CN103364627B - 自动重合闸断路器漏电电流检测电路 - Google Patents

自动重合闸断路器漏电电流检测电路 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种自动重合闸断路器漏电电流检测电路，包括：零序电流互感器输出模块VI，还包括：微控制器MCU；电阻R1，与所述的零序电流互感器输出模块VI相连接；大小通道选择模块，与电阻R1相连接；滤波模块，与大小通道选择模块并联；基准分割模块；运算放大模块，其同向输入端与所述的基准分割模块相连接，其反向输入端与电阻R1相连接；电阻R4，与大小通道模块相连接；模数转换模块，其与电阻R4相连接；保护电路模块，其与电阻R4、模数转换模块相连接。采用本发明，能够根据自动重合闸断路器漏电电流大小进行大/小通道选择方便灵活，元器件使用数量少，控制简单方便，系统电源结构简单，产品性能可靠。

Description

自动重合闸断路器漏电电流检测电路
技术领域
本发明涉及一种漏电电流检测电路，更具体地说，涉及一种自动重合闸断路器漏电电流检测电路。
背景技术
自动重合闸断路器的基本要求是能精确测量主回路的漏电电流信号来提高漏电保护精度。现有技术中，自动重合闸断路器的漏电电流检测电路普遍采用双运算放大器同时检测方式，其大小通道采用同时检测，基准分割电路的分割电源采用专用电源(VCC)。这种设计方式导致整个系统电源电路结构和漏电电流信号检测电路设计的复杂、电子元器件使用数量多；占用微控制器ADC的端口数多，导致微控制器的选型比较困难；零序电流互感器的输出信号VI增大时，小通道电路的电压值超过ADC的参考电平，容易对电子元器件造成损坏，可靠性降低。
现有技术中，自动重合闸断路器的漏电电流检测电路通常也普遍采用精密整流方式。这种设计方式虽然能解决微控制器ADC的端口数和由于零序电流互感器的输出信号增大时，小通道电路的电压值超过ADC的参考电平，导致电子元器件损坏的问题，但同样存在电路设计复杂、电子元器件使用数量多和可靠性低的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述电路设计复杂、电子元器件使用数量多和可靠性低的缺陷，提供一种自动重合闸断路器漏电电流检测电路，包括：零序电流互感器输出模块VI，其特征在于，还包括：
微控制器MCU；
电阻R1，与所述的零序电流互感器输出模块VI相连接；
大小通道选择模块，与所述的电阻R1相连接；
滤波模块，与所述的大小通道选择模块并联；
基准分割模块；
运算放大模块，其同向输入端与所述的基准分割模块相连接，其反向输入端与电阻R1相连接；
电阻R4，与大小通道模块相连接；
模数转换模块，其与电阻R4相连接；
保护电路模块，其与电阻R4、模数转换模块相连接。
进一步地，所述的大小通道选择模块由电阻R2、电阻R3和快速转换开关U2构成，微控制器MCU的输入/输出端口CHS控制所述的快速转换开关U2。
进一步地，所述的滤波模块为滤波电容C1。
进一步地，所述的基准分割模块包括微控制器MCU的输入/输出端口POUT基准分割电压、电阻R5、电阻R6，所述的微控制器MCU的输入/输出端口POUT电压为输出为高电平时的电压。
进一步地，所述的运算放大模块为运算放大器U1。
进一步地，所述模数转换模块为模数转换器AD1。
进一步地，所述的保护电路模块由稳压二极管D1、与稳压二极管D1阳级相接的地线构成。
进一步地，所述的基准分割模块将所述的基准分割电压分割成为模数转换器AD1参考电压的二分之一。
进一步地，所述的稳压二极管D1阴极连接在运算放大器U1的输出端。
实施本发明的自动重合闸断路器漏电电流检测电路，具有以下有益效果：根据自动重合闸断路器漏电电流大小进行大/小通道选择方便灵活，元器件使用数量少，控制简单方便，系统电源结构简单，产品性能可靠。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是现有技术中采用双运算放大器同时检测方式的自动重合闸断路器漏电电流检测电路；
图2是现有技术中采用精密整流方式的自动重合闸断路器漏电电流检测电路；
图3是本发明自动重合闸断路器漏电电流检测电路原理图；
具体实施方式
请参阅图1，图1是现有技术中采用双运算放大器同时检测方式的自动重合闸断路器漏电电流检测电路。
请参阅图2，图2是现有技术中采用精密整流方式的自动重合闸断路器漏电电流检测电路。
请参阅图3，为本发明自动重合闸断路器漏电电流检测电路的第一实施例的模块示意图。如图3所示，提供一种自动重合闸断路器漏电电流检测电路，包括：零序电流互感器输出模块VI，其特征在于，还包括：
微控制器MCU；
电阻R1，与所述的零序电流互感器输出模块VI相连接；
大小通道选择模块，与所述的电阻R1相连接；
滤波模块，与所述的大小通道选择模块并联；
基准分割模块；
运算放大模块，其同向输入端与所述的基准分割模块相连接，其反向输入端与电阻R1相连接；
电阻R4，与大小通道模块相连接；
模数转换模块，其与电阻R4相连接；
保护电路模块，其与电阻R4、模数转换模块相连接。
进一步地，所述的大小通道选择模块由电阻R2、电阻R3和快速转换开关U2构成，微控制器MCU的输入/输出端口CHS控制所述的快速转换开关U2。
进一步地，所述的滤波模块为滤波电容C1。
进一步地，所述的基准分割模块包括微控制器MCU的输入/输出端口POUT基准分割电压、电阻R5、电阻R6，所述的微控制器MCU的输入/输出端口POUT电压为输出为高电平时的电压。
进一步地，所述的运算放大模块为运算放大器U1。
进一步地，所述模数转换模块为模数转换器AD1。
进一步地，所述的保护电路模块由稳压二极管D1、与稳压二极管D1阳级相接的地线构成。
进一步地，所述的基准分割模块将所述的基准分割电压分割成为模数转换器AD1参考电压的二分之一。
进一步地，所述的稳压二极管D1阴极连接在运算放大器U1的输出端。
基准分割电路的分割电源由微控制器MCU的I/O端口POUT提供，其和第一比例分割电阻R5的一端连接，第一比例分割电阻R5的另一端和第二比例分割电阻R6连接，第二比例分割电阻R6的另一端和地连接。电阻R2、R3和快速转换开关U2组成大小通道选择电路，由微控制器MCU判断当前漏电电流的大小，通过微控制器MCU的I/O端口CHS控制快速转换开关U2实现有效的通道选择，电阻R1和电阻R2、R3构成大小通道的不同增益，滤波电容C1并联在电组R2两端，运算放大器U1的同向输入端和电阻R5连接，其反向输入端和滤波电容C1的一端连接，输出端和滤波电容C1的另一端连接，并和电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端通过AD1和微控制器MCU的ADC端连接，稳压二极管的阴极连接在运算放大器U1的输出端，其阳极和地连接构成输出保护电路。
本发明的独特之处在于：一、大小通道由微控制器判断当前漏电电流的大小，通过微控制器的I/O端口CHS控制快速转换开关U2实现有效的通道选择，不但减少元器件的使用数量，增加控制的灵活性，同时减少微控制器ADC端口的使用数量，方便微控制器的选型。另外这种信号检测电路可以确保输出信号的幅度在模数转换(ADC)的参考电平范围内，不至于因过压而损坏器件，进一步提高产品的可靠性。二、基准分割电路的分割电源选用微控制器I/O端口POUT在输出状态高电平时的电压。基准分割电路将其分割电源分割成微控制器模数转换参考电压的1/2。这种设计方式不需要专门设计分割电源VCC，不但简化了整个系统电源电路的结构，而且减少元器件的使用数量，提高了产品的可靠性。
本发明通过以上实施例的设计，具有以下有益效果：根据自动重合闸断路器漏电电流大小进行大/小通道选择方便灵活，元器件使用数量少，控制简单方便，系统电源结构简单，产品性能可靠。
本发明是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在不脱离本发明范围时，可进行各种变化和等同替换。此外，为适应本发明技术的特定场合，可对本发明进行诸多修改而不脱离其保护范围。因此，本发明并不限于在此公开的特定实施例，而包括所有落入到权利要求保护范围的实施例。

