CN107368137B - 交流供电质量调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明的交流供电质量调节装置，包括单片机、电源电路、人机接口、RTC电路、通信电路、保护电路、反馈电路、驱动电路、滤波电路，电源电路为装置提供电力供应，人机接口、RTC电路、通信电路分别连接到单片机上，保护电路输入端接单片机，保护电路输出端接驱动电路输入端，驱动电路输出端接滤波电路输入端，滤波电路输出端接负载，反馈电路输入端接负载，反馈电路输出端接单片机。通过实时采集供用电参数，将可变PWM调节技术、小电流连续调节电压换流技术、分相平衡调节技术、用电能耗统计技术、运行管理技术融为一体，提高供电质量，确保设备使用寿命，降低维护成本。

Description

交流供电质量调节装置

技术领域

本发明涉及楼宇自动化控制领域，具体是一种交流供电质量调节装置。

背景技术

在楼宇智能控制及自动控制系统，数据采集系统是控制系统前端，和控制效果好坏的反馈，采集系统的采样精度完全决定了控制器的控制效果。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了交流供电质量调节装置，广泛应用与传感器前端采集系统，可应用与智能楼宇控制、工业自动化、中央空调控制、锅炉系统控制等自动控制系统，具备良好的实时性对系统采集，可应用于现场多路传感器信号采集，该系统将现场模拟信号进行高精度处理后，转换成数字量信号，通过通信总线传送给其他系统，并可现场扩展显示单元，进行现场采集。

本发明采用以下技术方案：

交流供电质量调节装置，包括单片机、电源电路、人机接口、RTC电路、通信电路，其特征在于，还包括保护电路、反馈电路、驱动电路、滤波电路，电源电路为装置提供电力供应，人机接口、RTC电路、通信电路分别连接到单片机上，保护电路输入端接单片机，保护电路输出端接驱动电路输入端，驱动电路输出端接滤波电路输入端，滤波电路输出端接负载，反馈电路输入端接负载，反馈电路输出端接单片机。

进一步的，所述的电源电路包括供电电路、延时电路和输出电路，供电电路包括变压器T1、整流器BD1、整流器BD2，整流器BD1和整流器BD2均采用DB107S，整流器BD1第二引脚接滑动变阻器RT2一个固定端，滑动变阻器RT1另一个固定端接VAIN，滑动变阻器RT1滑动端接整流器BD2第三引脚，整流器BD1第三引脚接滑动变阻器RT1一个固定端，滑动变阻器RT2另一个固定端接VBIN，滑动变阻器RT2滑动端接整流器BD2第三引脚，整流器BD2第二引脚接滑动变阻器RT3一个固定端，滑动变阻器RT3另一个固定端接VCIN，滑动变阻器RT3滑动端接整流器BD2第三引脚，整流器BD2第三引脚接N线，整流器BD1第一引脚、整流器BD2第一引脚均接V300，整流器BD1第四引脚、整流器BD2第四引脚均接G300V；

变压器T1第八输入端分别连接V300、稳压二极管D3负极、电阻R2一端、电阻R1一端、极性电容C7正极，稳压二极管D3正极通过电阻R4接二极管D4负极，二极管D4正极接变压器T1第六输入端，电阻R2另一端能通过依次串联的电阻R7、电阻R15、电阻R12接稳压二极管D6负极，稳压二极管D6正极接G300V，电阻R2另一端能通过依次串联的电阻R7、电阻R15、电阻R8接场效应管Q1的G极，场效应管Q1的G极接稳压二极管D5负极，稳压二极管D5正极分别接场效应管Q1的S极、电源块U3第四引脚，场效应管Q1的D极接变压器T1第六输入端，电阻R1另一端通过电阻R5分别接电阻R9一端、极性电容C7负极、极性电容C11正极，电阻R9另一端通过电阻R14接G300V，极性电容C11负极接G300V，电源块U3第五、第六、第七、第八引脚均接G300V，电源块U3第二引脚通过电容C16接G300V，电源块U3第一引脚分别接光耦U2第四引脚、三极管Q14发射极，光耦U2第三引脚、三极管Q14集电极均接G300V，三极管Q14基极为控制输出端，且通过电阻R6接G300V，所述光耦U2采用PC817K，所述电源块U3采用TNY276P；

变压器T1第一输出端接二极管D2正极，变压器T1第三输出端接地，二极管D2负极分别接稳压芯片U1第一引脚、极性电容C3正极，极性电容C3负极接地，稳压芯片U1采用78L12,稳压芯片U1第二引脚接地，稳压芯片U1第三引脚输出VDD，稳压芯片U1第三引脚分别接极性电容C4正极、电容C6一端、电容C70一端、极性电容C71正极、极性电容C72正极，极性电容C4负极、电容C6另一端、电容C70另一端、极性电容C71负极、极性电容C72负极均接地；

