本發(fā)明涉及開關(guān)柜領(lǐng)域，特別涉及一種開關(guān)柜狀態(tài)綜合指示儀。

背景技術(shù)：

開關(guān)柜狀態(tài)指示儀是根據(jù)當前中壓系統(tǒng)開關(guān)柜技術(shù)發(fā)展而開發(fā)的一種新型的多功能智能化模擬動態(tài)指示裝置。為了防止操作人員誤操作而導致設(shè)備和人員傷亡，在高壓開關(guān)制造行業(yè)中，所采用的技術(shù)方案能實現(xiàn)斷路器與運載斷路器小車之間、接地開關(guān)與運載斷路器小車之間安裝上聯(lián)鎖裝置。此種技術(shù)方案雖然能實現(xiàn)斷路器處于合閘狀態(tài)時運載斷路器的小車不能移動，運載斷路器的小車在工作位置與實驗位置之間時斷路器合不上閘，并能防止有電合接地開關(guān)及接地開關(guān)合閘時推入運載斷路器的小車，但機械裝置在制造上難于達到精度要求，使用中必然存在磨損，因此不可避免地會出現(xiàn)故障，若無報警裝置，在聯(lián)鎖裝置出現(xiàn)故障時勢必會發(fā)生事故。

對于開關(guān)柜狀態(tài)指示儀中的語音音頻驅(qū)動電路中，主控MCU輸出語音信號，經(jīng)過濾波和增益放大，作為語音功率放大器的輸入信號，經(jīng)過音功率放大器的處理之后輸出以驅(qū)動音頻設(shè)備。然而在實際的應用當中，由于主控MCU除驅(qū)動語音功率放大器外，還常帶有其他負載，例如數(shù)碼屏、電機等，當主控MCU輸出音頻信號的同時，還輸出用以驅(qū)動其他較大負載(如數(shù)碼屏、電機等)的驅(qū)動信號，此時主控MCU輸出的用以驅(qū)動語音功率放大器的音頻信號則可能會出現(xiàn)波動或噪聲，驅(qū)動信號中夾雜的微小的波動或噪聲經(jīng)過語音功率放大器的增益放大之后輸出給音頻設(shè)備，則會導致音頻設(shè)備出現(xiàn)較大的噪音。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種能有效地實現(xiàn)斷路器手車誤操作的提示和報警、增強開關(guān)柜狀態(tài)綜合指示儀的安全性、結(jié)構(gòu)簡單、便于制作、安裝及調(diào)試方便、能降低音頻設(shè)備的噪音的開關(guān)柜狀態(tài)綜合指示儀。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種開關(guān)柜狀態(tài)綜合指示儀，包括MCU、光電隔離輸入電路、多路切換開關(guān)、人體感應探頭、人體感應模塊、語音驅(qū)動電路、揚聲器和顯示屏，當人與開關(guān)柜的距離在設(shè)定范圍內(nèi)時，所述人體感應探頭將感應的光度信號通過所述人體感應模塊轉(zhuǎn)換為電平變化信號，所述人體感應模塊將所述電平變化信號通過多路切換開關(guān)發(fā)送到所述MCU，所述光電隔離輸入電路接收外部的第一開關(guān)柜狀態(tài)信號，將第一開關(guān)柜狀態(tài)信號進行電平轉(zhuǎn)換得到第二開關(guān)柜狀態(tài)信號，并將所述第二開關(guān)柜狀態(tài)信號通過所述多路切換開關(guān)發(fā)送到所述MCU，所述MCU作出相應的判斷后，向所述語音驅(qū)動電路發(fā)出相應的語音報警信號，所述語音驅(qū)動電路驅(qū)動所述揚聲器發(fā)出語音報警，所述顯示屏與所述MCU連接；

所述語音驅(qū)動電路包括語音功率放大芯片、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第四電解電容、第五電解電容、第六電容和第一三極管，所述第一三極管的基極通過所述第六電容分別與所述第四電阻的一端和第五電阻的一端連接，所述第一三極管的發(fā)射極通過所述第六電阻接地，所述第四電阻的另一端接地，所述第五電阻的另一端與所述MCU連接，所述第一三極管的集電極分別與所述第一電容的一端和第三電阻的一端連接，所述第三電阻的另一端和第二電容的一端均連接第一電源，所述第二電容的另一端接地，所述第一電容的另一端與所述通過所述第一電阻分別與所述第二電阻的一端和語音功率放大芯片的一增益引腳連接，所述第二電阻的另一端與所述語音功率放大芯片的另一增益引腳連接，所述第三電容和第五電解電容并聯(lián)，其并聯(lián)的一端分別連接第二電源和語音功率放大芯片，并聯(lián)的另一端與所述語音功率放大芯片連接并接地，所述第四電解電容的正極與所述語音功率放大芯片連接，所述第四電解電容的負極接地。

