CN103728887B - 一种防窃电控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种防窃电控制器,包括交流浪涌保护电路、直流变换及滤波电路、电源变换及稳压电路、充电控制电路、电压采样电路、锂电池、低功耗微处理器、光电隔离开关量输入电路和GSM模块;直流变换及滤波电路分别与交流浪涌保护电路、充电控制电路、电压采样电路、电源变换及稳压电路相连;低功耗处理器分别与电压采样电路、充电控制电路、光电隔离开关量输入电路、GSM模块相连;锂电池分别与电压采样电路、电源变换及稳压电路、充电控制电路相连。本发明的有益效果是:结构简单,成本低廉,采用锂离子电池作为后备电源,保证停电的状态下也可以工作,实时监测配电开关柜柜门的打开情况,并及时通知值班管理员。
Description
技术领域
本发明属于电力防盗装置领域,尤其是涉及一种用于配电开关柜中的防窃电控制器。
背景技术
对于大电力用户使用的配电开关柜,只设有电源开关、电度表、用户负荷控制开关以及电度表与用户负荷控制开关相连接的接线端子。这种配电开关柜的柜门很容易被撬开,管理员也无法及时知晓,给窃电者有可乘之机,造成巨大损失。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种防窃电控制器,尤其适合用于配电开关柜的防盗监测。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种防窃电控制器,包括交流浪涌保护电路、直流变换及滤波电路、电源变换及稳压电路、充电控制电路、电压采样电路、锂电池、低功耗微处理器、光电隔离开关量输入电路和GSM模块;
所述直流变换及滤波电路分别与所述交流浪涌保护电路、所述充电控制电路、所述电压采样电路、所述电源变换及稳压电路相连;
所述低功耗处理器分别与所述电压采样电路、所述充电控制电路、所述光电隔离开关量输入电路、所述GSM模块相连;
所述锂电池分别与所述电压采样电路、所述电源变换及稳压电路、所述充电控制电路相连。
本发明还可以采用以下技术措施:
所述交流浪涌保护电路包括依次相连的过电流保护电路(1)、共模差模过压保护电路(2)、滤波电路(3)及第四压敏电阻(R7),外部电源通过第一插座(CZ1)接入所述交流浪涌保护电路;
过电流保护电路(1)包括第一自恢复保险(BX1)和第一电阻(R1),第一自恢复保险(BX1)的一端连接插座第一管脚(CZ11),另一端连接第一电阻(R1)的一端;
共模差模过压保护电路(2)包括第一压敏电阻(R4)、第二压敏电阻(R5)和第三压敏电阻(R6),所述第一压敏电阻(R4)与由第二压敏电阻(R5)和第三压敏电阻(R6)组成的串联电路相并联,第二压敏电阻(R5)和第三压敏电阻(R6)之间接有第一防雷管(D1),第一防雷管(D1)的另一端接地;
滤波电路(3)包括第一安规电容(C1)、第二安规电容(C2)、第三安规电容(C3)和共模电感(L1),第一安规电容(C1)的两端分别连接共模电感(L1)的第一管脚(L11)和第三管脚(L13),共模电感(L1)的第二管脚(L12)与第二安规电容(C2)的一端相连,第二安规电容(C2)的另一端接地,共模电感(L1)的第四管脚(L14)与第三安规电容(C3)的一端相连,第三安规电容(C3)的另一端接地,第四压敏电阻(R7)的一端与第二管脚(L12)相连,另一端与第四管脚(L14)相连;
第一压敏电阻(R4)的一端分出三条支路,分别与第一电阻(R1)、第二压敏电阻(R5)、第一安规电容(C1)相连,第一压敏电阻(R4)的另一端分出三条支路,分别与插座第二管脚(CZ12)、第三压敏电阻(R6)、第一安规电容(C1)相连,插座第三管脚(CZ13)接地。
所述直流变换及滤波电路包括依次连接的变压器(T1)、过流过压保护电路(4)、全波整流电路(5)、差模共模双重浪涌保护电路(6)和第二滤波电路(7);
所述过流过压保护电路(4)包括其中一端与变压器第三管脚(T13)相连的第二自恢复保险(BX2),所述第二自恢复保险(BX2)另一端分出两条支路,一条支路与第一双向TVS二极管(D12)相连,另一条支路与全波整流电路(5)相连,第一双向TVS二极管(D12)的另一端分别与变压器第四管脚(T14)、全波整流电路(5)相连;