变压器T1第十输出端接二极管D1正极，二极管D1负极分别接极性电容C1正极、极性电容C55正极、电容C50一端、电阻R3一端、电感L1一端，极性电容C1负极、极性电容C55负极、电容C50另一端、电阻R3另一端均接地，电感L1另一端分别接电阻R11一端、极性电容C2正极、极性电容C56正极、电容C5一端，极性电容C2负极、极性电容C56负极、电容C5另一端均接地，电阻R11另一端分别接电容C12一端、电阻R16一端、放大器U4第一引脚，电阻R16另一端接地，电容C12另一端分别接放大器U4第三引脚、电阻R10一端、光耦U2第二引脚，电阻R10另一端、光耦U2第一引脚、放大器U4第二引脚均接地；

延时电路包括芯片U5，芯片U5采用4060，芯片U5第十二引脚分别连接电容C10一端、电阻,R24一端，电阻R24另一端接G300V，电容C10另一端接V12、极性电容C8正极、稳压二极管D7负极、电阻R13一端，极性电容C8负极、稳压二极管D7正极均接G300V，电阻R13另一端接V300；芯片U5第十引脚接电阻R19一端，电阻R19另一端分别接电容C9一端、电阻R18一端，电容C9另一端接芯片U5第九引脚，电阻R18另一端分别接芯片U5第十一引脚、二极管D8负极，二极管D8正极分别接电阻R17一端、芯片U5第三引脚，电阻R17另一端接电源电路控制输出端；

输出电路包括中间继电器RE1和交流接触器CJ1，中间继电器RE1的两个固定端分别连接VDD和GND，中间继电器RE1的活动端分别连接AC_L线和交流接触器CJ1一个固定端，交流接触器CJ1另一个固定端连接AC_N线，交流接触器CJ1的活动端连接输出线缆。

进一步的，保护电路包括220V交流信号处理电路和PWM信号处理电路，220V交流信号处理电路包括光耦U32、光耦U33、光耦U34、光耦U35，光耦U32第一引脚分别接电容C31一端、AC_N信号端，电容C31另一端分别接电阻R31一端、电容C32一端、光耦U32第二引脚、光耦U33第一引脚，电阻R31另一端接AC_L信号端，电容C32另一端分别接AC_N信号端、光耦U33第二引脚，光耦U32第四引脚接VCC电压，光耦U32第三引脚分别接电阻R33一端、电容C35一端、PWM信号处理电路信号输入端，电阻R33另一端、电容C35另一端均接地，光耦U33第四引脚接VCC电压，光耦U33第三引脚分别接电阻R34一端、电容C36一端、PWM信号处理电路信号输入端，电阻R34另一端、电容C36另一端均接地；光耦U34第一引脚分别接电容C33一端、AC_N信号端，电容C33另一端分别接电阻R32一端、电容C34一端、光耦U34第二引脚、光耦U35第一引脚，电阻R32另一端接AC_L信号端，电容C34另一端分别接AC_N信号端、光耦U35第二引脚，光耦U34第四引脚接VCC电压，光耦U34第三引脚分别接电阻R35一端、电容C37一端、PWM信号处理电路信号输入端，电阻R35另一端、电容C37另一端均接地，光耦U35第四引脚接VCC电压，光耦U35第三引脚分别接电阻R36一端、电容C38一端、PWM信号处理电路信号输入端，电阻R36另一端、电容C38另一端均接地；

PWM信号处理电路包括反相器U31、与门芯片U36、或门芯片U37，反相器U31第一引脚接信号端PWM_IN，反相器U31第二引脚分别接与门芯片U36第一引脚、与门芯片U36第四引脚，反相器U31第三引脚接光耦U32第三引脚，反相器U31第四引脚接或门芯片U37第十引脚，反相器U31第五引脚接光耦U33第三引脚，反相器U31第六引脚接或门芯片U37第十三引脚；

与门芯片U36第二引脚接光耦U34第三引脚，与门芯片U36第五引脚接光耦U35第三引脚，与门芯片U36第三引脚接或门芯片U37第二引脚，与门芯片U36第六引脚接或门芯片U37第五引脚；或门芯片U37第一引脚、第四引脚、第九引脚、第十二引脚均连接保护信号输入端PRO_IN，或门芯片U37第三引脚连接输出端PWM_OUT1，或门芯片U37第六引脚连接输出端PWM_OUT2，或门芯片U37第八引脚连接输出端PWM_OUT3，或门芯片U37第十一引脚连接输出端PWM_OUT4；

其中，与门芯片U36采用74F08，或门芯片U37采用74F32，光耦U32采用PS5201。

进一步的，驱动电路包括交流正半周斩波信号输入电路、交流负半周斩波信号输入电路、交流负半周续流信号输入电路、交流正半周续流信号输入电路、交流信号输出电路，正半周斩波信号输入电路包括光耦U41，光耦U41第二引脚接电压VCC，光耦U41第三引脚通过电阻R41接正半周斩波信号PWM_1，光耦U41第五引脚接地，光耦U41第八引脚接电压Vdrv1，光耦U41第六引脚和第七引脚均接电阻R47一端，电阻R47另一端分别接三极管Q41基极、三极管Q42基极，三极管Q41集电极接电压Vdrv1，三极管Q41发射极分别接交流信号输出电路控制端的GB1、三极管Q42发射极，三极管Q42集电极接地；负半周斩波信号输入电路包括光耦U42，光耦U42第二引脚接电压VCC，光耦U42第三引脚通过电阻R42接负半周斩波信号PWM_2，光耦U42第五引脚接地，光耦U42第八引脚接电压Vdrv1，光耦U42第六引脚和第七引脚均接电阻R48一端，电阻R48另一端分别接三极管Q43基极、三极管Q44基极，三极管Q43集电极接电压Vdrv1，三极管Q43发射极分别接交流信号输出电路控制端的GB2、三极管Q44发射极，三极管Q44集电极接地；

