CN106655074A - 低压开关、控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低压开关、控制方法和装置。其中，该低压开关包括：互感器，用于输出差分信号；至少两个跟随器，与互感器相连，用于增大差分信号的驱动能力；第一处理器，与互感器相连，用于计量目标对象的预设参数；第二处理器，与至少两个跟随器相连，用于根据至少两个跟随器输出的差分信号保护目标对象。本发明解决了现有技术中，低压开关仅能用于保护设备的技术问题。

Description

低压开关、控制方法和装置

技术领域

本发明涉及低压开关领域，具体而言，涉及一种低压开关、控制方法和装置。

背景技术

随着技术的发展，对低压开关装置的要求越来越高。目前常规的低压开关装置仅具有一些简单的保护功能，不具有计量功能，难以满足设备的需求，且保护精度不高，如果需要低压开关同时具备计量和保护功能，为保证精度，只能使用计量和保护两套互感器，但由于互感器体积较大，如此设置会导致低压开关体积较大，难以在现场实际使用。如果计量和保护使用同一套互感器，则计量处理器和保护处理器同时从同一个互感器上采集信号，最终的计量精度和保护精度会比较差，尤其是0.1Ie以下(Ie为额定电流)和6Ie以上的保护精度，不能满足实际的保护精度需求。

针对现有技术中，低压开关仅能用于保护设备的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种低压开关、控制方法和装置，以至少解决现有技术中，低压开关仅能用于保护设备的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种低压开关，包括：互感器，用于输出差分信号；至少两个跟随器，与互感器相连，用于增大差分信号的驱动能力；第一处理器，与互感器相连，用于计量目标对象的预设参数；第二处理器，与至少两个跟随器相连，用于根据至少两个跟随器输出的差分信号保护目标对象。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种低压开关的控制方法，包括：低压开关包括：互感器，与互感器相连的至少两个跟随器，与互感器相连的第一处理器和与至少两个互感器相连的第二处理器，其中，控制方法包括：至少两个跟随器接收互感器输出的差分信号，并增大所述差分信号的驱动能力；第一处理器根据互感器输出的差分信号计量目标对象的预设参数；第二处理器根据至少两个跟随器输出的差分信号保护目标对象。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种低压开关的控制装置，低压开关包括：互感器，与互感器相连的至少两个电压跟随器，与互感器相连的第一处理器和与至少两个互感器相连的第二处理器，其中，控制装置包括：增强模块，用于至少两个跟随器接收互感器输出的差分信号，并增大所述差分信号的驱动能力；计量模块，用于第一处理器根据互感器输出的差分信号计量目标对象的预设参数；保护模块，用于第二处理器根据至少两个跟随器输出的差分信号保护目标对象。

在本发明实施例中，上述低压开关通过在第二处理器与互感器之间加入跟随器，来实现提高低压开关的保护精度和计量精度的目的，由于跟随器的输入阻抗很大，输出阻抗很小，因此能够将互感器输出的差分信号在第一处理器和第二处理器之间进行隔离，从而使得在互感器信号很小或者很大时，都能够保证计量和保护的精度，从而解决了现有技术中，低压开关仅能用于保护设备的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的低压开关的控制方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的滤波电路的示意图；

图3是根据本发明实施例的一种可选的跟随电路的示意图；

图4是根据本发明实施例的一种可选的低压开关进行信号处理的示意图；

图5是根据本发明实施例的一种低压开关的控制方法的流程图；

图6是根据本发明实施例的一种可选的低压开关的控制方法的流程图；以及

图7是根据本发明实施例的一种低压开关的控制装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种低压开关的实施例，图1是根据本发明实施例的一种低压开关的示意图，如图1所示，该低压开关包括：

