成嚴(yán)重后果，還需要完善接地保護(hù)功能和防雷模塊工作后關(guān)斷電路供電后的恢復(fù)問(wèn)題。加之當(dāng)前常用的車(chē)載三相交流供電監(jiān)控設(shè)備仍以簡(jiǎn)單的模擬控制為主，設(shè)備元器件繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，信息化程度低，不能滿足車(chē)載條件下三相交流供電設(shè)備的供電監(jiān)控要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)【背景技術(shù)】中提到的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠適應(yīng)三相交流供電監(jiān)控、各項(xiàng)防護(hù)功能更加全面且安全可靠的車(chē)載三相交流供電智能監(jiān)控單元。
[0007]本發(fā)明的車(chē)載三相交流供電設(shè)備的智能監(jiān)控單元，包括功率母板和控制板，其中功率母板包括輔助供電單元、高電壓鉗位單元、防雷單元和保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行單元，控制板包括三相交流電流檢測(cè)單元、三相交流電壓檢測(cè)單元，漏電檢測(cè)單元、主控單元和接地狀態(tài)檢測(cè)單元。
[0008]其中防雷單元和保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行單元從左至右依次串接在三相交流供電輸入端與輸出端之間；三相交流電流檢測(cè)單元、三相交流電壓檢測(cè)單元和漏電檢測(cè)單元并聯(lián)在防雷單元和保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行單元之間的相線和中線之間，而三相交流電流檢測(cè)單元、三相交流電壓檢測(cè)單元和漏電檢測(cè)單元的輸出端與所述主控單元相連；其中接地狀態(tài)檢測(cè)單元并聯(lián)在車(chē)體外殼和地樁之間，其輸出端與主控單元相連；主控單元與保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行單元相連。
[0009]其中，輔助供電單元包括輔助供電模塊和高電壓鉗位單元。該高電壓鉗位單元，可以采用二極管和三極管配合的鉗位電路將高電壓鉗制到一個(gè)確定的低電壓上。
[0010]接地狀態(tài)檢測(cè)單元由接地電壓檢測(cè)電路和接地電阻檢測(cè)電路并聯(lián)組成，其中接地電壓檢測(cè)電路輸出端和接地電阻檢測(cè)電路輸出端與主控單元相連。
[0011]優(yōu)選地，三相交流電壓檢測(cè)單元包括電源差分采樣電路，對(duì)三相交流電源輸入端的三條火線上的電壓進(jìn)行差分采樣和穩(wěn)壓濾波處理，以及對(duì)采樣電路輸出的信號(hào)分別進(jìn)行放大并輸入至主控單元相應(yīng)端口的運(yùn)算放大器。
[0012]優(yōu)選地，漏電檢測(cè)單元包括對(duì)三相電流電源的感應(yīng)漏電電流進(jìn)行采集和穩(wěn)壓濾波處理的漏電檢測(cè)部，以及對(duì)漏電檢測(cè)部輸出的信號(hào)分別進(jìn)行放大并輸入至主控單元相應(yīng)端口的運(yùn)算放大器。
[0013]優(yōu)選地，主控單元上還可以包括電壓顯示單元、電流顯示單元和接地狀態(tài)顯示單
J Li ο
[0014]本發(fā)明中的三相交流電壓檢測(cè)單元利用了滯環(huán)過(guò)壓/欠壓控制技術(shù)和電壓差分采樣原理。滯環(huán)控制，也叫做紋波調(diào)節(jié)器控制，即將輸出電壓維持在以參考電壓為中心的滯環(huán)寬度內(nèi)，電壓滯環(huán)控制即以電壓作為主要反饋信號(hào)，采用滯環(huán)控制產(chǎn)生主控制信號(hào)。滯環(huán)控制與其他控制方式相比最大的優(yōu)點(diǎn)在于它的響應(yīng)速度。滯環(huán)控制不需要復(fù)雜的跟隨慢的反饋環(huán)，在開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，當(dāng)瞬態(tài)變化發(fā)生時(shí)可以即刻響應(yīng)負(fù)載變化，不存在控制信號(hào)對(duì)采樣信號(hào)的滯后現(xiàn)象。