负半周续流信号输入电路包括光耦U43，光耦U43第二引脚接电压VCC，光耦U43第三引脚通过电阻R43接负半周续流信号PWM_3，光耦U43第五引脚接地，光耦U43第八引脚接电压Vdrv2，光耦U43第六引脚和第七引脚均接电阻R49一端，电阻R49另一端分别接三极管Q45基极、三极管Q46基极，三极管Q45集电极接电压Vdrv2，三极管Q45发射极分别接交流信号输出电路控制端的GB3、三极管Q46发射极，三极管Q46集电极接地；

正半周续流信号输入电路包括光耦U44，光耦U44第二引脚接电压VCC，光耦U44第三引脚通过电阻R43接正半周续流信号PWM_4，光耦U44第五引脚接地，光耦U44第八引脚接电压Vdrv2，光耦U44第六引脚和第七引脚均接电阻R412一端，电阻R412另一端分别接三极管Q47基极、三极管Q48基极，三极管Q47集电极接电压Vdrv2，三极管Q47发射极分别接交流信号输出电路控制端的GB4、三极管Q48发射极，三极管Q48集电极接地；

交流信号输出电路包括GB1、GB2、GB3、GB4四个IGBT，GB1的集电极分别接二极管D41负极、交流信号AC_L_INPUT，二极管D41正极接地，GB1发射极接地，GB1栅极分别接二极管D42负极、电阻R413一端，二极管D42正极接地，电阻R413另一端接地；GB2的集电极分别接二极管D46负极、信号AC_L_PWM，二极管D46正极接地，GB2发射极接地，GB2栅极分别接二极管D43负极、电阻R414一端，二极管D43正极接地，电阻R414另一端接地；GB3的集电极分别接二极管D47负极、信号AC_L_PWM，二极管D47正极接地，GB3发射极接地，GB3栅极分别接二极管D44负极、电阻R415一端，二极管D44正极接地，电阻R415另一端接地；

GB4的集电极分别接二极管D48负极、信号AC_N，二极管D48正极接地，GB4发射极接地，GB4栅极分别接二极管D45负极、电阻R416一端，二极管D45正极接地，电阻R416另一端接地；二极管D42正极通过电阻R410接稳压二极管Z1负极，稳压二极管Z1正极接地，稳压二极管Z1负极通过电阻R45接电压Vdrv1，二极管D44正极通过电阻R411接稳压二极管Z2负极，稳压二极管Z2正极接地，稳压二极管Z2负极通过电阻R46接电压Vdrv2；

上述的光耦U41、光耦U42、光耦U43、光耦U44均采用TLP250芯片。

进一步的，滤波电路包括可调电抗器L52，可调电抗器L52滑动控制端连接微处理器U51，可调电抗器L52一个固定端分别连接信号输入AC_L_PWM、电阻R51一端、电容C51一端、电感L51一端、滑动变阻器RV51一个固定端，电阻R51另一端、电容C51另一端、滑动变阻器RV51另一个固定端均连接AC_N，电感L51另一端通过电容C52连接AC_N；

可调电抗器L52另一固定端分别连接电容C53一端、电阻R52一端、电容C54一端、电流互感器CT1一端、电感L55一端、电容C55一端、电阻R53一端，电容C53另一端、电阻R52另一端、电容C54另一端均连接AC_N，电流互感器CT1另一端接信号输出端AC_L_OUTPUT，电感L55另一端、电容C55另一端、电阻R53另一端均连接电容C56一端，电容C56另一端通过电感L54接AC_N。

本发明的有益效果是：

1、采用浮动放大器，可根据每次采样点值动态调整放大倍数，放大倍数是浮动变化，可适应多种信号。

2、采用流水线结构，提高了系统系统处理速度，适用于快速采样，和多回路采样。

3、采用二阶采样保持电路。，浮动放大器和AD转换模块了并行工作。减小系统的级间干扰，也提高了反应速度。AD模块处理时，浮动放大器可采集下一时刻数据。稳定后AD在进行采集。

4、浮动放大器的编码(放大倍数)采用硬件并行编码，放大倍数确定速度达到NS级别。提高对变化信号的动态调整。

5、不同处理环节引入滤波电路，对采集信号进行滤波，减少了信号变化干扰。

6、采用微处理器和硬件结合方式。实现硬件反应速度块和软件算法动态调整相结合，提高了系统的应用灵活性。

7、内置负电压产生电路，不用输入负电压，支持单一电路供电，减少对现场电源要求。

附图说明

图1是本发明系统原理框图；

图2是本发明电源电路和延时电路的电路原理图；

图3是本发明保护电路原理图；

图4是本发明驱动电路原理图；

图5是本发明滤波电路原理图。

具体实施方式

如图1所示的交流供电质量调节装置，包括单片机、电源电路、人机接口、RTC电路、通信电路，其特征在于，还包括保护电路、反馈电路、驱动电路、滤波电路，电源电路为装置提供电力供应，人机接口、RTC电路、通信电路分别连接到单片机上，保护电路输入端接单片机，保护电路输出端接驱动电路输入端，驱动电路输出端接滤波电路输入端，滤波电路输出端接负载，反馈电路输入端接负载，反馈电路输出端接单片机。

