微機(jī)保護(hù)裝置抗干擾開關(guān)量檢測電路的制作方法
【專利摘要】微機(jī)保護(hù)裝置抗干擾開關(guān)量檢測電路，包括至少一個(gè)開關(guān)量檢測單元，檢測開關(guān)量節(jié)點(diǎn)的開關(guān)量，并輸出檢測信號(hào)；還包括電源同步使能電路，其輸出外部交流驅(qū)動(dòng)電源的同步使能信號(hào)，所述同步使能信號(hào)與所述檢測信號(hào)進(jìn)行同步使能；電平轉(zhuǎn)換電路，濾波電路，與所述電平轉(zhuǎn)換電路的輸出連接，過濾所述檢測信號(hào)中與所述同步使能信號(hào)不同步的檢測信號(hào)，過濾后的信號(hào)發(fā)送給微處理器；在同步使能信號(hào)作用下，各開關(guān)量檢測單元輸出的檢測信號(hào)只有在與交流驅(qū)動(dòng)電源同步的情況下有效輸出。提高開關(guān)量抗干擾能力和開關(guān)量確認(rèn)的準(zhǔn)確度，達(dá)到減少開關(guān)量尤其是非電量保護(hù)的誤動(dòng)作，提高微機(jī)保護(hù)裝置的可靠性。
【專利說明】微機(jī)保護(hù)裝置抗干擾開關(guān)量檢測電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種開關(guān)量檢測電路，具體地說是一種微機(jī)保護(hù)裝置抗干擾開關(guān)量檢測電路。
【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，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)量的檢測是非常重要的，開關(guān)量檢測是指微處理器通過檢測電路獲得微機(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1.0引腳可讀取的高低電平輸入量。
[0004]開關(guān)量檢測電路與一次設(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)有一些檢測開關(guān)量的電路，如中國專利文獻(xiàn)CN203056577U、名稱為《通用型開關(guān)量采集電路》中公布了一種通用型開關(guān)量采集電路，在電壓正極和電壓負(fù)極之間依次串聯(lián)有外部開關(guān)量K、電阻Rl和光電耦合器，所述光電耦合器的兩端并聯(lián)設(shè)置有電阻R2，輸入電源經(jīng)光電稱合器的光敏二極管與微處理器MCU連接,所述光電稱合器為雙極性光電耦合器，在所述雙極性光電耦合器和微處理器MCU之間設(shè)置有濾波電路。解決了現(xiàn)有技術(shù)中的中間繼電器采集開關(guān)量的實(shí)時(shí)性較差、返回值大且線圈易損壞，普通光電耦合器采集電路易損壞、去抖動(dòng)能力差、不適用于交流電源和采集距離短等技術(shù)問題，提供了一種去抖動(dòng)能力強(qiáng)、交直流通用且采集距離遠(yuǎn)的通用型開關(guān)量采集電路。
[0006]該專利中的開關(guān)量檢測電路，當(dāng)在實(shí)際應(yīng)用中，使用外部交流驅(qū)動(dòng)電源時(shí)，存在如下問題:
I)使用交流220V/110V電源做開關(guān)量檢測的驅(qū)動(dòng)電源帶來的問題。由于普通光耦是單向工作的即只有過電流從光耦二極管正極流向負(fù)極，才能工作。因此使用普通光耦在交流開關(guān)量驅(qū)動(dòng)電源下，只有交流電源供電的正半周具有開關(guān)量檢測的能力，無法實(shí)現(xiàn)交流電源全周期時(shí)間內(nèi)的開關(guān)量檢測，時(shí)間上存在開關(guān)量檢測的盲區(qū)，因此出現(xiàn)開關(guān)量檢測不及時(shí)或漏檢的情況。
[0007]2)遠(yuǎn)距離開關(guān)量檢測問題:配電系統(tǒng)中存在一些直接作用于信號(hào)出口和跳閘的開關(guān)量，如一次配電變壓器設(shè)備的溫度、瓦斯等非電量傳感器輸出的節(jié)點(diǎn)。這些節(jié)點(diǎn)分布在變壓器本體中，與配電柜距離較遠(yuǎn)(可達(dá)幾百米)，且電磁環(huán)境惡劣，易受干擾。同時(shí)這些節(jié)點(diǎn)一旦閉合，就要啟動(dòng)微機(jī)保護(hù)中的非電量保護(hù)元件，實(shí)現(xiàn)跳閘，因此要求可靠性高，否則引起誤動(dòng)。在實(shí)際應(yīng)用中，使用長導(dǎo)線對(duì)遠(yuǎn)距離的開關(guān)量進(jìn)行連接。