[0015]本發(fā)明車(chē)載三相交流供電智能監(jiān)控單元有自動(dòng)重合閘用電保護(hù)裝置，通過(guò)CAN總線和485串行總線通訊功能將設(shè)備接口化，使用主控單元對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了過(guò)流、短路、過(guò)壓、欠壓、漏電保護(hù)功能，集人身觸電保護(hù)、設(shè)備漏電保護(hù)及自動(dòng)恢復(fù)功能為一體，完善了常用三相配電監(jiān)控技術(shù)在車(chē)載環(huán)境中的應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明車(chē)載三相交流供電智能監(jiān)控單元的原理框圖。
[0017]圖2為本發(fā)明車(chē)載三相交流供電智能監(jiān)控單元的三相交流電壓檢測(cè)單元電壓差分采樣原理圖。
[0018]圖3為本發(fā)明車(chē)載三相交流供電智能監(jiān)控單元的接地狀態(tài)檢測(cè)單元原理圖。
[0019]圖4為本發(fā)明車(chē)載三相交流供電智能監(jiān)控單元的漏電檢測(cè)單元原理圖。
[0020]圖5為本發(fā)明車(chē)載三相交流供電智能監(jiān)控單元的高電壓鉗位單元原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述:[0022]如圖1所示,本實(shí)施例的車(chē)載三相交流供電智能監(jiān)控單元包括連接在三相交流供電輸入端和三相交流供電輸出端之間的功率母板I和控制板2。
[0023]其中，功率母板I包括輔助供電單元Ul、防雷單元U2和保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行單元U3，控制板2包括三相交流電流檢測(cè)單元U4、三相交流電壓檢測(cè)單元U5,漏電檢測(cè)單元U6、主控單元U7和接地狀態(tài)檢測(cè)單元U8。輔助供電單元Ul包括輔助供電模塊Ula與高電壓鉗位單元Ulb0輔助供電單元Ul可以采用常用穩(wěn)壓電路，將輸入電壓信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)壓、過(guò)濾，完成對(duì)控制板2進(jìn)行供電。
[0024]輔助供電單元Ul、防雷單元U2和保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行單元U3依次串接在三相交流供電輸入端與三相交流供電輸出端之間；三相交流電流檢測(cè)單元U4、三相交流電壓檢測(cè)單元U5和漏電檢測(cè)單元U6，三者相互并聯(lián)，連接在所述防雷單元U2和保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行單元U3之間的相線和中線之間；接地狀態(tài)檢測(cè)單元U8連接在車(chē)體外殼和地樁之間，采用兩個(gè)接地保護(hù)電路，分別測(cè)量車(chē)體與地樁之間的電壓和電阻，兩個(gè)電路相互并聯(lián)共同組成接地狀態(tài)檢測(cè)電路，其中任一個(gè)出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，都可以被主控單元U7監(jiān)測(cè)到；三相交流電流檢測(cè)單元U4、三相交流電壓檢測(cè)單元U5和漏電檢測(cè)單元U6以及接地狀態(tài)檢測(cè)單元U8輸出的信號(hào)傳送給主控單元U7，主控單元