在本發(fā)明所述的開關(guān)柜狀態(tài)綜合指示儀中，所述語音驅(qū)動電路還包括第八電阻，所述第八電阻的一端與所述第二電源連接，所述第八電阻的另一端與所述語音功率放大芯片連接。

在本發(fā)明所述的開關(guān)柜狀態(tài)綜合指示儀中，所述語音驅(qū)動電路還包括第九電阻，所述第九電阻的一端接地，所述第九電阻的另一端與所述語音功率放大芯片連接。

在本發(fā)明所述的開關(guān)柜狀態(tài)綜合指示儀中，所述語音驅(qū)動電路還包括第十電阻，所述第十電阻的一端與所述第四電解電容的正極連接，所述第十電阻的另一端與所述語音功率放大芯片連接。

在本發(fā)明所述的開關(guān)柜狀態(tài)綜合指示儀中，所述語音驅(qū)動電路還包括第十一電阻，所述第十一電阻的一端與所述第四電解電容的正極連接，所述第十一電阻的另一端與所述語音功率放大芯片連接。

在本發(fā)明所述的開關(guān)柜狀態(tài)綜合指示儀中，所述第一開關(guān)柜狀態(tài)信號包括高壓帶電狀況信號、接地刀位置信號、斷路器位置信號、斷路器手車工作位置信號和斷路器手車實驗位置信號。

在本發(fā)明所述的開關(guān)柜狀態(tài)綜合指示儀中，所述第一三極管為NPN型三極管。

實施本發(fā)明的開關(guān)柜狀態(tài)綜合指示儀，具有以下有益效果：由于人體感應探頭將感應的光度信號通過人體感應模塊經(jīng)過轉(zhuǎn)換后最終發(fā)送到MCU，光電隔離輸入電路將接收的第一開關(guān)柜狀態(tài)信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換后最終發(fā)送到MCU，MCU控制語音驅(qū)動電路驅(qū)動揚聲器發(fā)出語音報警，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在機械聯(lián)鎖裝置失效或操作人員強行違章操作地情況下，能有效地實現(xiàn)斷路器手車誤操作的提示和報警，從而增強開關(guān)柜狀態(tài)綜合指示儀的安全性，該開關(guān)柜狀態(tài)綜合指示儀的結(jié)構(gòu)簡單，便于制作，安裝及調(diào)試方便；通過語音驅(qū)動電路可以濾除MCU輸出的語音音頻信號異常波動所產(chǎn)生的干擾，所以其能有效地實現(xiàn)斷路器手車誤操作的提示和報警、增強開關(guān)柜狀態(tài)綜合指示儀的安全性、結(jié)構(gòu)簡單、便于制作、安裝及調(diào)試方便、能降低音頻設(shè)備的噪音。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明開關(guān)柜狀態(tài)綜合指示儀一個實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為所述實施例中語音驅(qū)動電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明開關(guān)柜狀態(tài)綜合指示儀實施例中，該開關(guān)柜狀態(tài)綜合指示儀的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。圖1中，該開關(guān)柜狀態(tài)綜合指示儀包括MCU1、光電隔離輸入電路2、多路切換開關(guān)3、人體感應探頭4、人體感應模塊5、語音驅(qū)動電路6、揚聲器7和顯示屏8，其中，人體反應探頭4的輸出端與人體感應模塊5的輸入端連接，人體感應模塊5的輸出端與多路切換開關(guān)3的一個輸入端連接，光電隔離輸入電路2的輸出端與多路切換開關(guān)3的另一個輸入端連接，多路切換開關(guān)3的輸出端與MCU1的輸入端連接，顯示屏8的輸入端與MCU1的一個輸出端連接，MCU1的另一個輸出端與語音驅(qū)動電路6的輸入端連接，語音驅(qū)動電路6的輸出端與揚聲器7的輸入端連接。