如图2所示的电源电路包括供电电路、延时电路和输出电路，供电电路包括变压器T1、整流器BD1、整流器BD2，整流器BD1和整流器BD2均采用DB107S，整流器BD1第二引脚接滑动变阻器RT2一个固定端，滑动变阻器RT1另一个固定端接VAIN，滑动变阻器RT1滑动端接整流器BD2第三引脚，整流器BD1第三引脚接滑动变阻器RT1一个固定端，滑动变阻器RT2另一个固定端接VBIN，滑动变阻器RT2滑动端接整流器BD2第三引脚，整流器BD2第二引脚接滑动变阻器RT3一个固定端，滑动变阻器RT3另一个固定端接VCIN，滑动变阻器RT3滑动端接整流器BD2第三引脚，整流器BD2第三引脚接N线，整流器BD1第一引脚、整流器BD2第一引脚均接V300，整流器BD1第四引脚、整流器BD2第四引脚均接G300V；

变压器T1第八输入端分别连接V300、稳压二极管D3负极、电阻R2一端、电阻R1一端、极性电容C7正极，稳压二极管D3正极通过电阻R4接二极管D4负极，二极管D4正极接变压器T1第六输入端，电阻R2另一端能通过依次串联的电阻R7、电阻R15、电阻R12接稳压二极管D6负极，稳压二极管D6正极接G300V，电阻R2另一端能通过依次串联的电阻R7、电阻R15、电阻R8接场效应管Q1的G极，场效应管Q1的G极接稳压二极管D5负极，稳压二极管D5正极分别接场效应管Q1的S极、电源块U3第四引脚，场效应管Q1的D极接变压器T1第六输入端，电阻R1另一端通过电阻R5分别接电阻R9一端、极性电容C7负极、极性电容C11正极，电阻R9另一端通过电阻R14接G300V，极性电容C11负极接G300V，电源块U3第五、第六、第七、第八引脚均接G300V，电源块U3第二引脚通过电容C16接G300V，电源块U3第一引脚分别接光耦U2第四引脚、三极管Q14发射极，光耦U2第三引脚、三极管Q14集电极均接G300V，三极管Q14基极为控制输出端，且通过电阻R6接G300V，所述光耦U2采用PC817K，所述电源块U3采用TNY276P；

变压器T1第一输出端接二极管D2正极，变压器T1第三输出端接地，二极管D2负极分别接稳压芯片U1第一引脚、极性电容C3正极，极性电容C3负极接地，稳压芯片U1采用78L12,稳压芯片U1第二引脚接地，稳压芯片U1第三引脚输出VDD，稳压芯片U1第三引脚分别接极性电容C4正极、电容C6一端、电容C70一端、极性电容C71正极、极性电容C72正极，极性电容C4负极、电容C6另一端、电容C70另一端、极性电容C71负极、极性电容C72负极均接地；

变压器T1第十输出端接二极管D1正极，二极管D1负极分别接极性电容C1正极、极性电容C55正极、电容C50一端、电阻R3一端、电感L1一端，极性电容C1负极、极性电容C55负极、电容C50另一端、电阻R3另一端均接地，电感L1另一端分别接电阻R11一端、极性电容C2正极、极性电容C56正极、电容C5一端，极性电容C2负极、极性电容C56负极、电容C5另一端均接地，电阻R11另一端分别接电容C12一端、电阻R16一端、放大器U4第一引脚，电阻R16另一端接地，电容C12另一端分别接放大器U4第三引脚、电阻R10一端、光耦U2第二引脚，电阻R10另一端、光耦U2第一引脚、放大器U4第二引脚均接地；

延时电路包括芯片U5，芯片U5采用4060，芯片U5第十二引脚分别连接电容C10一端、电阻,R24一端，电阻R24另一端接G300V，电容C10另一端接V12、极性电容C8正极、稳压二极管D7负极、电阻R13一端，极性电容C8负极、稳压二极管D7正极均接G300V，电阻R13另一端接V300；芯片U5第十引脚接电阻R19一端，电阻R19另一端分别接电容C9一端、电阻R18一端，电容C9另一端接芯片U5第九引脚，电阻R18另一端分别接芯片U5第十一引脚、二极管D8负极，二极管D8正极分别接电阻R17一端、芯片U5第三引脚，电阻R17另一端接电源电路控制输出端；

输出电路包括中间继电器RE1和交流接触器CJ1，中间继电器RE1的两个固定端分别连接VDD和GND，中间继电器RE1的活动端分别连接AC_L线和交流接触器CJ1一个固定端，交流接触器CJ1另一个固定端连接AC_N线，交流接触器CJ1的活动端连接输出线缆。