U7將采集到的所有信號(hào)處理(例如:AD轉(zhuǎn)換)后，轉(zhuǎn)化為控制指令，發(fā)送給保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行單元U3，由保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行單元U3執(zhí)行相關(guān)開(kāi)關(guān)的啟閉，以對(duì)后續(xù)用電設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。
[0025]防雷保護(hù):本實(shí)施例中防雷單元U2可以采用通用的防雷保護(hù)電路，在本實(shí)施例的三相交流供電輸入端有雷電侵入時(shí)，防雷單元U2兩端的電壓迅速升高，防雷保護(hù)電路啟動(dòng)，對(duì)地排放電流，將其兩端的電壓鉗制在1500V以下，其內(nèi)部可以采用防雷擊浪涌保護(hù)電路進(jìn)行二級(jí)泄放，最終將電壓控制在車(chē)載電網(wǎng)所需的范圍內(nèi)。
[0026]過(guò)流/短路保護(hù):本實(shí)施例的三相交流電流檢測(cè)單元U4采集三相交流電輸入端三條火線上的輸入的電流，所采集的信號(hào)經(jīng)采樣電路轉(zhuǎn)換后，傳遞給控制單元U7的AD采樣引腳，控制單元U7對(duì)AD采樣引腳信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換、調(diào)整，得到電路中的交流電流值，控制單元U7通過(guò)一定數(shù)據(jù)處理過(guò)程對(duì)該值進(jìn)行濾波、比較，判斷是否超過(guò)合理數(shù)值，控制對(duì)應(yīng)的啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行單元U3,實(shí)現(xiàn)電路過(guò)流、短路保護(hù)。
[0027]過(guò)/欠壓保護(hù):如圖2所示，本實(shí)施例的三相交流電壓檢測(cè)單元U5包括三個(gè)差分采樣電路，對(duì)三相交流電輸入端三條火線U，V，W的電壓信號(hào)分別進(jìn)行差分采樣，輸出線電壓檢測(cè)信號(hào)分別為Vuv, Vvw和Vuw。Vuv, Vvw和Vuw分別表示火線U與V,火線V與W,火線U與W間的電壓，三個(gè)電壓信號(hào)傳送給主控單元U7，該信號(hào)經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換之后，由控制單元U7上的數(shù)據(jù)處理過(guò)程程序進(jìn)行轉(zhuǎn)換、計(jì)算得出三條火線上的原電壓，該最終電壓與預(yù)先設(shè)定的過(guò)壓——高于U、欠壓——低于V (U與V都是預(yù)先設(shè)定在主控單元程序內(nèi)的電壓大小臨界值)閾值相比較，對(duì)應(yīng)的啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行單元U3，實(shí)現(xiàn)過(guò)壓、欠壓保護(hù)。差分采樣電路輸入端連三相交流供電電壓的三根火線，三個(gè)并聯(lián)的電路分別包括電阻、電容和運(yùn)算放大器等元件，運(yùn)算放大器的正負(fù)極還連有電容和電阻，電路有穩(wěn)壓濾波作用，可以將三相交流供電電壓源的三根火線相對(duì)零線的電壓分別采集、穩(wěn)壓、濾波、放大和輸出。差分采樣電路的輸出端為電壓米樣信號(hào)，該信號(hào)與運(yùn)放兩端的輸入電壓差成正比。
[0028]其中，線電壓Vuv檢測(cè)信號(hào)電路包括運(yùn)算放大器，三相交流電壓U線連接若干電阻后連至運(yùn)算放大器的反相輸入端，三相交流電壓V線連接若干電阻后連至運(yùn)算放大器的同相輸入端。運(yùn)算放大器的負(fù)電源端接-12V電源，該電源連接一電容后接地。運(yùn)算放大器的正電源端接+12V電源，該電源還連有一電容后接地。運(yùn)算放大器的同相輸入端與正電源端的接地點(diǎn)之間并聯(lián)有一電阻和一電容。運(yùn)算放大器的反相輸入端與輸出端之間還并聯(lián)有一個(gè)電阻和一個(gè)電容，運(yùn)算放大器的輸出端輸出線電壓Vuv檢測(cè)信號(hào)。