全波整流电路(5)包括第一二极管(D2)、第二二极管(D3)、第三二极管(D4)和第四二极管(D5),第一二极管(D2)的正极分出三路,分别与第三二极管(D4)的负极、第一双向TVS二极管(D12)、第二自恢复保险(BX2)相连,第二二极管(D3)的正极分别与第三二极管(D4)的正极、差模共模双重浪涌保护电路(6)相连,第二二极管(D3)的负极分别与第四二极管(D5)的正极、第一双向TVS二极管(D12)和变压器第四管脚(T14)相连,第四二极管(D5)的负极分别与第一二极管(D2)的负极、差模共模双重浪涌保护电路(6)相连;
差模共模双重浪涌保护电路包括第二防雷管(D10)、第二双向TVS二极管(D34)、第三双向TVS二极管(D11)、第一去耦电阻(R8)和第二去耦电阻(R9),第二防雷管(D10)的其中一端分别与第一去耦电阻(R8)、第一二极管(D2)的负极、第四二极管(D5)的负极相连,第二防雷管(D10)的另一端分别与第二去耦电阻(R9)、第二二极管(D3)的正极、第三二极管(D4)的正极相连,第二防雷管(D10)中间极接地,第二双向TVS二极管(D34)一端接第一去耦电阻(R8),另一端接地,第三双向TVS二极管(D11)的一端接第二去耦电阻(R9),另一端接在第一去耦电阻(R8)和第二双向TVS二极管(D34)之间;
第二滤波电路包括并联于第三双向TVS二极管(D11)两端的第一电解电容(C6),第一电解电容(C6)的负极接地,由第二电阻(R20)和发光二极管(D21)组成的串联电路并联于第一电解电容(C6)两端,第二电阻(R20)连接第一电解电容(C6)的正极,发光二极管(D21)的负极连接第一电解电容(C6)的负极。
所述电压采样电路包括所述锂电池的电池电压采样电路和所述直流变换及滤波电路的输出电压采样电路;
所述电池电压采样电路包括第三电阻(R29)、与第三电阻(R29)相串联的第四电阻(R31)以及与第四电阻(R31)相并联的第一单向TVS二极管(D28),第一单向TVS二极管(D28)的负极分出两条支路,一路连接于第三电阻(R29)和第四电阻(R31)之间,另一路连接所述低功耗微处理器,第一单向TVS二极管(D28)的正极分别接地和接第四电阻(R31);
所述锂电池通过第二插座(CZ2)连入电路,第三自恢复保险(BX3)一端与第二插座第一管脚(CZ21)相连,另一端与第三电阻(R29)相连,第二插座第二管脚(CZ22)接地;
所述输出电压采样电路包括第五电阻(R30)、与第五电阻(R30)相串联的第六电阻(R32)以及与第六电阻(R32)相并联的第二单向TVS二极管(D29),第二单向TVS二极管(D29)的负极分出两条支路,一路连接于第五电阻(R30)和第六电阻(R32)之间,另一路连接所述低功耗微处理器,第二单向TVS二极管(D29)的正极分别接地和接第六电阻(R32);
直流变换及滤波电路输出电压与第五电阻(R30)相连。
所述电源变换及稳压电路包括第二钳位二极管(D17)、第三钳位二极管(D18)以及依次连接的限伏电路(8)、后级滤波电路(9)、稳压芯片(U3)和第三滤波电路(10),第三滤波电路(10)的两端并联有保护二极管(D27);
第二钳位二极管(D17)的正极连接锂电池输出,第三钳位二极管(D18)的正极连接直流变换及滤波电路的输出;
限伏电路(8)包括相互并联的第四单向TVS二极管(D6)和第五单向TVS二极管(D7),第四单向TVS二极管(D6)的负极与第五单向TVS二极管(D7)的负极相连,且分出两条支路,分别与第二钳位二极管(D17)的负极、第三钳位二极管(D18)的负极相连,第四单向TVS二极管(D6)的正极与第五单向TVS二极管(D7)的正极均接地;
后级滤波电路(9)包括分别与第四单向TVS二极管(D6)并联的第二电解电容(C15)、第三电解电容(C14)和第一电容(C7),第二电解电容(C15)和第三电解电容(C14)的正极分别与第四单向TVS二极管(D6)的负极相连,第二电解电容(C15)和第三电解电容(C14)的负极均接地,第一电容(C7)的一端接地,另一端向稳压芯片(U3)的第三管脚(U33)输入电压,稳压芯片(U3)的第二管脚(U32)接地,稳压芯片(U3)的第一管脚(U31)输出供电电压(VCC);