如图3所示，保护电路包括220V交流信号处理电路和PWM信号处理电路。220V交流信号处理电路包括光耦U32、光耦U33、光耦U34、光耦U35，光耦U32第一引脚分别接电容C31一端、AC_N信号端，电容C31另一端分别接电阻R31一端、电容C32一端、光耦U32第二引脚、光耦U33第一引脚，电阻R31另一端接AC_L信号端，电容C32另一端分别接AC_N信号端、光耦U33第二引脚，光耦U32第四引脚接VCC电压，光耦U32第三引脚分别接电阻R33一端、电容C35一端、PWM信号处理电路信号输入端，电阻R33另一端、电容C35另一端均接地，光耦U33第四引脚接VCC电压，光耦U33第三引脚分别接电阻R34一端、电容C36一端、PWM信号处理电路信号输入端，电阻R34另一端、电容C36另一端均接地；光耦U34第一引脚分别接电容C33一端、AC_N信号端，电容C33另一端分别接电阻R32一端、电容C34一端、光耦U34第二引脚、光耦U35第一引脚，电阻R32另一端接AC_L信号端，电容C34另一端分别接AC_N信号端、光耦U35第二引脚，光耦U34第四引脚接VCC电压，光耦U34第三引脚分别接电阻R35一端、电容C37一端、PWM信号处理电路信号输入端，电阻R35另一端、电容C37另一端均接地，光耦U35第四引脚接VCC电压，光耦U35第三引脚分别接电阻R36一端、电容C38一端、PWM信号处理电路信号输入端，电阻R36另一端、电容C38另一端均接地；其中，光耦U32、光耦U33、光耦U34、光耦U35均为PS2501光电耦合器。

PWM信号处理电路包括反相器U31、与门芯片U36、或门芯片U37，反相器U31第一引脚接信号端PWM_IN，反相器U31第二引脚分别接与门芯片U36第一引脚、与门芯片U36第四引脚，反相器U31第三引脚接光耦U32第三引脚，反相器U31第四引脚接或门芯片U37第十引脚，反相器U31第五引脚接光耦U33第三引脚，反相器U31第六引脚接或门芯片U37第十三引脚；

与门芯片U36第二引脚接光耦U34第三引脚，与门芯片U36第五引脚接光耦U35第三引脚，与门芯片U36第三引脚接或门芯片U37第二引脚，与门芯片U36第六引脚接或门芯片U37第五引脚；或门芯片U37第一引脚、第四引脚、第九引脚、第十二引脚均连接保护信号输入端PRO_IN，或门芯片U37第三引脚连接输出端PWM_OUT1，或门芯片U37第六引脚连接输出端PWM_OUT2，或门芯片U37第八引脚连接输出端PWM_OUT3，或门芯片U37第十一引脚连接输出端PWM_OUT4；其中，与门芯片U36采用74F08，或门芯片U37采用74F32，光耦U32采用PS5201。

如图4所示，驱动电路包括交流正半周斩波信号输入电路、交流负半周斩波信号输入电路、交流负半周续流信号输入电路、交流正半周续流信号输入电路、交流信号输出电路。

正半周斩波信号输入电路包括光耦U41，光耦U41第二引脚接电压VCC，光耦U41第三引脚通过电阻R41接正半周斩波信号PWM_1，光耦U41第五引脚接地，光耦U41第八引脚接电压Vdrv1，光耦U41第六引脚和第七引脚均接电阻R47一端，电阻R47另一端分别接三极管Q41基极、三极管Q42基极，三极管Q41集电极接电压Vdrv1，三极管Q41发射极分别接交流信号输出电路控制端的GB1、三极管Q42发射极，三极管Q42集电极接地。

负半周斩波信号输入电路包括光耦U42，光耦U42第二引脚接电压VCC，光耦U42第三引脚通过电阻R42接负半周斩波信号PWM_2，光耦U42第五引脚接地，光耦U42第八引脚接电压Vdrv1，光耦U42第六引脚和第七引脚均接电阻R48一端，电阻R48另一端分别接三极管Q43基极、三极管Q44基极，三极管Q43集电极接电压Vdrv1，三极管Q43发射极分别接交流信号输出电路控制端的GB2、三极管Q44发射极，三极管Q44集电极接地。

负半周续流信号输入电路包括光耦U43，光耦U43第二引脚接电压VCC，光耦U43第三引脚通过电阻R43接负半周续流信号PWM_3，光耦U43第五引脚接地，光耦U43第八引脚接电压Vdrv2，光耦U43第六引脚和第七引脚均接电阻R49一端，电阻R49另一端分别接三极管Q45基极、三极管Q46基极，三极管Q45集电极接电压Vdrv2，三极管Q45发射极分别接交流信号输出电路控制端的GB3、三极管Q46发射极，三极管Q46集电极接地。

正半周续流信号输入电路包括光耦U44，光耦U44第二引脚接电压VCC，光耦U44第三引脚通过电阻R43接正半周续流信号PWM_4，光耦U44第五引脚接地，光耦U44第八引脚接电压Vdrv2，光耦U44第六引脚和第七引脚均接电阻R412一端，电阻R412另一端分别接三极管Q47基极、三极管Q48基极，三极管Q47集电极接电压Vdrv2，三极管Q47发射极分别接交流信号输出电路控制端的GB4、三极管Q48发射极，三极管Q48集电极接地。