由于導(dǎo)線存在分布電容，交流驅(qū)動(dòng)電源(交流220V，50Hz)電壓通過分布電容耦合感應(yīng)到開關(guān)量檢測輸入端，產(chǎn)生可達(dá)幾十伏到上百伏的感應(yīng)電壓，驅(qū)動(dòng)光耦電路，造成開關(guān)量誤判，引起誤動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為此，本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)中無法實(shí)現(xiàn)電源全周期時(shí)間內(nèi)的開關(guān)量檢測，并且對(duì)在判斷非電量保護(hù)開關(guān)量時(shí)，存在因?yàn)楦蓴_電壓而出現(xiàn)誤判的情況，從而提出一種在長線路開關(guān)量檢測回路中抑制干擾電壓的開關(guān)量檢測電路。 [0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種微機(jī)保護(hù)裝置抗干擾開關(guān)量檢測電路，包括至少一個(gè)開關(guān)量檢測單元，與外部電源和開關(guān)量節(jié)點(diǎn)連接，檢測開關(guān)量節(jié)點(diǎn)的開關(guān)量，并輸出開關(guān)量檢測信號(hào)；
還包括電源同步使能電路，其與所述開關(guān)量檢測單元并聯(lián)到所述外部電源上，其輸出外部電源的同步使能信號(hào)，對(duì)所述開關(guān)量檢測信號(hào)進(jìn)行同步，將與其同頻同相的檢測信號(hào)使能輸出，將不同步的信號(hào)屏蔽；
電平轉(zhuǎn)換電路，分別與所述開關(guān)量檢測單元的輸出和所述電源同步使能電路的輸出連接，將兩者輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為高低電平信號(hào)；
濾波電路，與所述電平轉(zhuǎn)換電路的輸出連接，過濾所述檢測信號(hào)中與所述同步使能信號(hào)不同步的檢測信號(hào)，過濾后的信號(hào)發(fā)送給微處理器。
[0010]優(yōu)選地，多個(gè)所述開關(guān)量檢測單元之間并聯(lián)的與外部電源連接，每個(gè)所述開關(guān)量檢測單元連接有對(duì)應(yīng)的所述電平轉(zhuǎn)換電路和所述濾波電路。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述濾波電路為低通濾波電路。
[0012]優(yōu)選地，還包括驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路，其與所述電源同步使能電路和所述開關(guān)量檢測單元連接。
[0013]優(yōu)選地，所述開關(guān)量檢測單元包括光電耦合器Un，其中n ≥1，所述光電耦合器Un與電阻Rnl和外部開關(guān)量Kn依次串聯(lián)連接在電源的零線與火線之間，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。
[0014]優(yōu)選地，所述電源同步使能電路包括光電耦合器U0，所述光電耦合器UO與電阻ROl依次串聯(lián)連接在電源的零線與火線之間，所述光電耦合器UO的發(fā)光二極管的兩端還并聯(lián)有電阻R02，所述電源同步使能電路與所述開關(guān)量檢測單元并聯(lián)的接在電源上。
[0015]優(yōu)選地，所述光電I禹合器為雙向光電I禹合。
[0016]優(yōu)選地，所述低通濾波電路包括電阻RLn，其中η≥1，所述電阻RLn的一端為所述低通濾波電路的輸入端，另一端與微處理器連接，在所述電阻RLl與微處理器連接點(diǎn)之間還與電容CLn的一端連接，所述電容CLn的另一端接地。
[0017]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低通濾波電路的輸入端連接，所述光電耦合器Un的光敏三極管的發(fā)射極與所述光電耦合器UO的集電極連接，所述光電耦合器UO的發(fā)射極接地。[0018]優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路包括電阻R03和三極管Q1，所述三極管Ql的基極通過電阻R03與所述光電耦合器UO的光敏三極管的發(fā)射極連接，所述三極管Ql的發(fā)射極接地，所述三極管Ql的集電極與所述光電耦合器Un的光敏三極管的發(fā)射極連接，所述電耦合器UO的光敏三極管的集電極外接電源Vcc。
[0019]優(yōu)選地，所述電平轉(zhuǎn)換電路還包括電阻Rn3，所述電阻Rn3 —端與所述光電耦合器Un中光敏三極管的發(fā)射極連接，另一端接地，所述光電耦合器Un中光敏三極管的發(fā)射極還與所述低通濾波電路的輸入端連接，所述光電耦合器Un的光敏三極管的集電極與所述光電耦合器UO中光敏三極管的發(fā)射極連接，所述光電耦合器UO的集電極接電源Vcc。