第三滤波电路连接于所输出的供电电压(VCC)和稳压芯片(U3)的第一管脚(U31)之间,包括相互并联的第四电解电容(C17)、第二电容(C8)和第五电解电容(C16),第四电解电容(C17)的正极和第五电解电容(C16)的正极相连,第四电解电容(C17)的负极和第五电解电容(C16)的负极均接地,保护二极管(D27)的正极与第五电解电容(C16)的负极相连,保护二极管(D27)的负极与第五电解电容(C16)的正极相连;
向稳压芯片(U3)第三管脚(U33)输入的电压为12V,稳压芯片(U3)的第一管脚(U31)输出的供电电压(VCC)为3.3V。
所述充电控制电路包括第一钳位二极管(D19)、功率场效应管(Q1)、单向二极管(D26)和第一光耦(U1),第一光耦(U1)的第一管脚(U11)连接第七电阻(R10),第七电阻(R10)的另一端连接供电电压(VCC),第一光耦(U1)的第二管脚(U12)连接所述低功耗微处理器的充电控制管脚,第一光耦(U1)的第三管脚(U13)接地,第一光耦(U1)的第四管脚(U14)通过第八电阻(R21)与功率场效应管(Q1)的栅极相连,单向二极管(D26)的正极与功率场效应管(Q1)的漏极相连、负极与所述锂电池相连,第一钳位二极管(D19)的负极与功率场效应管(Q1)的源极相连、正极与直流变换及滤波电路的输出相连;功率场效应管(Q1)的栅极和源极之间连有第九电阻(R13),功率场效应管(Q1)的源极还分别与第二单向TVS二极管(D8)的负极、第三单向TVS二极管(D9)的负极相连,第二单向TVS二极管(D8)的正极与第三单向TVS二极管(D9)的正极相连且均接地。
所述光电隔离开关量输入电路包括依次连接的信号变送器(DIN1)、浪涌吸收保护电路(11)、第四自恢复保险(BX6)、第六单向TVS二极管(D13)、第五二极管(D20)和第二光耦(U9);
第二光耦(U9)的第一管脚(U91)通过第十电阻(R49)与12V电压相连,第二光耦(U9)的第三管脚(U93)接地,第二光耦(U9)的第四管脚(U94)分出两路,一路与所述低功耗微处理器相连,另一路通过第十一电阻(R53)与供电电压(VCC)相连,第二光耦(U9)的第二管脚(U92)与第五二极管(D20)的正极相连,第四自恢复保险(BX6)的一端与第五二极管(D20)的负极相连,另一端与浪涌吸收保护电路(11)相连;
浪涌吸收保护电路(11)包括相互并联的第三防雷管(D43)和高压瓷片电容(C31),第三防雷管连接于信号变送器第一管脚(DIN11)和信号变送器第二管脚(DIN12)之间,第六单向TVS二极管(D13)的负极连接于第五二极管(D20)和第四自恢复保险(BX6)之间,第六单向TVS二极管(D13)的正极与信号变送器第二管脚(DIN12)均接地。
本发明具有的优点和积极效果是:结构简单,成本低廉,采用锂离子电池作为后备电源,保证停电的状态下也可以工作,并且通过220V给锂离子电池充电;低功耗微处理器实时检测外部开关量输入信号,遇到窃电情况时及时通知值班管理员。
附图说明
图1是本发明的结构框图
图2是交流浪涌保护电路原理图
图3是18V直流变换及滤波电路原理图
图4是锂电池的电池电压采样电路原理图
图5是直流变换及滤波电路的输出电压采样电路原理图
图6是电源变换及稳压电路原理图
图7是充电控制电路原理图
图8是光电隔离开关量输入电路原理图
图中:
1、过电流保护电路2、共模差模过压保护电路
3、滤波电路4、过流过压保护电路
5、全波整流电路6、差模共模双重浪涌保护电路
7、第二滤波电路8、限伏电路
9、后级滤波电路10、第三滤波电路
11、浪涌吸收保护电路
具体实施方式
如图1所示,本发明提供一种防窃电控制器,包括交流浪涌保护电路、18V直流变换及滤波电路、电源变换及稳压电路、充电控制电路、电压采样电路、锂电池、低功耗微处理器、光电隔离开关量输入电路和GSM模块;