[0029]線電壓Vvw檢測(cè)信號(hào)電路包括運(yùn)算放大器，三相交流電壓V線連接若干電阻后連至運(yùn)算放大器的反相輸入端，三相交流電壓W線連接若干電阻后連至運(yùn)算放大器的同相輸入端。運(yùn)算放大器的負(fù)電源端接-12V電源，該電源連接一電容后接地。運(yùn)算放大器的正電源端接+12V電源，該電源還連有一電容后接地。運(yùn)算放大器的同相輸入端與正電源端的接地點(diǎn)之間并聯(lián)有一電阻和一電容。運(yùn)算放大器的反相輸入端與輸出端之間還并聯(lián)有一個(gè)電阻和一個(gè)電容，運(yùn)算放大器的輸出端輸出線電壓Vvw檢測(cè)信號(hào)。
[0030]線電壓Vvw檢測(cè)信號(hào)電路包括運(yùn)算放大器，三相交流電壓U線連接若干電阻后連至運(yùn)算放大器的反相輸入端，三相交流電壓W線連接若干電阻后連至運(yùn)算放大器的同相輸入端，該同相輸入端連一電容后接地，該電容兩端還并聯(lián)有一個(gè)電阻。運(yùn)算放大器的反相輸入端與輸出端之間還并聯(lián)有一個(gè)電阻和一個(gè)電容，運(yùn)算放大器的輸出端輸出線電壓Vuw檢測(cè)信號(hào)。
[0031]接地保護(hù):如圖3所示，本實(shí)施例的接地狀態(tài)檢測(cè)單元U8包括相互并聯(lián)的接地電壓檢測(cè)電路和接地電阻檢測(cè)電路。兩個(gè)電路輸出端分別輸出接地電壓檢測(cè)信號(hào)和接地電阻檢測(cè)信號(hào)。
[0032]其中，接地電壓檢測(cè)電路包括運(yùn)算放大器，其正電源端接+12V電壓，+12V電壓連接電容C3后連至車(chē)體端并接地，運(yùn)算放大器同相輸入端從左至右連接有二極管Dl與電阻R5地樁線與車(chē)體線之間還并聯(lián)有電阻R6、肖特基二極管Z1、和電容C2。運(yùn)算放大器負(fù)電源端接地，反相輸入端接有電阻R4和電阻Rl，并連接至+12V電壓，運(yùn)算放大器負(fù)電源端與電阻R1、R4的中點(diǎn)之間還并聯(lián)有電阻R2，電阻R3和電容Cl。運(yùn)算放大器的同相輸入端與輸出端之間連有電阻R7。運(yùn)算放大器的輸出端還連接有電阻R8，反向連接有肖特基二極管Z2，Z2的負(fù)極接地，Z2兩端并聯(lián)有電阻R9。接地電壓檢測(cè)信號(hào)由R8與Z2的中點(diǎn)處輸出。
[0033]接地電阻檢測(cè)電路包括運(yùn)算放大器，其正電源端接+12V電壓，+12V電壓連接電容C6后連至車(chē)體端并接地，運(yùn)算放大器同相輸入端從左至右連接有電阻R12，地樁線與車(chē)體線之間還并聯(lián)有電阻R16、肖特基二極管Z3、和電容C5。運(yùn)算放大器負(fù)電源端接地，反相輸入端接有電阻Rll和電阻R15，并連接至+12V電壓，該電壓端與地樁間還連接有電阻R10。運(yùn)算放大器負(fù)電源端與電阻R11、R15的中點(diǎn)之間還并聯(lián)有電阻R13，電阻R14和電容C4。運(yùn)算放大器的同相輸入端與輸出端之間連有電阻R17。運(yùn)算放大器的輸出端還連接有電阻R18，反向連接有肖特基二極管Z4，TA的負(fù)極接地，Z4兩端并聯(lián)有電阻R19。接地電阻檢測(cè)信號(hào)由R18與Z4的中點(diǎn)處輸出。
[0034]以上兩個(gè)電路中的運(yùn)算放大器都為反向運(yùn)算放大器，且皆具有RC震蕩電路，都有穩(wěn)壓和濾波的功能，其輸出端的電阻與二極管起分壓作用。
[0035]漏電保護(hù):如圖4所示，本實(shí)施例的漏電檢測(cè)單元U6的漏電檢測(cè)電路包括漏電檢測(cè)部和運(yùn)算放大器，通過(guò)運(yùn)算放大器檢測(cè)出電流信號(hào)。