本實施例中，人體感應模塊5正常輸出5V電壓，通過多路切換開關(guān)3傳送到MCU1，當人與開關(guān)柜的距離在設(shè)定范圍內(nèi)時(例如：人體距離開關(guān)柜五米之內(nèi)時)，人體感應探頭4感應到周圍光度的變化，同時將感應的光度信號通過人體感應模塊5轉(zhuǎn)換為電平變化信號，該電平變化信號由5V信號變?yōu)?V，人體感應模塊5將該電平變化信號通過多路切換開關(guān)3發(fā)送到MCU1，MCU1接收到該電平變化信號后再判斷開關(guān)柜現(xiàn)有的輸入信號的狀態(tài)及帶電情況，即開關(guān)柜位置狀態(tài)、接地刀位置狀態(tài)、斷路器運載手車的位置狀態(tài)以及高壓帶電的狀態(tài)，光電隔離輸入電路2接收外部的第一開關(guān)柜狀態(tài)信號，將第一開關(guān)柜狀態(tài)信號進行電平轉(zhuǎn)換(由0V轉(zhuǎn)換為5V)得到第二開關(guān)柜狀態(tài)信號，并將第二開關(guān)柜狀態(tài)信號通過多路切換開關(guān)3發(fā)送到MCU1，MCU1作出相應的判斷后，向語音驅(qū)動電路6發(fā)出相應的語音報警信號，語音驅(qū)動電路6驅(qū)動揚聲器7發(fā)出語音報警，從而保證開關(guān)柜的可靠安全運行，顯示屏8與MCU1連接，用于顯示開關(guān)柜現(xiàn)有的輸入信號的狀態(tài)及帶電情況。

值得一提的是，第一開關(guān)柜狀態(tài)信號包括高壓帶電狀況信號、接地刀位置信號、斷路器位置信號、斷路器手車工作位置信號和斷路器手車實驗位置信號，這些信號可以通過多路切換開關(guān)3選通其中一路信號送到MCU1。與現(xiàn)有技術(shù)相比，在機械聯(lián)鎖裝置失效或操作人員強行違章操作地情況下，能有效地實現(xiàn)斷路器手車誤操作的提示和報警，從而增強了開關(guān)柜操作的安全性。該開關(guān)柜狀態(tài)綜合指示儀的結(jié)構(gòu)簡單，便于制作，安裝及調(diào)試較為方便。

圖2為本實施例中語音驅(qū)動電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖，圖2中，該語音驅(qū)動電路6包括語音功率放大芯片U1、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第四電解電容C4、第五電解電容C5、第六電容C6和第一三極管Q1，第一三極管Q1的基極通過第六電容C6分別與第四電阻R4的一端和第五電阻R5的一端連接，第一三極管Q1的發(fā)射極通過第六電阻R6接地，第四電阻R4的另一端接地，第五電阻R5的另一端與MCU1連接。

第一三極管Q1的集電極分別與第一電容C1的一端和第三電阻R3的一端連接，第三電阻R3的另一端和第二電容C2的一端均連接第一電源VCC，第二電容C2的另一端接地，第一電容C1的另一端與通過第一電阻R1分別與第二電阻R2的一端和語音功率放大芯片U1的一增益引腳連接，第二電阻R2的另一端與語音功率放大芯片U1的另一增益引腳連接，第三電容C3和第五電解電容C5并聯(lián)，其并聯(lián)的一端分別連接第二電源VDD和語音功率放大芯片U1，并聯(lián)的另一端與語音功率放大芯片U1連接并接地，第四電解電容C4的正極與語音功率放大芯片U1連接，第四電解電容C4的負極接地。

上述第六電阻R6為限流電阻，用于對第一三極管Q1的發(fā)射極所在的支路進行過流保護，提高該開關(guān)柜狀態(tài)綜合指示儀的安全可靠性能。第六電容C6為耦合電容，用于防止第一三極管Q1與MCU1之間的干擾。