所述18V直流变换及滤波电路分别与所述交流浪涌保护电路、所述充电控制电路、所述电压采样电路、所述电源变换及稳压电路相连;
所述低功耗处理器分别与所述电压采样电路、所述充电控制电路、所述光电隔离开关量输入电路、所述GSM模块相连;
所述锂电池分别与所述电压采样电路、所述电源变换及稳压电路、所述充电控制电路相连。
如图2所示,所述交流浪涌保护电路包括依次相连的过电流保护电路1、共模差模过压保护电路2、滤波电路3及第四压敏电阻R7,外部电源通过第一插座CZ1接入所述交流浪涌保护电路;
过电流保护电路1包括第一自恢复保险BX1和第一电阻R1,第一自恢复保险BX1的一端连接插座第一管脚CZ11,另一端连接第一电阻R1的一端;
共模差模过压保护电路2包括第一压敏电阻R4、第二压敏电阻R5和第三压敏电阻R6,所述第一压敏电阻R4与由第二压敏电阻R5和第三压敏电阻R6组成的串联电路相并联,第二压敏电阻R5和第三压敏电阻R6之间接有第一防雷管D1,第一防雷管D1的另一端接地;
滤波电路3包括第一安规电容C1、第二安规电容C2、第三安规电容C3和共模电感L1,第一安规电容C1的两端分别连接共模电感L1的第一管脚L11和第三管脚L13,共模电感L1的第二管脚L12与第二安规电容C2的一端相连,第二安规电容C2的另一端接地,共模电感L1的第四管脚L14与第三安规电容C3的一端相连,第三安规电容C3的另一端接地,第四压敏电阻R7的一端与第二管脚L12相连,另一端与第四管脚L14相连;
第一压敏电阻R4的一端分出三条支路,分别与第一电阻R1、第二压敏电阻R5、第一安规电容C1相连,第一压敏电阻R4的另一端分出三条支路,分别与插座第二管脚CZ12、第三压敏电阻R6、第一安规电容C1相连,插座第三管脚CZ13接地。
如图3所示,所述18V直流变换及滤波电路包括依次连接的变压器T1、过流过压保护电路4、全波整流电路5、差模共模双重浪涌保护电路6和第二滤波电路7;
所述过流过压保护电路4包括其中一端与变压器第三管脚T13相连的第二自恢复保险BX2,所述第二自恢复保险BX2另一端分出两条支路,一条支路与第一双向TVS二极管D12相连,另一条支路与全波整流电路5相连,第一双向TVS二极管D12的另一端分别与变压器第四管脚T14、全波整流电路5相连;
全波整流电路5包括第一二极管D2、第二二极管D3、第三二极管D4和第四二极管D5,第一二极管D2的正极分出三路,分别与第三二极管D4的负极、第一双向TVS二极管D12、第二自恢复保险BX2相连,第二二极管D3的正极分别与第三二极管D4的正极、差模共模双重浪涌保护电路6相连,第二二极管D3的负极分别与第四二极管D5的正极、第一双向TVS二极管D12和变压器第四管脚T14相连,第四二极管D5的负极分别与第一二极管D2的负极、差模共模双重浪涌保护电路6相连;
差模共模双重浪涌保护电路包括第二防雷管D10、第二双向TVS二极管D34、第三双向TVS二极管D11、第一去耦电阻R8和第二去耦电阻R9,第二防雷管D10的其中一端分别与第一去耦电阻R8、第一二极管D2的负极、第四二极管D5的负极相连,第二防雷管D10的另一端分别与第二去耦电阻R9、第二二极管D3的正极、第三二极管D4的正极相连,第二防雷管D10中间极接地,第二双向TVS二极管D34一端接第一去耦电阻R8,另一端接地,第三双向TVS二极管D11的一端接第二去耦电阻R9,另一端接在第一去耦电阻R8和第二双向TVS二极管D34之间;
第二滤波电路包括并联于第三双向TVS二极管D11两端的第一电解电容C6,第一电解电容C6的负极接地,由第二电阻R20和发光二极管D21组成的串联电路并联于第一电解电容C6两端,第二电阻R20连接第一电解电容C6的正极,发光二极管D21的负极连接第一电解电容C6的负极。
如图4、5所示,所述电压采样电路包括所述锂电池的电池电压采样电路和所述18V直流变换及滤波电路的输出电压采样电路;
所述电池电压采样电路包括第三电阻R29、与第三电阻R29相串联的第四电阻R31以及与第四电阻R31相并联的第一单向TVS二极管D28,第一单向TVS二极管D28的负极分出两条支路,一路连接于第三电阻R29和第四电阻R31之间,另一路连接所述低功耗微处理器,第一单向TVS二极管D28的正极分别接地和接第四电阻R31;