[0036]該漏電檢測(cè)電路的漏電檢測(cè)部可以通過(guò)電流互感器感應(yīng)三相交流供電電壓源的U線、W線、V線和N線上的電流，電流互感器接收端10接電阻Rl后連至運(yùn)算放大器的反相輸入端，電流互感器的另一接收端9連至運(yùn)算放大器的同相輸入端。運(yùn)算放大器的反相輸入端與輸出端之間并聯(lián)有電阻R2，輸出端輸出漏電電流檢測(cè)信號(hào)。在電路中，電流互感器感應(yīng)到的電流經(jīng)過(guò)電阻和運(yùn)算放大器，再經(jīng)過(guò)反饋控制實(shí)現(xiàn)濾波后輸出至主控單元U7，當(dāng)車(chē)體內(nèi)設(shè)備存在漏電——電流大于A時(shí)(A為預(yù)先設(shè)定在主控單元U7程序內(nèi)的電流大小臨界值)，主控單元U7向保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行單元U3發(fā)送命令，使其動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)。
[0037]保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行單元U3起到執(zhí)行主控單元U7命令的作用，即開(kāi)啟或關(guān)閉后續(xù)電路的供電開(kāi)關(guān)。
[0038]高電壓鉗位:如圖5所示，本實(shí)施例中高電壓鉗位單元Ulb并聯(lián)在三相交流供電輸入端的U線與V線之間，可以采用二極管和三極管配合的鉗位電路將高電壓鉗制到一個(gè)確定的低電壓上為控制板2供電。
[0039]本實(shí)施例中主控單元可以采用TMS320LF2407A處理器(DSP)，有16個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換采樣通道，包括多個(gè)I/o接口，大多可以通過(guò)配置實(shí)現(xiàn)中斷、捕獲、串行通信功能，包括兩個(gè)事件管理器模塊EVA和EVB，每個(gè)模塊都包括通用定時(shí)器、比較單元、捕獲單元、外部輸入、正交編碼電路等。而每個(gè)通用定時(shí)器包括增減計(jì)數(shù)器、定時(shí)比較器、周期寄存器、控制寄存器等，可選定內(nèi)外時(shí)鐘。因此，主控單元可以能夠?qū)η穳罕Ｗo(hù)電壓、欠壓恢復(fù)電壓、過(guò)壓保護(hù)電壓、過(guò)壓恢復(fù)電壓、過(guò)流保護(hù)電流、短路保護(hù)電流、漏電保護(hù)條件、接地保護(hù)條件等進(jìn)行程序設(shè)定。因此，控制單元接收到三相交流電流檢測(cè)單元、三相交流電壓檢測(cè)單元、漏電檢測(cè)單元、接地狀態(tài)檢測(cè)單元的信號(hào)后，通過(guò)相應(yīng)的數(shù)模轉(zhuǎn)換，比較判斷之后，對(duì)保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行單元下達(dá)指令，使其動(dòng)作，起到多種保護(hù)目的。
[0040]在上一個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在主控單元U7上增加電壓顯示模塊、電流顯示模塊、接地狀態(tài)顯示模塊、漏電情況顯示模塊的至少一個(gè)，形成顯示單元，可以形成本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
