本實(shí)用新型涉及掉電檢測(cè)電路，尤其涉及一種智能掉電檢測(cè)電路及繼電保護(hù)裝置。

背景技術(shù)：

在一些電子設(shè)備中，繼電器（relay）是一種電控制器件，是當(dāng)輸入量（激勵(lì)量）的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的一種電器。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動(dòng)關(guān)系。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制電路中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。

當(dāng)電力系統(tǒng)中的電力元件（如發(fā)電機(jī)、線路等）或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障危及電力系統(tǒng)安全運(yùn)行時(shí)，能夠向運(yùn)行值班人員及時(shí)發(fā)出警告信號(hào)，或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令以終止這些事件發(fā)展的一種自動(dòng)化措施和設(shè)備。實(shí)現(xiàn)這種自動(dòng)化措施的成套設(shè)備，一般通稱為繼電保護(hù)裝置。

常用的繼電保護(hù)裝置的控制電路，如圖1所示，通過繼電保護(hù)裝置中的單片機(jī)MCU的I/O口來控制繼電器。

而在使用中，繼電保護(hù)裝置在掉電/晃電的情況下，由于繼電保護(hù)裝置的弱電5V/3.3V電壓下降至某個(gè)點(diǎn)（2.3~2.6V之間）時(shí)，裝置內(nèi)部的A/D檢測(cè)出現(xiàn)問題，單片機(jī)MCU向繼電器發(fā)動(dòng)作信號(hào)，從而造成誤動(dòng)作。在繼電保護(hù)的應(yīng)用中，當(dāng)繼電器誤動(dòng)就有可能造成大面積的斷電、乃至更大事故的發(fā)生。如何檢測(cè)繼電保護(hù)裝置掉電/晃電，保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)亟待解決。

傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置采用特殊裝置電源模塊，其特殊之處就是有掉電順序要求，先斷繼電器控制電源DC24V，再斷5V工作電源，這樣即使單片機(jī)MCU發(fā)保護(hù)動(dòng)作命令，保護(hù)繼電器因失電也不動(dòng)作，但此特殊電源模塊比常規(guī)電源模塊成本高許多并且硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜，增加技術(shù)難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中特殊電源模塊成本高以及硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜且繼電保護(hù)裝置在掉電/晃電的情況下容易造成誤動(dòng)作的問題，本實(shí)用新型提供一種掉電檢測(cè)電路及繼電保護(hù)裝置，具有硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，成本低，響應(yīng)快速的優(yōu)點(diǎn)。

一種掉電檢測(cè)電路，其解決技術(shù)問題的技術(shù)方案是：包括穩(wěn)壓模塊和比較器，比較器的供電端連接電源模塊中的待檢測(cè)的弱電側(cè)供電模塊，穩(wěn)壓模塊的輸入端連接該弱電側(cè)供電模塊，穩(wěn)壓模塊的輸出端連接至比較器的一個(gè)輸入端；比較器的另一個(gè)輸入端與待檢測(cè)的弱電側(cè)供電模塊相連，比較器的輸出端輸出檢測(cè)信號(hào)。

所述穩(wěn)壓模塊與弱電側(cè)供電模塊連接的輸入端還接有一個(gè)接地的濾波電容C1；穩(wěn)壓模塊的輸出端經(jīng)過一個(gè)電阻R3連接至比較器；穩(wěn)壓模塊的輸出端還接有接地的濾波電容C3以及串聯(lián)并接地的限流電阻R1和R2。

當(dāng)出現(xiàn)晃電/斷電現(xiàn)象時(shí)，電源模塊的強(qiáng)電側(cè)供電模塊迅速失電，弱電側(cè)供電模塊輸入也在降低，由于穩(wěn)壓模塊的關(guān)系，輸出電壓衰減的慢，在程序檢測(cè)的一個(gè)周期內(nèi)，可以認(rèn)為基準(zhǔn)電壓2.9V不變，也就是比較器中的比較基準(zhǔn)不變。而比較器中另外一個(gè)輸入端為電源模塊的弱電側(cè)供電模塊，隨著晃電/斷電現(xiàn)象的出現(xiàn)，開始發(fā)生衰減，而且在程序檢測(cè)的一個(gè)周期內(nèi)衰減速度很快，導(dǎo)致比較器的輸出端波形發(fā)生變化。由于LM393的工作范圍是2～ 36V，所以，在電壓衰減的過程中，比較器一直處于工作狀態(tài)，不會(huì)出現(xiàn)停止工作的情況。

一種繼電保護(hù)裝置使用了上述掉電檢測(cè)電路，其技術(shù)方案是：由電源模塊、掉電檢測(cè)電路、單片機(jī)MCU、繼電器組成，其中，電源模塊包括強(qiáng)電側(cè)供電模塊和待檢測(cè)的弱電側(cè)供電模塊；強(qiáng)電側(cè)供電模塊連接繼電器開關(guān)；待檢測(cè)的弱電側(cè)供電模塊連接單片機(jī)MCU、繼電器線圈及掉電檢測(cè)電路；其中，所述掉電檢測(cè)電路中的比較器輸出端接單片機(jī)MCU上的一個(gè)設(shè)置為上升沿中斷的輸入端口。