[0020]優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路包括電阻R03和三極管Q1，所述三極管Ql的基極通過電阻R03與所述光電耦合器UO的光敏三極管的集電極連接，所述光電耦合器UO的光敏三極管的發(fā)射極接地，所述三極管Ql的發(fā)射極外接電源Vcc。
[0021 ] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)，
(I)本發(fā)明所述的微機(jī)保護(hù)裝置抗干擾開關(guān)量檢測電路，包括至少一個(gè)開關(guān)量檢測單元，與外部電源和開關(guān)量節(jié)點(diǎn)連接，檢測開關(guān)量節(jié)點(diǎn)的開關(guān)量，并輸出檢測信號(hào)；還包括電源同步使能電路，其與所述開關(guān)量檢測單元并聯(lián)到所述外部電源上，其輸出外部電源的同步使能信號(hào)，所述同步使能信號(hào)與所述檢測信號(hào)進(jìn)行同步；電平轉(zhuǎn)換電路，分別與所述開關(guān)量檢測單元的輸出和所述電源同步使能電路的輸出連接，將兩者輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為高低電平信號(hào)；濾波電路，與所述電平轉(zhuǎn)換電路的輸出連接，過濾所述檢測信號(hào)中與所述同步使能信號(hào)不同步的檢測信號(hào)，過濾后的信號(hào)發(fā)送給微處理器；實(shí)現(xiàn)其他各路開關(guān)量檢測信號(hào)的同步使能輸出。在同步使能信號(hào)作用下，各開關(guān)量檢測單元輸出的檢測信號(hào)只有在與交流驅(qū)動(dòng)電源同步的情況下有效輸出。而于交流電源不同步由于感應(yīng)(電容感應(yīng)或電感感應(yīng))或其他干擾情況下產(chǎn)生的開關(guān)輸出，由于電容性或電感應(yīng)感應(yīng)電壓，通常與交流驅(qū)動(dòng)電源不同步，存在相位差，因此在同步使能電路作用下，不被使能輸出。通過同步使能，可以區(qū)別出正常開關(guān)量輸出，還是其他干擾或感應(yīng)電壓造成的開關(guān)誤動(dòng)作。提高開關(guān)量抗干擾能力和開關(guān)量確認(rèn)的準(zhǔn)確度，達(dá)到減少開關(guān)量尤其是非電量保護(hù)的誤動(dòng)作，提高微機(jī)保護(hù)裝置的可靠性。
[0022]( 2 )本發(fā)明所述的微機(jī)保護(hù)裝置抗干擾開關(guān)量檢測電路中，所述電平轉(zhuǎn)換電路還包括驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路，可以提升使能驅(qū)動(dòng)能力。
[0023](3)本發(fā)明所述的微機(jī)保護(hù)裝置抗干擾開關(guān)量檢測電路中，本方案所使用的光電耦合器，優(yōu)選雙向光耦，使得在交流電源驅(qū)動(dòng)下，正負(fù)半周，即全波狀態(tài)下都能實(shí)現(xiàn)開關(guān)量的監(jiān)測。使用單向光耦也能滿足電路要求，但要在單向光耦的輸入端并連一個(gè)與光耦發(fā)光二級(jí)管方向相反的保護(hù)二極管，如附圖所示。使用單向光耦，只能實(shí)現(xiàn)交流驅(qū)動(dòng)下，正半周時(shí)間內(nèi)的開關(guān)量監(jiān)測。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2-圖5是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖；圖6、圖7、圖8是本發(fā)明另外實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面提供本發(fā)明所述微機(jī)保護(hù)裝置抗干擾開關(guān)量檢測電路的【具體實(shí)施方式】。
[0026]實(shí)施例1
本發(fā)明所述的微機(jī)保護(hù)裝置抗干擾開關(guān)量檢測電路，如圖1所示，包括至少一個(gè)開關(guān)量檢測單元，與外部電源和開關(guān)量節(jié)點(diǎn)連接，檢測開關(guān)量節(jié)點(diǎn)的開關(guān)量，并輸出檢測信號(hào)，因?yàn)閷?shí)際應(yīng)用中檢測開關(guān)量時(shí)需要檢測多組的開關(guān)量，具體所述開關(guān)量檢測單元設(shè)置個(gè)數(shù)根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，所述外部電源在本實(shí)施例中為交流電源。