[0041]以上的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種車(chē)載三相交流供電設(shè)備的智能監(jiān)控單元，其特征在于，包括功率母板(I)和控制板⑵， 所述功率母板(I)包括輔助供電單元(U1)、防雷單元(U2)和保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行單元(U3)，所述控制板(2)包括三相交流電流檢測(cè)單元(U4)、三相交流電壓檢測(cè)單元(U5)，漏電檢測(cè)單元(U6)、主控單元(U7)和接地狀態(tài)檢測(cè)單元(U8)； 所述輔助供電單元(U1)、防雷單元(U2)和保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行單元(U3)從左至右依次串接在三相交流供電輸入端與輸出端之間； 所述三相交流電流檢測(cè)單元(U4)、三相交流電壓檢測(cè)單元(U5)和漏電檢測(cè)單元(U6)并聯(lián)在所述防雷單元(U2)和保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行單元(U3)之間的相線和中線之間，所述三相交流電流檢測(cè)單元(U4)、三相交流電壓檢測(cè)單元(U5)和漏電檢測(cè)單元(U6)的輸出端與所述主控單元(U7)相連； 所述接地狀態(tài)檢測(cè)單元(U8)并聯(lián)在車(chē)體外殼和地樁之間，其輸出端與所述主控單元(U7)相連； 所述主控單元(U7)與保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行單元(U3)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車(chē)載三相交流供電設(shè)備的智能監(jiān)控單元，其特征在于，所述輔助供電單元(Ul)包括輔助供電模塊(Ula)和高電壓鉗位單元(Ulb)，所述高電壓鉗位單元(Ulb)可以采用二極管和三極管配合的鉗位電路將高電壓鉗制到一個(gè)確定的低電壓上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車(chē)載三相交流供電設(shè)備的智能監(jiān)控單元，其特征在于，所述接地狀態(tài)檢測(cè)單元(U8)包括并聯(lián)連接的接地電壓檢測(cè)電路和接地電阻檢測(cè)電路； 所述接地電壓檢測(cè)電路包括運(yùn)算放大器，其正電源端接+12V電壓，+12V電壓連接電容C3后連至車(chē)體端并接地，運(yùn)算放大器同相輸入端從左至右連接有二極管Dl與電阻R5地樁線與車(chē)體線之間還并聯(lián)有電阻R6、肖特基二極管Z1、和電容C2，運(yùn)算放大器負(fù)電源端接地，反相輸入端接有電阻R4和電阻Rl，并連接至+12V電壓，運(yùn)算放大器負(fù)電源端與電阻Rl、R4的中點(diǎn)之間還并聯(lián)有電阻R2，電阻R3和電容Cl，運(yùn)算放大器的同相輸入端與輸出端之間連有電阻R7，運(yùn)算放大器的輸出端還連接有電阻R8，反向連接有肖特基二極管Z2，Z2的負(fù)極接地，Z2兩端并聯(lián)有電阻R9，接地電壓檢測(cè)信號(hào)由R8與Z2的中點(diǎn)處輸出； 所述接地電阻檢測(cè)電路包括運(yùn)算放大器，其正電源端接+12V電壓，+12V電壓連接電容C6后連至車(chē)體端并接地，運(yùn)算放大器同相輸入端從左至右連接有電阻R12，地樁線與車(chē)體線之間還并聯(lián)有電阻R16、肖特基二極管Z3、和電容C，運(yùn)算放大器負(fù)電源端接地，反相輸入端接有電阻Rll和電阻R15，并連接至+12V電壓，該電壓端與地樁間還連接有電阻R10，運(yùn)算放大器負(fù)電源端與電阻R11、R15的中點(diǎn)之間還并聯(lián)有電阻R13，電阻R14和電容C4，運(yùn)算放大器的同相輸入端與輸出端之間連有電阻R17，運(yùn)算放大器的輸出端還連接有電阻R18，反向連接有肖特基二極管Z4，TA的負(fù)極接地，Z4兩端并聯(lián)有電阻R19，接地電阻檢測(cè)信號(hào)由R18與Z4的中點(diǎn)處輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車(chē)載三相交流供電設(shè)備的智能監(jiān)控單元，其特征在于， 