互感器10，用于输出差分信号。

至少两个跟随器12，与互感器相连，用于增大差分信号的驱动能力。

第一处理器14，与互感器相连，用于计量目标对象的预设参数。

第二处理器16，与至少两个跟随器相连，用于根据至少两个跟随器输出的差分信号保护目标对象。

具体的，上述增大差分信号的驱动能力用于表示在差分信号较弱，仅能传输较短距离的情况下，通过至少两个跟随器的作用，使差分信号能够传输较长的距离，从而避免由于差分信号的衰减导致保护的精度降低。

目前主流的低压开关装置是不具备计量功能的，处理器只需要采集保护互感器信号即可，如果低压开关需要具有计量功能，并要有较高的保护精度，解决办法就是安装两组互感器，即计量用的互感器和保护用的互感器。计量用互感器进入计量芯片，实现计量计算功能，保护用互感器进入保护CPU，实现保护功能。但由于互感器体积较大，而低压开关装置的空间比较小，不可能放下两组互感器，所以上述方案只能使用一组互感器来实现，在具有保护功能的基础上增加了计量功能，不仅使低压开关同时具有计量和保护的功能，还能够保证计量和保护的精度。

由于跟随器的输入阻抗很大，输出阻抗很小，因此能够将互感器输出的差分信号在第一处理器和第二处理器之间进行隔离，也就是说，从同一个互感器输出的同一个差分信号既传输至第一处理器，也通过两路跟随器后传输至第二处理器，从而使得两路处理器采集的信号虽然来自于同一个互感器，但互相并不影响，从而得以保证计量和保护精度。上述低压开关通过在第二处理器与互感器之间加入跟随器，来实现提高低压开关的保护精度和计量精度的目的，从而解决了现有技术中，低压开关仅能用于保护设备的技术问题。

可选的，根据本申请上述实施例，低压开关还包括：

第一滤波电路，连接于互感器与第一处理器之间，用于对差分信号进行滤波。

上述方案在用于计量功能的第一处理器与互感器之间加入滤波电路，由于第一处理器根据互感器输出的差分信号来实现计量功能，因此在差分信号中包含噪声的情况下，第一处理器的测量精度会受到噪声的影响，因此在第一处理器之前加入滤波电路，从而提高第一处理器的计量精度。

可选的，根据本申请上述实施例，第一滤波电路包括：

第一电阻，与互感器相连，用于接收差分信号的第一信号。

第一电容，第一电容的第一端与第一电阻相连，第一电容的第二端接地，用于与第一电阻为差分信号的第一信号进行滤波。

上述第一电阻和第一电容构成的滤波电路用于为差分信号中的第一信号进行滤波。

第二电阻，与互感器相连，用于接收差分信号的第二信号。

第二电容，第二电容的第一端与第二电阻相连，第二电容的第二端接地，用于与第二电阻为差分信号的第二信号进行滤波。

上述第二电阻和第二电容构成的滤波电路用于为差分信号中的第二信号进行滤波。

图2是根据本发明实施例的一种可选的滤波电路的示意图，在一种可选的实施例中结合图2所示的示例，EIN1P(差分信号的第一信号)和EIN1N(差分信号的第二信号)为互感器副边输出的差分信号，互感器输出的差分信号直接进入分别由R69(第一电阻)和C54(第一电容)，R68(第二电阻)和C55(第二电容)组成的滤波电路，R68和R69均为1k的电阻，C54和C55均为33nF的陶瓷电容，AD1P_J和AD1N_J为经过滤波电路滤波之后的进入第一处理器之前的差分信号，其中，图中1％用于表示器件精度。