所述锂电池通过第二插座CZ2连入电路,第三自恢复保险BX3一端与第二插座第一管脚CZ21相连,另一端与第三电阻R29相连,第二插座第二管脚CZ22接地;
所述输出电压采样电路包括第五电阻R30、与第五电阻R30相串联的第六电阻R32以及与第六电阻R32相并联的第二单向TVS二极管D29,第二单向TVS二极管D29的负极分出两条支路,一路连接于第五电阻R30和第六电阻R32之间,另一路连接所述低功耗微处理器,第二单向TVS二极管D29的正极分别接地和接第六电阻R32;
18V直流变换及滤波电路输出电压与第五电阻R30相连。
如图6所示,所述电源变换及稳压电路包括第二钳位二极管D17、第三钳位二极管D18以及依次连接的限伏电路8、后级滤波电路9、稳压芯片U3和第三滤波电路10,第三滤波电路10的两端并联有保护二极管D27;
第二钳位二极管D17的正极连接锂电池输出,第三钳位二极管D18的正极连接18V直流变换及滤波电路的输出;
限伏电路8包括相互并联的第四单向TVS二极管D6和第五单向TVS二极管D7,第四单向TVS二极管D6的负极与第五单向TVS二极管D7的负极相连,且分出两条支路,分别与第二钳位二极管D17的负极、第三钳位二极管D18的负极相连,第四单向TVS二极管D6的正极与第五单向TVS二极管D7的正极均接地;
后级滤波电路9包括分别与第四单向TVS二极管D6并联的第二电解电容C15、第三电解电容C14和第一电容C7,第二电解电容C15和第三电解电容C14的正极分别与第四单向TVS二极管D6的负极相连,第二电解电容C15和第三电解电容C14的负极均接地,第一电容C7的一端接地,另一端向稳压芯片U3的第三管脚U33输入电压,稳压芯片U3的第二管脚U32接地,稳压芯片U3的第一管脚U31输出供电电压VCC;
第三滤波电路连接于所输出的供电电压VCC和稳压芯片U3的第一管脚U31之间,包括相互并联的第四电解电容C17、第二电容C8和第五电解电容C16,第四电解电容C17的正极和第五电解电容C16的正极相连,第四电解电容C17的负极和第五电解电容C16的负极均接地,保护二极管D27的正极与第五电解电容C16的负极相连,保护二极管D27的负极与第五电解电容C16的正极相连;
向稳压芯片U3第三管脚U33输入的电压为12V,稳压芯片U3的第一管脚U31输出的供电电压VCC为3.3V。
如图7所示,所述充电控制电路包括第一钳位二极管D19、功率场效应管Q1、单向二极管D26和第一光耦U1,第一光耦U1的第一管脚U11连接第七电阻R10,第七电阻R10的另一端连接供电电压VCC,第一光耦U1的第二管脚U12连接所述低功耗微处理器的充电控制管脚,第一光耦U1的第三管脚U13接地,第一光耦U1的第四管脚U14通过第八电阻R21与功率场效应管Q1的栅极相连,单向二极管D26的正极与功率场效应管Q1的漏极相连、负极与所述锂电池相连,第一钳位二极管D19的负极与功率场效应管Q1的源极相连、正极与18V直流变换及滤波电路的输出相连;功率场效应管Q1的栅极和源极之间连有第九电阻R13,功率场效应管Q1的源极还分别与第二单向TVS二极管D8的负极、第三单向TVS二极管D9的负极相连,第二单向TVS二极管D8的正极与第三单向TVS二极管D9的正极相连且均接地。
如图8所示,所述光电隔离开关量输入电路包括依次连接的信号变送器DIN1、浪涌吸收保护电路11、第四自恢复保险BX6、第六单向TVS二极管D13、第五二极管D20和第二光耦U9;
第二光耦U9的第一管脚U91通过第十电阻R49与12V电压相连,第二光耦U9的第三管脚U93接地,第二光耦U9的第四管脚U94分出两路,一路与所述低功耗微处理器相连,另一路通过第十一电阻R53与供电电压VCC相连,第二光耦U9的第二管脚U92与第五二极管D20的正极相连,第四自恢复保险BX6的一端与第五二极管D20的负极相连,另一端与浪涌吸收保护电路11相连;
