CN104280673A - 一种用于35kV高压放电的检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于35kV高压放电的检测电路，包括电源、接收选频电路、高放电路和末级整流电路，接收选频电路包括接收天线E1和滤波电路，高放电路包括NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q2、PNP型三极管Q5、PNP型三极管Q6、电阻R2、电阻R3、电阻R5、电阻R6、电阻R8、电阻R9、电阻R12、电容C3和电容C4，末级整流电路包括NPN型三极管Q3、PNP型三极管Q4、PNP型三极管Q7、二极管D1、电阻R4、电阻R10和电阻R13。本发明功耗低，抗干扰能力强，不会因遭受攻击而发生电路的损坏和失效，适用于电力、通讯、广电等电器设备的监护，可有效避免因人为破坏所造成的经济损失。
Description
技术领域
本发明涉及一种电压检测电路，尤其是指一种用于35kV高压放电的检测电路。
背景技术
随着电力、通讯技术的发展，各种破坏通讯设施和电力计量设施的手段也不断涌现，35kV高压放电攻击具有破坏性大、隐蔽性强的特点。遭受攻击的设备往往处于死机的状态，丧失设备应有的功能，给社会带来较大的经济损失和负面影响。
目前的很多通讯和电力设施，在性能要求方面没有抗高压放电的要求，从而给不法分子进行破坏打开了方便之门。而现有的高压检测电路主要是用于电气设备故障点的判断检测，当高压电路存在放电或漏电的情况下能用来查找放电部位。该方法通常是采用音频采集的方法，硬件电路较为简单，往往只包括传感器电路和信号放大电路，且信号分析工作都需要信号微处理器完成，电路成本和功耗却很大，抗干扰能力差。
发明内容
为了解决现有高压检测电路成本高、功耗大、抗干扰能力差的问题，本发明提出了一种用于35kV高压放电的检测电路，功耗低，抗干扰能力强，不会因遭受攻击而发生电路的损坏和失效，适用于电力、通讯、广电等电器设备的监护，可有效避免因人为破坏所造成的经济损失。
本发明所采用的技术方案是：一种用于35kV高压放电的检测电路，包括电源、接收选频电路、高放电路和末级整流电路，所述的接收选频电路包括接收天线E1和滤波电路，所述的高放电路包括NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q2、PNP型三极管Q5、PNP型三极管Q6、电阻R2、电阻R3、电阻R5、电阻R6、电阻R8、电阻R9、电阻R12、电容C3和电容C4，所述的末级整流电路包括NPN型三极管Q3、PNP型三极管Q4、PNP型三极管Q7、二极管D1、电阻R4、电阻R10和电阻R13，接收天线E1与滤波电路的输入端电连接，电容C3的一端、电容C4的一端均连接滤波电路的输出端，电容C3的另一端连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端分别连接电阻R3的一端、电阻R6的一端及NPN型三极管Q1的基极，NPN型三极管Q1的发射极连接NPN型三极管Q2的基极，NPN型三极管Q1的集电极、NPN型三极管Q2的集电极分别连接电阻R2的一端，电容C4的另一端连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端分别连接电阻R12的一端、电阻R8的一端、PNP型三极管Q6的基极，PNP型三极管Q6的发射极与PNP型三极管Q5的基极连接，PNP型三极管Q5的集电极、PNP型三极管Q6的集电极分别连接电阻R11的一端，PNP型三极管Q4的集电极与PNP型三极管Q7的集电极连接，电阻R4的两端分别连接PNP型三极管Q4的基极、NPN型三极管Q1的集电极，电阻R10的两端分别连接PNP型三极管Q6的集电极、NPN型三极管Q3的基极，电阻R13的两端分别连接PNP型三极管Q7的基极、NPN型三极管Q3的集电极，NPN型三极管Q2的发射极、电阻R6的另一端、电阻R12的另一端、电阻R11的另一端、NPN型三极管Q3的发射极均接地，电阻R3的另一端、电阻R2的另一端、电阻R8的另一端、PNP型三极管Q5的发射极、PNP型三极管Q4的发射极、PNP型三极管Q7的发射极均连接电源。