上述的光耦U41、光耦U42、光耦U43、光耦U44均采用TLP250芯片，三极管Q41-Q48均采用SS8550三极管。

交流信号输出电路包括GB1、GB2、GB3、GB4四个IGBT，GB1的集电极分别接二极管D41负极、交流信号AC_L_INPUT，二极管D41正极接地，GB1发射极接地，GB1栅极分别接二极管D42负极、电阻R413一端，二极管D42正极接地，电阻R413另一端接地；GB2的集电极分别接二极管D46负极、信号AC_L_PWM，二极管D46正极接地，GB2发射极接地，GB2栅极分别接二极管D43负极、电阻R414一端，二极管D43正极接地，电阻R414另一端接地；GB3的集电极分别接二极管D47负极、信号AC_L_PWM，二极管D47正极接地，GB3发射极接地，GB3栅极分别接二极管D44负极、电阻R415一端，二极管D44正极接地，电阻R415另一端接地；GB4的集电极分别接二极管D48负极、信号AC_N，二极管D48正极接地，GB4发射极接地，GB4栅极分别接二极管D45负极、电阻R416一端，二极管D45正极接地，电阻R416另一端接地；二极管D42正极通过电阻R410接稳压二极管Z1负极，稳压二极管Z1正极接地，稳压二极管Z1负极通过电阻R45接电压Vdrv1，二极管D44正极通过电阻R411接稳压二极管Z2负极，稳压二极管Z2正极接地，稳压二极管Z2负极通过电阻R46接电压Vdrv2；上述的光耦U41、光耦U42、光耦U43、光耦U44均采用TLP250芯片。

如图5所示，滤波电路包括可调电抗器L52，可调电抗器L52滑动控制端连接微处理器U51，可调电抗器L52一个固定端分别连接信号输入端AC_L5_PWM、电阻R51一端、电容C51一端、电感L51一端、滑动变阻器RV51一个固定端，电阻R51另一端、电容C51另一端、滑动变阻器RV51另一个固定端均连接AC_N，电感L51另一端通过电容C52连接AC_N；可调电抗器L52另一固定端分别连接电容C53一端、电阻R52一端、电容C54一端、电流互感器CT1一端、电感L55一端、电容C55一端、电阻R53一端，电容C53另一端、电阻R52另一端、电容C54另一端均连接AC_N，电流互感器CT1另一端接信号输出端AC_L_OUTPUT，电感L55另一端、电容C55另一端、电阻R53另一端均连接电容C56一端，电容C56另一端通过电感L54接AC_N。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明的具体结构，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管说明书及附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

Claims (4)

1.交流供电质量调节装置，包括单片机、电源电路、人机接口、RTC电路、通信电路，其特征在于，还包括保护电路、反馈电路、驱动电路、滤波电路，电源电路为装置提供电力供应，人机接口、RTC电路、通信电路分别连接到单片机上，保护电路输入端接单片机，保护电路输出端接驱动电路输入端，驱动电路输出端接滤波电路输入端，滤波电路输出端接负载，反馈电路输入端接负载，反馈电路输出端接单片机；

所述的电源电路包括供电电路、延时电路和输出电路，供电电路包括变压器T1、整流器BD1、整流器BD2，整流器BD1和整流器BD2均采用DB107S，整流器BD1第二引脚接滑动变阻器RT2一个固定端，滑动变阻器RT1另一个固定端接VAIN，滑动变阻器RT1滑动端接整流器BD2第三引脚，整流器BD1第三引脚接滑动变阻器RT1一个固定端，滑动变阻器RT2另一个固定端接VBIN，滑动变阻器RT2滑动端接整流器BD2第三引脚，整流器BD2第二引脚接滑动变阻器RT3一个固定端，滑动变阻器RT3另一个固定端接VCIN，滑动变阻器RT3滑动端接整流器BD2第三引脚，整流器BD2第三引脚接N线，整流器BD1第一引脚、整流器BD2第一引脚均接V300，整流器BD1第四引脚、整流器BD2第四引脚均接G300V；

变压器T1第八输入端分别连接V300、稳压二极管D3负极、电阻R2一端、电阻R1一端、极性电容C7正极，稳压二极管D3正极通过电阻R4接二极管D4负极，二极管D4正极接变压器T1第六输入端，电阻R2另一端能通过依次串联的电阻R7、电阻R15、电阻R12接稳压二极管D6负极，稳压二极管D6正极接G300V，电阻R2另一端能通过依次串联的电阻R7、电阻R15、电阻R8接场效应管Q1的G极，场效应管Q1的G极接稳压二极管D5负极，稳压二极管D5正极分别接场效应管Q1的S极、电源块U3第四引脚，场效应管Q1的D极接变压器T1第六输入端，电阻R1另一端通过电阻R5分别接电阻R9一端、极性电容C7负极、极性电容C11正极，电阻R9另一端通过电阻R14接G300V，极性电容C11负极接G300V，电源块U3第五、第六、第七、第八引脚均接G300V，电源块U3第二引脚通过电容C16接G300V，电源块U3第一引脚分别接光耦U2第四引脚、三极管Q14发射极，光耦U2第三引脚、三极管Q14集电极均接G300V，三极管Q14基极为控制输出端，且通过电阻R6接G300V，所述光耦U2采用PC817K，所述电源块U3采用TNY276P；