所述的弱電側(cè)供電模塊的電壓由強(qiáng)電側(cè)供電模塊的電壓通過電路變換得到，為低壓直流供電。

當(dāng)比較器的輸出端輸出上升沿時(shí)，單片機(jī)MCU的輸入端口被上升沿觸發(fā)，利用程序控制繼電保護(hù)裝置退出保護(hù)模式，線圈不通電，繼電器不再動(dòng)作，無論A/D檢測(cè)是否異常，都不會(huì)影響電網(wǎng)的運(yùn)行。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型簡(jiǎn)化硬件電源設(shè)計(jì)線路，降低產(chǎn)品硬件成本、同時(shí)節(jié)省能源原材料、有利于環(huán)保、降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

附圖說明

圖1為常用的繼電器控制電路。

圖2為掉電檢測(cè)電路結(jié)構(gòu)框圖。

圖3為使用了掉電檢測(cè)電路的繼電保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

圖4為本實(shí)用新型電路原理圖。

圖5為繼電保護(hù)裝置掉電檢測(cè)的流程圖。

具體實(shí)施方式

根據(jù)圖2所示，一種掉電檢測(cè)電路，包括穩(wěn)壓模塊和比較器，比較器的供電端連接電源模塊中的待檢測(cè)的弱電側(cè)供電模塊，穩(wěn)壓模塊的輸入端連接該弱電側(cè)供電模塊，穩(wěn)壓模塊的輸出端連接至比較器的一個(gè)輸入端；比較器的另一個(gè)輸入端與待檢測(cè)的弱電側(cè)供電模塊相連，比較器的輸出端輸出檢測(cè)信號(hào)。

所述穩(wěn)壓模塊與弱電側(cè)供電模塊連接的輸入端還接有一個(gè)接地的濾波電容C1；穩(wěn)壓模塊的輸出端經(jīng)過一個(gè)電阻R3連接至比較器；穩(wěn)壓模塊的輸出端還接有接地的濾波電容C3以及串聯(lián)并接地的限流電阻R1和R2。

如圖4所示，所述的穩(wěn)壓模塊為TPS7A8300 。

所述的比較器為L(zhǎng)M393。

所述的穩(wěn)壓模塊輸出端電壓為2.9V。

電源V_C為5V。

電源V_C1為3.3V。

電源V_C和電源V_C1均為弱電側(cè)供電模塊的輸出電壓。

具體的電路連接是：電源V_C并聯(lián)濾波電容C1后，連接TPS7A8300的第15管腳；TPS7A8300的第13管腳連接電容C2后接地；TPS7A8300的第1管腳輸出2.9V電壓連接電阻R3后連接比較器LM393的第三管腳；比較器LM393的第二管腳連接電源V_C1；比較器LM393的第一管腳為輸出管腳；

其中，TPS7A8300的第1管腳（輸出2.9V的管腳）并聯(lián)著：濾波電容C3并接地的電路及限流電阻R1串聯(lián)R2并接地的電路。

如圖3所示，一種繼電保護(hù)裝置使用了上述掉電檢測(cè)電路，其技術(shù)方案是：由電源模塊、掉電檢測(cè)電路、單片機(jī)MCU、繼電器組成，其中，電源模塊包括強(qiáng)電側(cè)供電模塊和待檢測(cè)的弱電側(cè)供電模塊；強(qiáng)電側(cè)供電模塊連接繼電器開關(guān)；待檢測(cè)的弱電側(cè)供電模塊連接單片機(jī)MCU、繼電器線圈及掉電檢測(cè)電路；其中，所述掉電檢測(cè)電路中的比較器輸出端接單片機(jī)MCU上的一個(gè)設(shè)置為上升沿中斷的輸入端口。

所述的弱電側(cè)供電模塊的電壓由強(qiáng)電側(cè)供電模塊的電壓通過電路變換得到，為低壓直流供電。

如圖4所示，具體的，單片機(jī)MCU連接電源V_C1，單片機(jī)MCU的輸入端口P連接LM393的第一管腳，并設(shè)置此輸入端口P為上升沿中斷；所述的單片機(jī)MCU為繼電保護(hù)裝置所使用的單片機(jī)。

所述的V_C1為弱電側(cè)供電模塊的輸出電壓3.3V，為單片機(jī)MCU供電。

如圖5所示，一種使用了上述掉電檢測(cè)電路的繼電保護(hù)裝置的工作方法，其技術(shù)方案是：其工作流程為：1、 掉電檢測(cè)電路監(jiān)測(cè)電源模塊中的弱電供電電壓，當(dāng)弱電供電電壓輸出低于2.9V時(shí)，掉電檢測(cè)電路發(fā)上升沿中斷給單片機(jī)MCU。

2、 單片機(jī) MCU接收到中斷信號(hào)，程序控制繼電保護(hù)裝置的保護(hù)功能使能退出，A/D紊亂報(bào)錯(cuò)單片機(jī)也不會(huì)發(fā)控制信號(hào)給控制繼電器，從而防止保護(hù)裝置誤動(dòng)。

3、 當(dāng)電壓恢復(fù)或者電壓正常上電過程中，裝置自動(dòng)識(shí)別并恢復(fù)正常保護(hù)功能。