Claims (6)

1.一种自动重合闸断路器漏电电流检测电路，包括：零序电流互感器输出模块VI，其特征在于，还包括：
微控制器MCU；
电阻R1，与所述的零序电流互感器输出模块VI相连接；
大小通道选择模块与所述的电阻R1相连接，所述的大小通道选择模块由电阻R2、电阻R3和快速转换开关U2构成，微控制器MCU的输入/输出端口CHS控制所述的快速转换开关U2；
滤波模块，与所述的大小通道选择模块并联；
基准分割模块；所述的基准分割模块包括微控制器MCU的输入/输出端口POUT基准分割电压、电阻R5、电阻R6，所述的微控制器MCU的输入/输出端口POUT电压为输出为高电平时的电压；
运算放大模块，其同向输入端与所述的基准分割模块相连接，其反向输入端与电阻R1相连接；
电阻R4，与大小通道模块相连接；
模数转换模块，其与电阻R4相连接；
保护电路模块，其与电阻R4、模数转换模块相连接。
2.根据权利要求1所述的自动重合闸断路器漏电电流检测电路，其特征在于，所述的滤波模块为滤波电容C1。
3.根据权利要求1所述的自动重合闸断路器漏电电流检测电路，其特征在于，所述的运算放大模块为运算放大器U1。
4.根据权利要求3所述的自动重合闸断路器漏电电流检测电路，其特征在于，所述模数转换模块为模数转换器AD1。
5.根据权利要求1所述的自动重合闸断路器漏电电流检测电路，其特征在于，所述的保护电路模块由稳压二极管D1、与稳压二极管D1阳级相接的地线构成。
6.根据权利要求5所述的自动重合闸断路器漏电电流检测电路，其特征在于，所述的稳压二极管D1阴极连接在运算放大器U1的输出端。
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