其中，第一三極管Q1、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第二電容C2和第六電容C6構(gòu)成降噪電路，用于濾除MCU1輸出的語音報警信號的波動噪聲，MCU1輸出的語音報警信號作為第一三極管Q1的控制信號，當MCU1輸出的語音報警信號的電壓大于第一三極管Q1的導通電壓時，第一三極管Q1就會導通，當MCU1輸出的語音報警信號的電壓小于第一三極管Q1的導通電壓時，第一三極管Q1關(guān)斷，也就是說，第一三極管Q1的輸出只有開和關(guān)兩種信號，當?shù)谝蝗龢O管Q1導通時，該降噪電路輸出0V的低電平，當?shù)谝蝗龢O管Q1關(guān)斷時，該降噪電路輸出其電壓值等于第一電源VCC的高電平，以達到該降噪電路濾除MCU1輸出的語音報警信號由于異常波動所產(chǎn)生的干擾。本實施例中，第三電容C3和第五電解電容C5并聯(lián)后構(gòu)成電源電路，第二電阻R2和第七電阻R7構(gòu)成增益放大電路，第一電阻R1和第一電容C1串聯(lián)后構(gòu)成高通濾波電路。

上述降噪電路可以濾除MCU1輸出的語音報警信號輸出的語音報警信號異常波動所產(chǎn)生的干擾，MCU1輸出的語音報警信號首先經(jīng)過降噪電路，然后通過高通濾波電路和增益放大電路的濾波和放大處理，再進入語音功率放大芯片U1，通過語音功率放大芯片U1的處理之后驅(qū)動揚聲器7發(fā)出語音報警，這樣可以降低或者去除揚聲器的噪音。

本實施例中，該語音驅(qū)動電路6還包括第七電阻R7，第七電阻R7的一端與第一電阻R1的一端連接，第七電阻R7的另一端與第二電阻R2的一端連接。第七電阻R7為限流電阻，用于對第一三極管Q1的集電極所在的支路進行過流保護，以進一步提高該開關(guān)柜狀態(tài)綜合指示儀的安全性能。

本實施例中，該語音驅(qū)動電路6還包括第八電阻R8，第八電阻R8的一端與第二電源VDD連接，第八電阻R8的另一端與語音功率放大芯片U1連接。第八電阻R8為限流電阻，用于進行過流保護。本實施例中，該語音驅(qū)動電路6還包括第九電阻R9，第九電阻R9的一端接地，第九電阻R9的另一端與語音功率放大芯片U1連接。第九電阻R9為限流電阻，用于進行過流保護，使得該開關(guān)柜狀態(tài)綜合指示儀的安全性能進一步得到保證。

本實施例中，該語音驅(qū)動電路6還包括第十電阻R10，第十電阻R10的一端與第四電解電容C4的正極連接，第十電阻R10的另一端與語音功率放大芯片U1連接。第十電阻R10為限流電阻，用于進行過流保護。該語音驅(qū)動電路6還包括第十一電阻R11，第十一電阻R11的一端與第四電解電容C4的正極連接，第十一電阻R11的另一端與語音功率放大芯片U1連接。第十一電阻R11為限流電阻，用于進行過流保護。上述第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10和第十一電阻R11均是與語音功率放大芯片U1的不同引腳連接。

本實施例中，第一三極管Q1為NPN型三極管。當然，在實際應用中，第一三極管Q1也可以為PNP型三極管，但這時該開關(guān)柜狀態(tài)綜合指示儀的電路結(jié)構(gòu)要相應發(fā)生變化。

總之，在本實施例中，當斷路器處于合閘狀態(tài)，誤將運載斷路器手車從實驗位置推至工作位置時會發(fā)出語音報警；當接地開關(guān)處于合閘狀態(tài)，誤將運載斷路器小車從試驗位置推至工作位置時會發(fā)出語音報警。當斷路器處于合閘狀態(tài)，接地開關(guān)處于合閘狀態(tài)，誤將運載斷路器小車從試驗位置推至工作位置時，則發(fā)出語音報警；當開關(guān)柜的柜體主回路送電時，即三相帶電回路有信號發(fā)給MCU1時，如果此時有人在柜前停留，則發(fā)出語音報警。該開關(guān)柜狀態(tài)綜合指示儀能有效地實現(xiàn)斷路器手車誤操作的提示和報警，從而增強開關(guān)柜操作的安全性。該該開關(guān)柜狀態(tài)綜合指示儀的結(jié)構(gòu)簡單，便于制作，安裝及調(diào)試較為方便。語音驅(qū)動電路6可以降低或者去除音頻設(shè)備的噪音，因此可以解決因語音報警信號中夾雜入微弱噪聲而導致音頻設(shè)備出現(xiàn)較大噪音的問題。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。