所述三相交流電壓檢測(cè)單元(U5)包括三個(gè)電源差分采樣電路，即線電壓Vuv檢測(cè)信號(hào)電路、線電壓V胃檢測(cè)信號(hào)電路和線電壓Vuw檢測(cè)信號(hào)電路，分別對(duì)三相交流電源輸入端的火線對(duì)零線的電壓進(jìn)行采集和穩(wěn)壓濾波處理； 所述線電壓Vuv檢測(cè)信號(hào)電路包括運(yùn)算放大器，三相交流電壓U線連接若干電阻后連至運(yùn)算放大器的反相輸入端，三相交流電壓V線連接若干電阻后連至運(yùn)算放大器的同相輸入端，運(yùn)算放大器的負(fù)電源端接-12V電源，該電源連接一電容后接地，運(yùn)算放大器的正電源端接+12V電源，該電源還連接有一電容，電容的另一端接地，運(yùn)算放大器的同相輸入端與正電源端的接地點(diǎn)之間并聯(lián)有一電阻和一電容，運(yùn)算放大器的反相輸入端與輸出端之間還并聯(lián)有一個(gè)電阻和一個(gè)電容，運(yùn)算放大器的輸出端輸出線電壓Vuv檢測(cè)信號(hào)； 所述線電壓Vvw檢測(cè)信號(hào)電路包括運(yùn)算放大器，三相交流電壓V線連接若干電阻后連至運(yùn)算放大器的反相輸入端，三相交流電壓W線連接若干電阻后連至運(yùn)算放大器的同相輸入端，運(yùn)算放大器的負(fù)電源端接-12V電源，該電源連接一電容后接地，運(yùn)算放大器的正電源端接+12V電源，該電源還連有一電容后接地，運(yùn)算放大器的同相輸入端與正電源端的接地點(diǎn)之間并聯(lián)有一電阻和一電容，運(yùn)算放大器的反相輸入端與輸出端之間還并聯(lián)有一個(gè)電阻和一個(gè)電容，運(yùn)算放大器的輸出端輸出線電壓Vvw檢測(cè)信號(hào)； 所述線電壓Vvw檢測(cè)信號(hào)電路包括運(yùn)算放大器，三相交流電壓U線連接若干電阻后連至運(yùn)算放大器的反相輸入端，三相交流電壓W線連接若干電阻后連至運(yùn)算放大器的同相輸入端，該同相輸入端連一電容后接地，該電容兩端還并聯(lián)有一個(gè)電阻，運(yùn)算放大器的反相輸入端與輸出端之間還并聯(lián)有一個(gè)電阻和一個(gè)電容，運(yùn)算放大器的輸出端輸出線電壓Vuw檢測(cè)信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車(chē)載三相交流供電設(shè)備的智能監(jiān)控單元，其特征在于，所述主控單元(U7)上還包括電壓顯示單元、電流顯示單元和接地狀態(tài)顯示單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車(chē)載三相交流供電設(shè)備的智能監(jiān)控單元，其特征在于，所述漏電檢測(cè)單元(U6)包括對(duì)三相電流電源的感應(yīng)漏電電流進(jìn)行采集和穩(wěn)壓濾波處理的漏電檢測(cè)部，以及對(duì)漏電檢測(cè)部輸出的信號(hào)分別進(jìn)行放大并輸入至主控單元(U7)相應(yīng)端口的運(yùn)算放大器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述`的車(chē)載三相交流供電設(shè)備的智能監(jiān)控單元，其特征在于，所述高電壓鉗位單元(Ulb)并聯(lián)在三相交流供電輸入端的U線與V線之間，其利用二極管和三極管配合的鉗位電路將高電壓鉗制到一個(gè)確定的低電壓上為控制板(2)供電。
【文檔編號(hào)】H02J3/00GK103487707SQ201310479012
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月14日
【發(fā)明者】駱志偉, 陳曉雷, 馬榮華, 張輝, 王艷玲, 歐陽(yáng)松 申請(qǐng)人:北京航天發(fā)射技術(shù)研究所, 中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院