[0027]此外，還包括電源同步使能電路，其與所述開關(guān)量檢測單元并聯(lián)到所述外部交流電源上，其輸出外部交流電源的同步使能信號(hào)，所述同步使能信號(hào)會(huì)與所述檢測信號(hào)進(jìn)行同步，所述檢測信號(hào)中與所述同步使能信號(hào)同頻同相的信號(hào)會(huì)與其同步，其他的不能與其同步。
[0028]其次，還設(shè)置有電平轉(zhuǎn)換電路，分別與所述開關(guān)量檢測單元的輸出和所述電源同步使能電路的輸出連接，將兩者輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為高低電平信號(hào)，具體轉(zhuǎn)換為高電平信號(hào)或低電平信號(hào)按實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定；還設(shè)置濾波電路，與所述電平轉(zhuǎn)換電路的輸出連接，過濾所述檢測信號(hào)中與所述同步使能信號(hào)不同步即不同頻同相的檢測信號(hào)，過濾后的信號(hào)發(fā)送給微處理器，由微處理器進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測；實(shí)現(xiàn)其他各路開關(guān)量檢測信號(hào)的同步使能輸出。
[0029]在本實(shí)施例中，多個(gè)所述開關(guān)量檢測單元之間并聯(lián)的與外部電源連接，且每個(gè)所述開關(guān)量檢測單元連接 有對(duì)應(yīng)的所述電平轉(zhuǎn)換電路和所述濾波電路。
[0030]在同步使能信號(hào)作用下，各開關(guān)量檢測單元輸出的檢測信號(hào)只有在與交流驅(qū)動(dòng)電源同步的情況下有效輸出。而于交流電源不同步由于感應(yīng)(電容感應(yīng)或電感感應(yīng))或其他干擾情況下產(chǎn)生的開關(guān)輸出，由于電容性或電感應(yīng)感應(yīng)電壓，通常與交流驅(qū)動(dòng)電源不同步，存在相位差，因此在同步使能電路作用下，不被使能輸出。通過同步使能，可以區(qū)別出正常開關(guān)量輸出，還是其他干擾或感應(yīng)電壓造成的開關(guān)誤動(dòng)作。提高開關(guān)量抗干擾能力和開關(guān)量確認(rèn)的準(zhǔn)確度，達(dá)到減少開關(guān)量尤其是非電量保護(hù)的誤動(dòng)作，提高微機(jī)保護(hù)裝置的可靠性。
[0031]實(shí)施例2
在實(shí)施例1所述的微機(jī)保護(hù)裝置抗干擾開關(guān)量檢測電路的基礎(chǔ)上，如圖2、圖3、圖4、圖5所示，本實(shí)施例中，電源同步使能電路，包括與交流驅(qū)動(dòng)電源的同頻同相的同步信號(hào)產(chǎn)生的電源同步檢測光耦電路和開關(guān)量輸出的同步使能電路，見圖2。其中，交流驅(qū)動(dòng)電源的同步信號(hào)產(chǎn)生電路，即該電路獲取并輸出交流驅(qū)動(dòng)電源的同步信號(hào)，是其中的電源同步檢測光耦電路；如圖3的中框圖部分所示，其中圈出的位置輸出的波形如圖所示；開關(guān)量輸出的同步使能電路，用交流電源的同步信號(hào)對(duì)開關(guān)監(jiān)測輸出進(jìn)行同步使能，在邏輯上實(shí)現(xiàn)邏輯“與”功能，如圖4中框圖部分所示。
[0032]所述開關(guān)量檢測單元包括光電耦合器Un,因所述開關(guān)量檢測單元至少設(shè)置一個(gè)，所以其中η≥1，以下符號(hào)中η與Un中的η對(duì)應(yīng)，所述光電耦合器Un與電阻Rnl和外部開關(guān)量Kn依次串聯(lián)連接在電源的零線N與火線L之間，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，電阻Rn2并聯(lián)在光耦兩輸入端，與電阻Rnl構(gòu)成電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，使得光耦輸入端在具有一定的啟動(dòng)電壓才能啟動(dòng)光耦，該啟動(dòng)電壓不能設(shè)置過大，否則會(huì)減低開關(guān)量檢測靈敏度，所述發(fā)光二極管如采用單向光耦，則使用與使用二極管Dn反向與光耦發(fā)光二極管輸入并聯(lián)，使其在交流電壓反向時(shí)起到保護(hù)光耦輸入端的作用。也可以使用雙向光耦，使得開關(guān)量檢測單元在交流驅(qū)動(dòng)電源的正負(fù)半軸都具有開關(guān)量檢測回路，使用雙向光耦時(shí)，二極管Dn可以省略。