变压器T1第一输出端接二极管D2正极，变压器T1第三输出端接地，二极管D2负极分别接稳压芯片U1第一引脚、极性电容C3正极，极性电容C3负极接地，稳压芯片U1采用78L12,稳压芯片U1第二引脚接地，稳压芯片U1第三引脚输出VDD，稳压芯片U1第三引脚分别接极性电容C4正极、电容C6一端、电容C70一端、极性电容C71正极、极性电容C72正极，极性电容C4负极、电容C6另一端、电容C70另一端、极性电容C71负极、极性电容C72负极均接地；

变压器T1第十输出端接二极管D1正极，二极管D1负极分别接极性电容C1正极、极性电容C55正极、电容C50一端、电阻R3一端、电感L1一端，极性电容C1负极、极性电容C55负极、电容C50另一端、电阻R3另一端均接地，电感L1另一端分别接电阻R11一端、极性电容C2正极、极性电容C56正极、电容C5一端，极性电容C2负极、极性电容C56负极、电容C5另一端均接地，电阻R11另一端分别接电容C12一端、电阻R16一端、放大器U4第一引脚，电阻R16另一端接地，电容C12另一端分别接放大器U4第三引脚、电阻R10一端、光耦U2第二引脚，电阻R10另一端、光耦U2第一引脚、放大器U4第二引脚均接地；

延时电路包括芯片U5，芯片U5采用4060，芯片U5第十二引脚分别连接电容C10一端、电阻,R24一端，电阻R24另一端接G300V，电容C10另一端接V12、极性电容C8正极、稳压二极管D7负极、电阻R13一端，极性电容C8负极、稳压二极管D7正极均接G300V，电阻R13另一端接V300；芯片U5第十引脚接电阻R19一端，电阻R19另一端分别接电容C9一端、电阻R18一端，电容C9另一端接芯片U5第九引脚，电阻R18另一端分别接芯片U5第十一引脚、二极管D8负极，二极管D8正极分别接电阻R17一端、芯片U5第三引脚，电阻R17另一端接电源电路控制输出端；

输出电路包括中间继电器RE1和交流接触器CJ1，中间继电器RE1的两个固定端分别连接VDD和GND，中间继电器RE1的活动端分别连接AC_L线和交流接触器CJ1一个固定端，交流接触器CJ1另一个固定端连接AC_N线，交流接触器CJ1的活动端连接输出线缆。

2.根据权利要求1所述的交流供电质量调节装置，其特征在于，保护电路包括220V交流信号处理电路和PWM信号处理电路，220V交流信号处理电路包括光耦U32、光耦U33、光耦U34、光耦U35，光耦U32第一引脚分别接电容C31一端、AC_N信号端，电容C31另一端分别接电阻R31一端、电容C32一端、光耦U32第二引脚、光耦U33第一引脚，电阻R31另一端接AC_L信号端，电容C32另一端分别接AC_N信号端、光耦U33第二引脚，光耦U32第四引脚接VCC电压，光耦U32第三引脚分别接电阻R33一端、电容C35一端、PWM信号处理电路信号输入端，电阻R33另一端、电容C35另一端均接地，光耦U33第四引脚接VCC电压，光耦U33第三引脚分别接电阻R34一端、电容C36一端、PWM信号处理电路信号输入端，电阻R34另一端、电容C36另一端均接地；光耦U34第一引脚分别接电容C33一端、AC_N信号端，电容C33另一端分别接电阻R32一端、电容C34一端、光耦U34第二引脚、光耦U35第一引脚，电阻R32另一端接AC_L信号端，电容C34另一端分别接AC_N信号端、光耦U35第二引脚，光耦U34第四引脚接VCC电压，光耦U34第三引脚分别接电阻R35一端、电容C37一端、PWM信号处理电路信号输入端，电阻R35另一端、电容C37另一端均接地，光耦U35第四引脚接VCC电压，光耦U35第三引脚分别接电阻R36一端、电容C38一端、PWM信号处理电路信号输入端，电阻R36另一端、电容C38另一端均接地；

PWM信号处理电路包括反相器U31、与门芯片U36、或门芯片U37，反相器U31第一引脚接信号端PWM_IN，反相器U31第二引脚分别接与门芯片U36第一引脚、与门芯片U36第四引脚，反相器U31第三引脚接光耦U32第三引脚，反相器U31第四引脚接或门芯片U37第十引脚，反相器U31第五引脚接光耦U33第三引脚，反相器U31第六引脚接或门芯片U37第十三引脚；

与门芯片U36第二引脚接光耦U34第三引脚，与门芯片U36第五引脚接光耦U35第三引脚，与门芯片U36第三引脚接或门芯片U37第二引脚，与门芯片U36第六引脚接或门芯片U37第五引脚；或门芯片U37第一引脚、第四引脚、第九引脚、第十二引脚均连接保护信号输入端PRO_IN，或门芯片U37第三引脚连接输出端PWM_OUT1，或门芯片U37第六引脚连接输出端PWM_OUT2，或门芯片U37第八引脚连接输出端PWM_OUT3，或门芯片U37第十一引脚连接输出端PWM_OUT4；