浪涌吸收保护电路11包括相互并联的第三防雷管D43和高压瓷片电容C31,第三防雷管连接于信号变送器第一管脚DIN11和信号变送器第二管脚DIN12之间,第六单向TVS二极管D13的负极连接于第五二极管D20和第四自恢复保险BX6之间,第六单向TVS二极管D13的正极与信号变送器第二管脚DIN12均接地。
低功耗微处理器使用ARMCortex-M3结构的STM32F10x系列MCU。
本实例的工作过程:交流浪涌保护电路经过18V直流变换及滤波电路连接到电压采样电路然后连接到低功耗微处理器的AD转换器进行电压AD转换。同时连接到电源变换及稳压电路,锂电池也连接到电源变换及稳压电路,锂电池同时还连接到电压采样电路然后连接到低功耗微处理器的AD转换器进行电压AD转换。18V直流变换及滤波电路还连接到充电控制电路,低功耗微处理器还为充电控制电路提供开关控制信号。充电控制电路还连接到锂电池。的光电隔离开关量输入电路连接到低功耗微处理器的输入端口进行开关检测。的电源变换及稳压电路为低功耗微处理器和GSM模块供电,的GSM模块连接低功耗微处理器。低功耗微处理器实时检测外部开关量输入信号。
220V外部电源先经过交流浪涌保护电路,然后经18V直流变换及滤波电路变为18V直流电源。18V直流电源经过电压采样电路采样后进入低功耗微处理器进行AD转换变为数字信号,该信号用于判断是否有外接220V输入,18V直流电源还连接到充电控制电路提供充电输入。锂电池也经过电压采样电路采样后进入低功耗微处理器进行AD转换变为数字信号,该信号用于电池是否充满和是否低电量,充电控制电路通过控制线受到低功耗微处理器I/O口控制,用于打开和停止对锂电池的充电。低功耗微处理器实时检测光电隔离开关量输入的信号,当检测到开关输入接通的时候向GSM模块发送短信,并拨打指定电话号码,电源变换及稳压电路从18V直流电源和锂电池接受供电输入并提供适于系统供电的电压,当有外接电源的时候从18V直流电源供电,当外接电源断电的时候从锂电池供电。
当开关柜的门被打开的时候低功耗微处理器就检测到开关量输入信号变为低电平,然后通过GSM模块发送短信到值班人员的手机,同时拨打值班人员电话以便监听现场的声音。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (6)
1.一种防窃电控制器,包括交流浪涌保护电路、直流变换及滤波电路、电源变换及稳压电路、充电控制电路、电压采样电路、锂电池、低功耗微处理器、光电隔离开关量输入电路和GSM模块;
所述直流变换及滤波电路分别与所述交流浪涌保护电路、所述充电控制电路、所述电压采样电路、所述电源变换及稳压电路相连;
所述低功耗处理器分别与所述电压采样电路、所述充电控制电路、所述光电隔离开关量输入电路、所述GSM模块相连;
所述锂电池分别与所述电压采样电路、所述电源变换及稳压电路、所述充电控制电路相连;
所述交流浪涌保护电路包括依次相连的过电流保护电路(1)、共模差模过压保护电路(2)、滤波电路(3)及第四压敏电阻(R7),外部电源通过第一插座(CZ1)接入所述交流浪涌保护电路;
过电流保护电路(1)包括第一自恢复保险(BX1)和第一电阻(R1),第一自恢复保险(BX1)的一端连接插座第一管脚(CZ11),另一端连接第一电阻(R1)的一端;
共模差模过压保护电路(2)包括第一压敏电阻(R4)、第二压敏电阻(R5)和第三压敏电阻(R6),所述第一压敏电阻(R4)与由第二压敏电阻(R5)和第三压敏电阻(R6)组成的串联电路相并联,第二压敏电阻(R5)和第三压敏电阻(R6)之间接有第一防雷管(D1),第一防雷管(D1)的另一端接地;
滤波电路(3)包括第一安规电容(C1)、第二安规电容(C2)、第三安规电容(C3)和共模电感(L1),第一安规电容(C1)的两端分别连接共模电感(L1)的第一管脚(L11)和第三管脚(L13),共模电感(L1)的第二管脚(L12)与第二安规电容(C2)的一端相连,第二安规电容(C2)的另一端接地,共模电感(L1)的第四管脚(L14)与第三安规电容(C3)的一端相连,第三安规电容(C3)的另一端接地,第四压敏电阻(R7)的一端与第二管脚(L12)相连,另一端与第四管脚(L14)相连;