[0033]所述電源同步使能電路包括光電耦合器U0，所述光電耦合器UO與電阻ROl依次串聯(lián)連接在電源的零線與火線之間，所述光電耦合器UO的發(fā)光二極管的兩端還并聯(lián)有電阻R02，所述光電耦合器UO的發(fā)光二極管如采用單向光耦，則其輸入兩側(cè)需并聯(lián)有二極管D0，如使用雙向光耦時(shí)，則二極管DO可以省略，所述電源同步使能電路與所述開關(guān)量檢測單元并聯(lián)的接在電源上，就可以輸出交流電源同頻、同相的同步使能信號(hào)。
[0034]所述濾波電路在本實(shí)施例中為低通濾波電路，所述低通濾波電路包括電阻RLn，其中η >1，所述電阻RLn的一端為所述低通濾波電路的輸入端，另一端與微處理器連接，在所述電阻RLl與微處理器連接點(diǎn)之間還與電容CLn的一端連接，所述電容CLn的另一端接地。
[0035]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低通濾波電路的輸入端連接，所述光電耦合器Un的光敏三極管的發(fā)射極與所述光電耦合器UO的集電極連接，所述光電耦合器UO的發(fā)射極接地。
[0036]本實(shí)施例中所述開關(guān)量檢測單元的光耦輸出，采用低電平有效的輸出方式，當(dāng)交流電源的同步使能信號(hào)有效時(shí)，電源同步使能電路的光電耦合器輸出導(dǎo)通接地，此時(shí)如果開關(guān)量檢測單元檢測到開關(guān)量閉合，其光電耦合器輸出導(dǎo)通，并通過電源同步使能電路的光耦輸出接地，形成低電平，再經(jīng)低通濾波電路接入微處理器進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，而在使能無效的情況下，開關(guān)量檢測單元輸出被屏蔽，始終輸出高電平。
[0037]因此在同步使能信號(hào)的同步作用下，只有在開關(guān)量節(jié)點(diǎn)正常閉合情況下，交流電源導(dǎo)通到開關(guān)量檢測單元，其光耦輸出的檢測信號(hào)是與所述電源同步使能電路輸出的同步使能信號(hào)是同步的，因此可以在同步使能作用下，形成電平信號(hào)送入微處理器。
[0038]實(shí)施例3
在實(shí)施例2所述的微機(jī)保護(hù)裝置抗干擾開關(guān)量檢測電路的基礎(chǔ)上，如圖6所示，還設(shè)置有驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路，所述驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路與所述電源同步使能電路和所述開關(guān)量檢測單元的光耦輸出端連接，所述驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路包括電阻R03和三極管Q1，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低通濾波電路的輸入端連接，所述三極管Ql的基極通過電阻R03與所述光電耦合器UO的光敏三極管的發(fā)射極連接，所述三極管Ql的發(fā)射極接地，所述三極管Ql的集電極與所述光電耦合器Un的光敏三極管的發(fā)射極連接，所述電耦合器UO的光敏三極管的集電極外接電源Vcc，所述驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路可以增強(qiáng)所述電源同步使能電路輸出的同步使能信號(hào)。
[0039]實(shí)施例4
在實(shí)施例1所述的微機(jī)保護(hù)裝置抗干擾開關(guān)量檢測電路的基礎(chǔ)上，如圖7所示，所述開關(guān)量檢測單元包括光電耦合器Un，因所述開關(guān)量檢測單元至少設(shè)置一個(gè)，所以其中η≥1，以下符號(hào)中η與Un中的η對(duì)應(yīng),所述光電I禹合器Un與電阻Rnl和外部開關(guān)量Kn依次串聯(lián)連接在電源的零線N與火線L之間，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，電阻Rn2并聯(lián)在光耦兩輸入端，與電阻Rnl構(gòu)成電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，使得光耦輸入端在具有一定的啟動(dòng)電壓才能啟動(dòng)光耦，該啟動(dòng)電壓不能設(shè)置過大，否則會(huì)減低開關(guān)量檢測靈敏度，所述發(fā)光二極管如采用單向光耦，則使用與使用二極管Dn反向與光耦發(fā)光二極管輸入并聯(lián)，使其在交流電壓反向時(shí)起到保護(hù)光耦輸入端的作用。也可以使用雙向光耦，使得開關(guān)量檢測單元在交流驅(qū)動(dòng)電源的正負(fù)半軸都具有開關(guān)量檢測回路，使用雙向光耦時(shí)，二極管Dn可以省略。。