可选的，根据本申请上述实施例，低压开关还包括：

第三电阻，与第一跟随器的输出端相连。

第四电阻，与第三电阻相连，用于与第三电阻对第一跟随器输出的电压和电源提供的电压进行分压，以向第二处理器输出正电压。

第五电阻，与第二跟随器的输出端相连。

第六电阻，与第五电阻相连，用于与第五电阻对第二跟随器输出的电压和电源提供的电压进行分压，以向第二处理器输出正电压。

电源，与第四电阻和第六电阻相连，用于为第四电阻和第六电阻分压提供正电压。

其中，至少两个跟随器包括第一跟随器和第二跟随器。

需要说明的是，由于电压跟随器的输出端的电压为以0V为中心的正弦波形，有正有负，而在第二处理器只能采集正电压的情况下，需要将输出的差分信号整体上移，使得信号中的最小电压值仍为正，因此通过上述第五电阻、第六电阻以及电源对电压跟随器输出的信号进行补偿，从而使得电压跟随器输出的进入第二处理器前的信号均为正值，以使第二处理器能够采集。

图3是根据本发明实施例的一种可选的跟随电路的示意图，在一种可选的实施例中，如图3所示，互感器输出差分信号通过运算放大器构成的电压跟随器U5A(第一跟随器，由型号为TLC2272的运算放大器构成)进行电压跟随，通过运放跟随以后，再通过2K的R13(第三电阻)和10K的R31(第四电阻)进行分压，其中，电源AD_REF可以提供预设电压值的正电压(例如：3V或2.5V)，分压的目的是将输出的差分信号整体上移，以满足第二处理器的内部的AD对输入信号必须为正的要求。对于第二跟随器U5B(由型号为TLC2272的运算放大器构成)，同样通过2K的R14(第五电阻)和10K的R32(第六电阻)来对差分信号的第二信号进行分压，电源AD_REF与R32相连，用于为第六电阻分压提供正电压，EIN1P(差分信号的第一信号)和EIN1N(差分信号的第二信号)为互感器副边输出的差分信号，AD1P和AD1N为进入第二处理器之前的差分信号，其中，图中1％用于表示器件精度，图中所示出的两路跟随器具有八个引脚，其中，引脚3、5分别为第一路跟随器和第二路跟随器的输入端，分别用于接收差分信号的第一信号和差分信号的第二信号，引脚1和引脚7分别为两路跟随器的输出端，引脚4和引脚8分别用于接入电源-VDDA3.3V和VDDA3.3V，需要注意的是，在引脚4和引脚8之间连接有0.1μ的电容，用于起到滤波的作用。

可选的，根据本申请上述实施例，低压开关还包括：

第七电阻，连接于所述第一跟随器的输入端，用于调节所述差分信号的第一信号的输入失调电流。

第八电阻，连接于所述第二跟随器的输入端，用于调节所述差分信号的第二信号的输入失调电流。

图3是根据本发明实施例的一种可选的跟随电路的示意图，在一种可选的实施例中，如图3所示，上述第七电阻可以是该示例中所示的电阻R47，第八电阻可以是该示例中的电阻R48，均用于调节失调电流。

可选的，根据本申请上述实施例，低压开关还包括：

第三电容，第三电容的第一端与第三电阻相连，第三电容的第二端接地，用于与第三电阻构成第三滤波电路，对差分信号中的第一信号进行滤波。

在一种可选的实施例中，仍以图3所示的电路图作为示例，第三电容可以是图3中的C64，其中C64为0.01μ，C64的一端与第三电阻R13相连，另一端接地AGND，从而与第三电阻R13构成滤波电路，以对第一电压跟随器输出的差分信号进行滤波。

由上可知，上述第三电容通过与第三电阻构成滤波电路，以对第一电压跟随器输出的差分信号进行滤波，从而能够有效的提高第二处理器的输入信号的精度，进而达到提高低压开关保护功能的精度的目的。

可选的，根据本申请上述实施例，低压开关还包括：

第四电容，第四电容的第一端与第五电阻相连，第四电容的第二端接地，用于与第五电阻构成第三滤波电路，对差分信号中的第二信号进行滤波。

在一种可选的实施例中，仍以图3所示的电路图作为示例，第四电容可以是图3中的C65，其中C65为0.01μ，C65的一端与第三电阻R14(第五电阻)相连，另一端接地AGND，从而与第五电阻R14构成滤波电路，以对第二电压跟随器输出的差分信号进行滤波。