本发明依次通过接收选频电路、高放电路、末级整流电路得到检测输出信号，功耗较低，尤其是高放电路未采用选频网络，电路工作于乙类状态。电阻R3、电阻R6为电路正向静态偏置电阻，确保NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q2处于临界截止状态；电阻R8、电阻R12为电路反向静态偏置电阻，确保PNP型三极管Q5、PNP型三极管Q6处于临界截止状态；电阻R2、电阻R11为高放电路集电极输出的负载电阻；电容C3、电容C4为高放电路输入的隔直耦合电容，电阻R5、电阻R9为输入限流电阻，确保高放电路的安全。NPN型三极管Q3为反相电路，确保输出相位的一致性，电阻R4、电阻R10为末级输入限流电阻，确保末级的可靠性。
作为优选，所述的滤波电路包括由电容C1、电感L1串联组成的串联带通滤波电路和由电容C2、电感L2并联组成的并联带通滤波电路，电容C1的一端连接接收天线E1，电容C1的另一端与电感L1的一端串联，电容C2与电感L2并联，电容C2的一端与电感L1的另一端连接，电容C2的另一端接地，电容C2与电感L1的连接点为滤波电路的输出端。为提高检测电路的抗干扰能力，避免无线及移动设备的干扰，加入了串联带通滤波和并联带通滤波的两级滤波电路。
作为优选，所述的电源为5V直流源。本发明的电源采用5V的工作电压，由于电路工作于乙类状态，静态功耗为微安级，当检测到高压放电攻击时工作电流小于5mA。
作为优选，所述的电源通过并联的电容C6、电容C7接地。电源通过电容接地，对电源予以保护。
作为优选，所述的NPN型三极管Q2的基极与NPN型三极管Q2的发射极之间连接有电阻R14。电阻R14作为泄露电阻，通旁路NPN型三极管Q1因热噪声而产生的漏电流，稳定NPN型三极管Q2的工作点。
作为优选，所述的PNP型三极管Q5的基极与PNP型三极管Q5的发射极之间连接有电阻R15。电阻R15作为泄露电阻，通旁路PNP型三极管Q6因热噪声而产生的漏电流，稳定PNP型三极管Q5的工作点。
作为优选，还包括信号保持输出电路，所述的信号保持输出电路包括电容C5、电阻R1、电阻R7和稳压二极管D2，电容C5的一端、电阻R1的一端、电阻R7的一端分别连接二极管D1的负极，电阻R7的另一端连接稳压二极管D2的负极，电容C5的另一端、电阻R1的另一端、稳压二极管D2的正极均接地。由于高压防电信号脉宽很窄，为确保后续电路能可靠的捕捉到该信号，故增加电容C5来保持信号的输出；高压放电攻击结束后，C5则通过电阻R1释放电荷，输出复位。由电阻R7和稳压二极管D2组成的钳位电路可以匹配3.3V的后继电路。
本发明的有益效果是：功耗低，抗干扰能力强，不会因遭受攻击而发生电路的损坏和失效，适用于电力、通讯、广电等电器设备的监护，可有效避免因人为破坏所造成的经济损失。
附图说明
图1是本发明的一种电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，一种用于35kV高压放电的检测电路，包括电源、接收选频电路、高放电路、末级整流电路和信号保持输出电路，电源通过并联的电容C6、电容C7接地。本发明的电源采用5V的工作电压，由于电路工作于乙类状态，静态功耗为微安级，当检测到高压放电攻击时工作电流小于5mA。
接收选频电路包括接收天线E1和滤波电路，接收天线E1与滤波电路的输入端电连接。滤波电路包括由电容C1、电感L1串联组成的串联带通滤波电路和由电容C2、电感L2并联组成的并联带通滤波电路，电容C1的一端连接接收天线E1，电容C1的另一端与电感L1的一端串联，电容C2与电感L2并联，电容C2的一端与电感L1的另一端连接，电容C2的另一端接地，提高检测电路的抗干扰能力，避免无线及移动设备的干扰。电容C2与电感L1的连接点为滤波电路的输出端。