[0040] 所述電源同步使能電路包括光電耦合器U0，所述光電耦合器UO與電阻ROl依次串聯(lián)連接在電源的零線與火線之間，所述光電耦合器UO的發(fā)光二極管的兩端還并聯(lián)有電阻R02，所述電源同步使能電路與所述開關(guān)量檢測單元并聯(lián)的接在電源上，就可以輸出交流電源同頻、同相的同步使能信號(hào)。
[0041 ] 所述濾波電路在本實(shí)施例中為低通濾波電路，所述低通濾波電路包括電阻RLn，其中η >1，所述電阻RLn的一端為所述低通濾波電路的輸入端，另一端與微處理器連接，在所述電阻RLl與微處理器連接點(diǎn)之間還與電容CLn的一端連接，所述電容CLn的另一端接地。
[0042]所述電平轉(zhuǎn)換電路還包括電阻Rn3，所述電阻Rn3 —端與所述光電耦合器Un中光敏三極管的發(fā)射極連接，另一端接地，所述光電耦合器Un中光敏三極管的發(fā)射極還與所述低通濾波電路的輸入端連接，所述光電耦合器Un的光敏三極管的集電極與所述光電耦合器UO中光敏三極管的發(fā)射極連接，所述光電耦合器UO的集電極接電源Vcc。
[0043]本實(shí)施例將開關(guān)量檢測單元和電源同步使能電路的輸出按高電平有效方式接線，即在同步使能有效情況下，光電耦合器UO的輸出導(dǎo)通，Vcc加載到各開關(guān)量檢測單元的光耦的輸出端，此時(shí)開關(guān)量檢測輸出被使能，如果開關(guān)量檢測輸入單元檢測到閉環(huán)的開關(guān)量節(jié)點(diǎn)，該開關(guān)量檢測單元的光耦輸出導(dǎo)通，Vcc驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生高電平的開關(guān)量狀態(tài)輸出，經(jīng)低通濾波器，送入微處理器。在開關(guān)量使能無效的情況下，開關(guān)量檢測單元始終保持低電平輸出。
[0044]實(shí)施例5
在實(shí)施例4所述的微機(jī)保護(hù)裝置抗干擾開關(guān)量檢測電路的基礎(chǔ)上，如圖8所示，還設(shè)置有驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路，所述驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路與所述電源同步使能電路和所述開關(guān)量檢測單元的光耦輸出端連接，所述驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路包括電阻R03和三極管Q1，所述電阻Rn3 —端與所述光電耦合器Un中光敏三極管的發(fā)射極連接，另一端接地，所述光電耦合器Un中光敏三極管的發(fā)射極還與所述低通濾波電路的輸入端連接，所述光電耦合器Un中光敏三極管的集電極與所述三極管Ql的集電極連接，所述三極管Ql的基極通過電阻R03與所述光電耦合器UO的光敏三極管的集電極連接，所述光電耦合器UO的光敏三極管的發(fā)射極接地，所述三極管Ql的發(fā)射極外接電源Vcc，所述驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路可以提升驅(qū)動(dòng)能力。
[0045]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)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種微機(jī)保護(hù)裝置抗干擾開關(guān)量檢測電路，包括至少一個(gè)開關(guān)量檢測單元，與外部電源和開關(guān)量節(jié)點(diǎn)連接，檢測開關(guān)量節(jié)點(diǎn)的開關(guān)量，并輸出開關(guān)量檢測信號(hào)； 其特征在于，還包括電源同步使能電路，其與所述開關(guān)量檢測單元并聯(lián)到所述外部電源上，其輸出外部電源的同步使能信號(hào)，對(duì)所述開關(guān)量檢測信號(hào)進(jìn)行同步，將與其同頻同相的檢測信號(hào)使能輸出，將不同步的信號(hào)屏蔽； 電平轉(zhuǎn)換電路，分別與所述開關(guān)量檢測單元的輸出和所述電源同步使能電路的輸出連接，將兩者輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為高低電平信號(hào)； 