由上可知，上述第四电容通过与第五电阻构成滤波电路，以对第二电压跟随器输出的差分信号进行滤波，从而能过有效的提高第二处理器的输入信号的精度，进而达到提高低压开关的保护功能的精度。

图4是根据本发明实施例的一种可选的低压开关进行信号处理的示意图，结合图4所示的示例，RC滤波器和电压跟随器从同一个互感器获取差分信号，RC滤波器对差分信号进行滤波后，供第一处理器，即计量CPU内部的AD模块采集信号，并进行数据处理，得到计量结果，电压跟随器对差分信号进行电压跟随后，增强了信号的驱动能力，第二处理器，即保护CPU的内部AD模块采集从电压跟随器输出并分压滤波后的信号，并进行数据处理，从而对目标对象进行保护。

下面，对一种可选的低压开关的实施例进行描述，在一种可选的实施例中，低压开关包括六个感器，其中，三个为电压互感器，三个为电流互感器，对于每一个互感器都分别与如图2所示的RC滤波电路和如图3所示的两路跟随器相连，并分别在两路跟随器后连接分压电路，然后通过计量CPU与RC滤波电路相连进行参数测量，通过保护CPU与两路跟随器后的分压电路相连进行设备保护。

实施例2

根据本发明实施例，提供了一种低压开关的控制方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图6是根据本发明实施例的一种可选的低压开关的控制方法的流程图，低压开关包括：互感器，与互感器相连的至少两个跟随器，与互感器相连的第一处理器和与至少两个跟随器相连的第二处理器，如图6所示，该方法包括如下步骤：

步骤S502，至少两个跟随器接收互感器输出的差分信号，并增大所述差分信号的驱动能力。

步骤S504，第一处理器根据互感器输出的差分信号计量目标对象的预设参数。

步骤S506，第二处理器根据至少两个跟随器输出的差分信号保护目标对象。

可选的，根据本申请上述实施例，在第二处理器根据至少两个跟随器输出的差分信号保护目标对象之前，方法还包括：通过第一滤波电路对差分信号进行滤波。

可选的，根据本申请上述实施例，第二处理器根据至少两个跟随器输出的差分信号保护目标对象，包括：

步骤S5061，第二处理器根据滤波后的差分信号检测保护参数。

步骤S5063，在保护参数达到预设的保护范围的情况下，控制目标对象停止运行。

可选的，根据本申请上述实施例，在第二处理器根据至少两个跟随器输出的差分信号保护目标对象之前，方法还包括：通过第二滤波电路对差分信号进行滤波。

实施例3

根据本发明实施例，提供了一种低压开关的实施例，图7是根据本发明实施例的一种低压开关的控制装置的示意图，所述低压开关包括：互感器，与所述互感器相连的至少两个跟随器，与所述互感器相连的第一处理器和与所述至少两个跟随器相连的第二处理器，如图7所示，该控制装置包括：

增强模块70，用于所述至少两个跟随器接收所述互感器输出的差分信号，并增大所述差分信号的驱动能力。

计量模块72，用于所述第一处理器根据所述互感器输出的所述差分信号计量目标对象的预设参数。

保护模块74，用于所述第二处理器根据至少两个跟随器输出的差分信号保护所述目标对象。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种低压开关，其特征在于，包括：

互感器，用于输出差分信号；

至少两个跟随器，与所述互感器相连，用于增大所述差分信号的驱动能力；

第一处理器，与所述互感器相连，用于计量目标对象的预设参数；

第二处理器，与所述至少两个跟随器相连，用于根据所述至少两个跟随器输出的差分信号保护所述目标对象。

2.根据权利要求1所述的低压开关，其特征在于，所述低压开关还包括：

第一滤波电路，连接于所述互感器与所述第一处理器之间，用于对所述差分信号进行滤波。

3.根据权利要求2所述的低压开关，其特征在于，所述第一滤波电路包括：

第一电阻，与所述互感器相连，用于接收所述差分信号的第一信号；

第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一电阻相连，所述第一电容的第二端接地，用于与所述第一电阻为所述差分信号的第一信号进行滤波；