高放电路包括NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q2、PNP型三极管Q5、PNP型三极管Q6、电阻R2、电阻R3、电阻R5、电阻R6、电阻R8、电阻R9、电阻R12、电容C3和电容C4，末级整流电路包括NPN型三极管Q3、PNP型三极管Q4、PNP型三极管Q7、二极管D1、电阻R4、电阻R10和电阻R13，电容C3的一端、电容C4的一端均连接滤波电路的输出端，电容C3的另一端连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端分别连接电阻R3的一端、电阻R6的一端及NPN型三极管Q1的基极，NPN型三极管Q1的发射极连接NPN型三极管Q2的基极，NPN型三极管Q1的集电极、NPN型三极管Q2的集电极分别连接电阻R2的一端，电容C4的另一端连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端分别连接电阻R12的一端、电阻R8的一端、PNP型三极管Q6的基极，PNP型三极管Q6的发射极与PNP型三极管Q5的基极连接，PNP型三极管Q5的集电极、PNP型三极管Q6的集电极分别连接电阻R11的一端，PNP型三极管Q4的集电极与PNP型三极管Q7的集电极连接，NPN型三极管Q2的基极与NPN型三极管Q2的发射极之间连接有电阻R14，PNP型三极管Q5的基极与PNP型三极管Q5的发射极之间连接有电阻R15，电阻R4的两端分别连接PNP型三极管Q4的基极、NPN型三极管Q1的集电极，电阻R10的两端分别连接PNP型三极管Q6的集电极、NPN型三极管Q3的基极，电阻R13的两端分别连接PNP型三极管Q7的基极、NPN型三极管Q3的集电极，NPN型三极管Q2的发射极、电阻R6的另一端、电阻R12的另一端、电阻R11的另一端、NPN型三极管Q3的发射极均接地，电阻R3的另一端、电阻R2的另一端、电阻R8的另一端、PNP型三极管Q5的发射极、PNP型三极管Q4的发射极、PNP型三极管Q7的发射极均连接电源。
高放电路未采用选频网络，电路工作于乙类状态。电阻R3、电阻R6为电路正向静态偏置电阻，确保NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q2处于临界截止状态；电阻R8、电阻R12为电路反向静态偏置电阻，确保PNP型三极管Q5、PNP型三极管Q6处于临界截止状态；电阻R2、电阻R11为高放电路集电极输出的负载电阻；电容C3、电容C4为高放电路输入的隔直耦合电容，电阻R5、电阻R9为输入限流电阻，确保高放电路的安全。
末级整流电路中，NPN型三极管Q3为反相电路，确保输出相位的一致性，电阻R4、电阻R10为末级输入限流电阻，确保末级的可靠性；电阻R14作为泄露电阻，通旁路NPN型三极管Q1因热噪声而产生的漏电流，稳定NPN型三极管Q2的工作点；电阻R15作为泄露电阻，通旁路PNP型三极管Q6因热噪声而产生的漏电流，稳定PNP型三极管Q5的工作点。
信号保持输出电路包括电容C5、电阻R1、电阻R7和稳压二极管D2，电容C5的一端、电阻R1的一端、电阻R7的一端分别连接二极管D1的负极，电阻R7的另一端连接稳压二极管D2的负极，电容C5的另一端、电阻R1的另一端、稳压二极管D2的正极均接地。由于高压防电信号脉宽很窄，为确保后续电路能可靠的捕捉到该信号，故增加电容C5来保持信号的输出；高压放电攻击结束后，C5则通过电阻R1释放电荷，输出复位。由电阻R7和稳压二极管D2组成的钳位电路可以匹配3.3V的后继电路。
本发明依次通过接收选频电路、高放电路、末级整流电路、信号保持输出电路得到最终检测输出信号，功耗较低，抗干扰能力强，不会因遭受攻击而发生电路的损坏和失效，适用于电力、通讯、广电等电器设备的监护，可有效避免因人为破坏所造成的经济损失。