濾波電路，與所述電平轉(zhuǎn)換電路的輸出連接，過濾所述檢測信號(hào)中與所述同步使能信號(hào)不同步的檢測信號(hào)，過濾后的信號(hào)發(fā)送給微處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)量檢測電路，其特征在于，多個(gè)所述開關(guān)量檢測單元之間并聯(lián)的與外部電源連接，每個(gè)所述開關(guān)量檢測單元連接有對(duì)應(yīng)的所述電平轉(zhuǎn)換電路和所述濾波電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)量檢測電路，其特征在于，所述濾波電路為低通濾波電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的開關(guān)量檢測電路，其特征在于，還包括驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路，其與所述電源同步使能電路和所述開關(guān)量檢測單元連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的開關(guān)量檢測電路，其特征在于，所述開關(guān)量檢測單兀包括光電稱合器Un,其中η≥1，所述光電稱合器Un與電阻Rnl和外部開關(guān)量Kn依次串聯(lián)連接在電源的零線與火線之間，所述光電耦合器Un的發(fā)光二極管兩端還并聯(lián)有電阻Rn20
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的開關(guān)量檢測電路，其特征在于，所述電源同步使能電路包括光電耦合器UO，所述光電耦合器UO與電阻ROI依次串聯(lián)連接在電源的零線與火線之間，所述光電耦合器UO的發(fā)光二極管的兩端還并聯(lián)有電阻R02。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開關(guān)量檢測電路，其特征在于，所述光電耦合器為雙向光電耦合。
8.根據(jù)權(quán)利要求6項(xiàng)所述的開關(guān)量檢測電路，其特征在于，所述低通濾波電路包括電阻RLn，其中n ^ 1，所述電阻RLn的一端為所述低通濾波電路的輸入端，另一端與微處理器連接，在所述電阻RLl與微處理器連接點(diǎn)之間還與電容CLn的一端連接，所述電容CLn的另一端接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的開關(guān)量檢測電路，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所述低通濾波電路的輸入端連接，所述光電耦合器Un的光敏三極管的發(fā)射極與所述光電耦合器UO的集電極連接，所述光電耦合器UO的發(fā)射極接地。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的開關(guān)量檢測電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路包括電阻R03和三極管Q1，所述三極管Ql的基極通過電阻R03與所述光電耦合器UO的光敏三極管的發(fā)射極連接，所述三極管Ql的發(fā)射極接地，所述三極管Ql的集電極與所述光電耦合器Un的光敏三極管的發(fā)射極連接，所述電耦合器UO的光敏三極管的集電極外接電源Vcc ； 根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的開關(guān)量檢測電路，其特征在于，所述電平轉(zhuǎn)換電路還包括電阻Rn3，所述電阻Rn3 —端與所述光電耦合器Un中光敏三極管的發(fā)射極連接，另一端接地，所述光電耦合器Un中光敏三極管的發(fā)射極還與所述低通濾波電路的輸入端連接，所述光電稱合器Un的光敏三極管的集電極與所述光電稱合器UO中光敏三極管的發(fā)射極連接，所述光電耦合器UO的集電極接電源Vcc ； 根據(jù)權(quán)利要求11所述的開關(guān)量檢測電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路包括電阻R03和三極管Ql，所述三極管Ql的基極通過電阻R03與所述光電耦合器UO的光敏三極管的集電極連接，所述光電耦合器UO的光敏三極管的發(fā)射極接地，所述三極管Ql的發(fā)射極外接電源Vcc，所述三極管Ql的集電極與所述光電耦合器Un的光敏三極管的集電極連接。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK103941132SQ201410207276
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16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