第一压敏电阻(R4)的一端分出三条支路,分别与第一电阻(R1)、第二压敏电阻(R5)、第一安规电容(C1)相连,第一压敏电阻(R4)的另一端分出三条支路,分别与插座第二管脚(CZ12)、第三压敏电阻(R6)、第一安规电容(C1)相连,插座第三管脚(CZ13)接地;
所述电源变换及稳压电路包括第二钳位二极管(D17)、第三钳位二极管(D18)以及依次连接的限伏电路(8)、后级滤波电路(9)、稳压芯片(U3)和第三滤波电路(10),第三滤波电路(10)的两端并联有保护二极管(D27);
第二钳位二极管(D17)的正极连接锂电池输出,第三钳位二极管(D18)的正极连接直流变换及滤波电路的输出;
限伏电路(8)包括相互并联的第四单向TVS二极管(D6)和第五单向TVS二极管(D7),第四单向TVS二极管(D6)的负极与第五单向TVS二极管(D7)的负极相连,且分出两条支路,分别与第二钳位二极管(D17)的负极、第三钳位二极管(D18)的负极相连,第四单向TVS二极管(D6)的正极与第五单向TVS二极管(D7)的正极均接地;
后级滤波电路(9)包括分别与第四单向TVS二极管(D6)并联的第二电解电容(C15)、第三电解电容(C14)和第一电容(C7),第二电解电容(C15)和第三电解电容(C14)的正极分别与第四单向TVS二极管(D6)的负极相连,第二电解电容(C15)和第三电解电容(C14)的负极均接地,第一电容(C7)的一端接地,另一端向稳压芯片(U3)的第三管脚(U33)输入电压,稳压芯片(U3)的第二管脚(U32)接地,稳压芯片(U3)的第一管脚(U31)输出供电电压(VCC);
第三滤波电路连接于所输出的供电电压(VCC)和稳压芯片(U3)的第一管脚(U31)之间,包括相互并联的第四电解电容(C17)、第二电容(C8)和第五电解电容(C16),第四电解电容(C17)的正极和第五电解电容(C16)的正极相连,第四电解电容(C17)的负极和第五电解电容(C16)的负极均接地,保护二极管(D27)的正极与第五电解电容(C16)的负极相连,保护二极管(D27)的负极与第五电解电容(C16)的正极相连。
2.根据权利要求1所述的防窃电控制器,其特征在于:所述直流变换及滤波电路包括依次连接的变压器(T1)、过流过压保护电路(4)、全波整流电路(5)、差模共模双重浪涌保护电路(6)和第二滤波电路(7);
所述过流过压保护电路(4)包括其中一端与变压器第三管脚(T13)相连的第二自恢复保险(BX2),所述第二自恢复保险(BX2)另一端分出两条支路,一条支路与第一双向TVS二极管(D12)相连,另一条支路与全波整流电路(5)相连,第一双向TVS二极管(D12)的另一端分别与变压器第四管脚(T14)、全波整流电路(5)相连;
全波整流电路(5)包括第一二极管(D2)、第二二极管(D3)、第三二极管(D4)和第四二极管(D5),第一二极管(D2)的正极分出三路,分别与第三二极管(D4)的负极、第一双向TVS二极管(D12)、第二自恢复保险(BX2)相连,第二二极管(D3)的正极分别与第三二极管(D4)的正极、差模共模双重浪涌保护电路(6)相连,第二二极管(D3)的负极分别与第四二极管(D5)的正极、第一双向TVS二极管(D12)和变压器第四管脚(T14)相连,第四二极管(D5)的负极分别与第一二极管(D2)的负极、差模共模双重浪涌保护电路(6)相连;
差模共模双重浪涌保护电路包括第二防雷管(D10)、第二双向TVS二极管(D34)、第三双向TVS二极管(D11)、第一去耦电阻(R8)和第二去耦电阻(R9),第二防雷管(D10)的其中一端分别与第一去耦电阻(R8)、第一二极管(D2)的负极、第四二极管(D5)的负极相连,第二防雷管(D10)的另一端分别与第二去耦电阻(R9)、第二二极管(D3)的正极、第三二极管(D4)的正极相连,第二防雷管(D10)中间极接地,第二双向TVS二极管(D34)一端接第一去耦电阻(R8),另一端接地,第三双向TVS二极管(D11)的一端接第二去耦电阻(R9),另一端接在第一去耦电阻(R8)和第二双向TVS二极管(D34)之间;