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于35kV高压放电的检测电路，其特征在于：包括电源、接收选频电路、高放电路和末级整流电路，所述的接收选频电路包括接收天线E1和滤波电路，所述的高放电路包括NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q2、PNP型三极管Q5、PNP型三极管Q6、电阻R2、电阻R3、电阻R5、电阻R6、电阻R8、电阻R9、电阻R12、电容C3和电容C4，所述的末级整流电路包括NPN型三极管Q3、PNP型三极管Q4、PNP型三极管Q7、二极管D1、电阻R4、电阻R10和电阻R13，接收天线E1与滤波电路的输入端电连接，电容C3的一端、电容C4的一端均连接滤波电路的输出端，电容C3的另一端连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端分别连接电阻R3的一端、电阻R6的一端及NPN型三极管Q1的基极，NPN型三极管Q1的发射极连接NPN型三极管Q2的基极，NPN型三极管Q1的集电极、NPN型三极管Q2的集电极分别连接电阻R2的一端，电容C4的另一端连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端分别连接电阻R12的一端、电阻R8的一端、PNP型三极管Q6的基极，PNP型三极管Q6的发射极与PNP型三极管Q5的基极连接，PNP型三极管Q5的集电极、PNP型三极管Q6的集电极分别连接电阻R11的一端，PNP型三极管Q4的集电极与PNP型三极管Q7的集电极连接，电阻R4的两端分别连接PNP型三极管Q4的基极、NPN型三极管Q1的集电极，电阻R10的两端分别连接PNP型三极管Q6的集电极、NPN型三极管Q3的基极，电阻R13的两端分别连接PNP型三极管Q7的基极、NPN型三极管Q3的集电极，NPN型三极管Q2的发射极、电阻R6的另一端、电阻R12的另一端、电阻R11的另一端、NPN型三极管Q3的发射极均接地，电阻R3的另一端、电阻R2的另一端、电阻R8的另一端、PNP型三极管Q5的发射极、PNP型三极管Q4的发射极、PNP型三极管Q7的发射极均连接电源。
2.根据权利要求1所述的一种用于35kV高压放电的检测电路，其特征在于：所述的滤波电路包括由电容C1、电感L1串联组成的串联带通滤波电路和由电容C2、电感L2并联组成的并联带通滤波电路，电容C1的一端连接接收天线E1，电容C1的另一端与电感L1的一端串联，电容C2与电感L2并联，电容C2的一端与电感L1的另一端连接，电容C2的另一端接地，电容C2与电感L1的连接点为滤波电路的输出端。
3.根据权利要求1所述的一种用于35kV高压放电的检测电路，其特征在于：所述的电源为5V直流源。
4.根据权利要求3所述的一种用于35kV高压放电的检测电路，其特征在于：所述的电源通过并联的电容C6、电容C7接地。
5.根据权利要求1所述的一种用于35kV高压放电的检测电路，其特征在于：所述的NPN型三极管Q2的基极与NPN型三极管Q2的发射极之间连接有电阻R14。
6.根据权利要求1所述的一种用于35kV高压放电的检测电路，其特征在于：所述的PNP型三极管Q5的基极与PNP型三极管Q5的发射极之间连接有电阻R15。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种用于35kV高压放电的检测电路，其特征在于：还包括信号保持输出电路，所述的信号保持输出电路包括电容C5、电阻R1、电阻R7和稳压二极管D2，电容C5的一端、电阻R1的一端、电阻R7的一端分别连接二极管D1的负极，电阻R7的另一端连接稳压二极管D2的负极，电容C5的另一端、电阻R1的另一端、稳压二极管D2的正极均接地。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A Detection Circuit for 35kV High Voltage Discharge Effective date of registration: 20231007 Granted publication date: 20170125 Pledgee: Guotou Taikang Trust Co.,Ltd. Pledgor: HANGZHOU PUAN TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980059649 |