第二电阻，与所述互感器相连，用于接收所述差分信号的第二信号；

第二电容，所述第二电容的第一端与所述第二电阻相连，所述第二电容的第二端接地，用于与所述第二电阻为所述差分信号的第二信号进行滤波。

4.根据权利要求1所述的低压开关，其特征在于，所述低压开关还包括：

第三电阻，与第一跟随器的输出端相连；

第四电阻，与所述第三电阻相连，用于与所述第三电阻对所述第一跟随器输出的电压和电源提供的电压进行分压，以向所述第二处理器输出正电压；

第五电阻，与第二跟随器的输出端相连；

第六电阻，与所述第五电阻相连，用于与所述第五电阻对所述第二跟随器输出的电压和电源提供的电压进行分压，以向所述第二处理器输出正电压；

电源，与所述第四电阻和所述第六电阻相连，用于为所述第四电阻和所述第六电阻分压提供正电压；

其中，所述至少两个跟随器包括所述第一跟随器和所述第二跟随器。

5.根据权利要求4所述的低压开关，其特征在于，所述低压开关还包括：

第七电阻，连接于所述第一跟随器的输入端，用于调节所述差分信号的第一信号的输入失调电流；

第八电阻，连接于所述第二跟随器的输入端，用于调节所述差分信号的第二信号的输入失调电流。

6.根据权利要求4所述的低压开关，其特征在于，所述低压开关还包括：

第三电容，所述第三电容的第一端与所述第三电阻相连，所述第三电容的第二端接地，用于与所述第三电阻构成第三滤波电路，对所述差分信号中的第一信号进行滤波。

7.根据权利要求4所述的低压开关，其特征在于，所述低压开关还包括：

第四电容，所述第四电容的第一端与所述第五电阻相连，所述第四电容的第二端接地，用于与所述第五电阻构成第三滤波电路，对所述差分信号中的第二信号进行滤波。

8.一种低压开关的控制方法，其特征在于，所述低压开关包括：互感器，与所述互感器相连的至少两个跟随器，与所述互感器相连的第一处理器和与所述至少两个跟随器相连的第二处理器，其中，所述控制方法包括：

所述至少两个跟随器接收所述互感器输出的差分信号，并增大所述差分信号的驱动能力；

所述第一处理器根据所述互感器输出的所述差分信号计量目标对象的预设参数；

所述第二处理器根据所述至少两个跟随器输出的差分信号保护所述目标对象。

9.根据权利要求8所述方法，其特征在于，在所述第一处理器根据所述互感器输出的所述差分信号计量目标对象的预设参数之前，所述方法还包括：通过第一滤波电路对所述差分信号进行滤波。

10.根据权利要求9所述方法，其特征在于，所述第二处理器根据所述至少两个跟随器输出的差分信号保护所述目标对象，包括：

所述第二处理器根据滤波后的差分信号检测保护参数；

在所述保护参数达到预设的保护范围的情况下，控制所述目标对象停止运行。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述第二处理器根据所述至少两个跟随器输出的差分信号保护所述目标对象之前，所述方法还包括：通过第二滤波电路对所述差分信号进行滤波。

12.一种低压开关的控制装置，其特征在于，所述低压开关包括：互感器，与所述互感器相连的至少两个跟随器，与所述互感器相连的第一处理器和与所述至少两个跟随器相连的第二处理器，其中，所述控制装置包括：

增强模块，用于所述至少两个跟随器接收所述互感器输出的差分信号，并增大所述差分信号的驱动能力；

计量模块，用于所述第一处理器根据所述互感器输出的所述差分信号计量目标对象的预设参数；

保护模块，用于所述第二处理器根据所述至少两个跟随器输出的差分信号保护所述目标对象。