第二滤波电路包括并联于第三双向TVS二极管(D11)两端的第一电解电容(C6),第一电解电容(C6)的负极接地,由第二电阻(R20)和发光二极管(D21)组成的串联电路并联于第一电解电容(C6)两端,第二电阻(R20)连接第一电解电容(C6)的正极,发光二极管(D21)的负极连接第一电解电容(C6)的负极。
3.根据权利要求1所述的防窃电控制器,其特征在于:所述电压采样电路包括所述锂电池的电池电压采样电路和所述直流变换及滤波电路的输出电压采样电路;
所述电池电压采样电路包括第三电阻(R29)、与第三电阻(R29)相串联的第四电阻(R31)以及与第四电阻(R31)相并联的第一单向TVS二极管(D28),第一单向TVS二极管(D28)的负极分出两条支路,一路连接于第三电阻(R29)和第四电阻(R31)之间,另一路连接所述低功耗微处理器,第一单向TVS二极管(D28)的正极分别接地和接第四电阻(R31);
所述锂电池通过第二插座(CZ2)连入电路,第三自恢复保险(BX3)一端与第二插座第一管脚(CZ21)相连,另一端与第三电阻(R29)相连,第二插座第二管脚(CZ22)接地;
所述输出电压采样电路包括第五电阻(R30)、与第五电阻(R30)相串联的第六电阻(R32)以及与第六电阻(R32)相并联的第二单向TVS二极管(D29),第二单向TVS二极管(D29)的负极分出两条支路,一路连接于第五电阻(R30)和第六电阻(R32)之间,另一路连接所述低功耗微处理器,第二单向TVS二极管(D29)的正极分别接地和接第六电阻(R32);
直流变换及滤波电路输出电压与第五电阻(R30)相连。
4.根据权利要求1所述的防窃电控制器,其特征在于:向稳压芯片(U3)第三管脚(U33)输入的电压为12V,稳压芯片(U3)的第一管脚(U31)输出的供电电压(VCC)为3.3V。
5.根据权利要求1所述的防窃电控制器,其特征在于:所述充电控制电路包括第一钳位二极管(D19)、功率场效应管(Q1)、单向二极管(D26)和第一光耦(U1),第一光耦(U1)的第一管脚(U11)连接第七电阻(R10),第七电阻(R10)的另一端连接供电电压(VCC),第一光耦(U1)的第二管脚(U12)连接所述低功耗微处理器的充电控制管脚,第一光耦(U1)的第三管脚(U13)接地,第一光耦(U1)的第四管脚(U14)通过第八电阻(R21)与功率场效应管(Q1)的栅极相连,单向二极管(D26)的正极与功率场效应管(Q1)的漏极相连、负极与所述锂电池相连,第一钳位二极管(D19)的负极与功率场效应管(Q1)的源极相连、正极与直流变换及滤波电路的输出相连;功率场效应管(Q1)的栅极和源极之间连有第九电阻(R13),功率场效应管(Q1)的源极还分别与第二单向TVS二极管(D8)的负极、第三单向TVS二极管(D9)的负极相连,第二单向TVS二极管(D8)的正极与第三单向TVS二极管(D9)的正极相连且均接地。
6.根据权利要求1所述的防窃电控制器,其特征在于:所述光电隔离开关量输入电路包括依次连接的信号变送器(DIN1)、浪涌吸收保护电路(11)、第四自恢复保险(BX6)、第六单向TVS二极管(D13)、第五二极管(D20)和第二光耦(U9);
第二光耦(U9)的第一管脚(U91)通过第十电阻(R49)与12V电压相连,第二光耦(U9)的第三管脚(U93)接地,第二光耦(U9)的第四管脚(U94)分出两路,一路与所述低功耗微处理器相连,另一路通过第十一电阻(R53)与供电电压(VCC)相连,第二光耦(U9)的第二管脚(U92)与第五二极管(D20)的正极相连,第四自恢复保险(BX6)的一端与第五二极管(D20)的负极相连,另一端与浪涌吸收保护电路(11)相连;
浪涌吸收保护电路(11)包括相互并联的第三防雷管(D43)和高压瓷片电容(C31),第三防雷管连接于信号变送器第一管脚(DIN11)和信号变送器第二管脚(DIN12)之间,第六单向TVS二极管(D13)的负极连接于第五二极管(D20)和第四自恢复保险(BX6)之间,第六单向TVS二极管(D13)的正极与信号变送器第二管脚(DIN12)均接地。
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