其中，与门芯片U36采用74F08，或门芯片U37采用74F32，光耦U32采用PS5201。

3.根据权利要求1所述的交流供电质量调节装置，其特征在于，驱动电路包括交流正半周斩波信号输入电路、交流负半周斩波信号输入电路、交流负半周续流信号输入电路、交流正半周续流信号输入电路、交流信号输出电路，正半周斩波信号输入电路包括光耦U41，光耦U41第二引脚接电压VCC，光耦U41第三引脚通过电阻R41接正半周斩波信号PWM_1，光耦U41第五引脚接地，光耦U41第八引脚接电压Vdrv1，光耦U41第六引脚和第七引脚均接电阻R47一端，电阻R47另一端分别接三极管Q41基极、三极管Q42基极，三极管Q41集电极接电压Vdrv1，三极管Q41发射极分别接交流信号输出电路控制端的GB1、三极管Q42发射极，三极管Q42集电极接地；

负半周斩波信号输入电路包括光耦U42，光耦U42第二引脚接电压VCC，光耦U42第三引脚通过电阻R42接负半周斩波信号PWM_2，光耦U42第五引脚接地，光耦U42第八引脚接电压Vdrv1，光耦U42第六引脚和第七引脚均接电阻R48一端，电阻R48另一端分别接三极管Q43基极、三极管Q44基极，三极管Q43集电极接电压Vdrv1，三极管Q43发射极分别接交流信号输出电路控制端的GB2、三极管Q44发射极，三极管Q44集电极接地；

负半周续流信号输入电路包括光耦U43，光耦U43第二引脚接电压VCC，光耦U43第三引脚通过电阻R43接负半周续流信号PWM_3，光耦U43第五引脚接地，光耦U43第八引脚接电压Vdrv2，光耦U43第六引脚和第七引脚均接电阻R49一端，电阻R49另一端分别接三极管Q45基极、三极管Q46基极，三极管Q45集电极接电压Vdrv2，三极管Q45发射极分别接交流信号输出电路控制端的GB3、三极管Q46发射极，三极管Q46集电极接地；

正半周续流信号输入电路包括光耦U44，光耦U44第二引脚接电压VCC，光耦U44第三引脚通过电阻R43接正半周续流信号PWM_4，光耦U44第五引脚接地，光耦U44第八引脚接电压Vdrv2，光耦U44第六引脚和第七引脚均接电阻R412一端，电阻R412另一端分别接三极管Q47基极、三极管Q48基极，三极管Q47集电极接电压Vdrv2，三极管Q47发射极分别接交流信号输出电路控制端的GB4、三极管Q48发射极，三极管Q48集电极接地；

交流信号输出电路包括GB1、GB2、GB3、GB4四个IGBT，GB1的集电极分别接二极管D41负极、交流信号AC_L_INPUT，二极管D41正极接地，GB1发射极接地，GB1栅极分别接二极管D42负极、电阻R413一端，二极管D42正极接地，电阻R413另一端接地；GB2的集电极分别接二极管D46负极、信号AC_L_PWM，二极管D46正极接地，GB2发射极接地，GB2栅极分别接二极管D43负极、电阻R414一端，二极管D43正极接地，电阻R414另一端接地；GB3的集电极分别接二极管D47负极、信号AC_L_PWM，二极管D47正极接地，GB3发射极接地，GB3栅极分别接二极管D44负极、电阻R415一端，二极管D44正极接地，电阻R415另一端接地；

GB4的集电极分别接二极管D48负极、信号AC_N，二极管D48正极接地，GB4发射极接地，GB4栅极分别接二极管D45负极、电阻R416一端，二极管D45正极接地，电阻R416另一端接地；二极管D42正极通过电阻R410接稳压二极管Z1负极，稳压二极管Z1正极接地，稳压二极管Z1负极通过电阻R45接电压Vdrv1，二极管D44正极通过电阻R411接稳压二极管Z2负极，稳压二极管Z2正极接地，稳压二极管Z2负极通过电阻R46接电压Vdrv2；

上述的光耦U41、光耦U42、光耦U43、光耦U44均采用TLP250芯片。

4.根据权利要求1所述的交流供电质量调节装置，其特征在于，滤波电路包括可调电抗器L52，可调电抗器L52滑动控制端连接微处理器U51，可调电抗器L52一个固定端分别连接信号输入端AC_L_PWM、电阻R51一端、电容C51一端、电感L51一端、滑动变阻器RV51一个固定端，电阻R51另一端、电容C51另一端、滑动变阻器RV51另一个固定端均连接AC_N，电感L51另一端通过电容C52连接AC_N；

可调电抗器L52另一固定端分别连接电容C53一端、电阻R52一端、电容C54一端、电流互感器CT1一端、电感L55一端、电容C55一端、电阻R53一端，电容C53另一端、电阻R52另一端、电容C54另一端均连接AC_N，电流互感器CT1另一端接信号输出端AC_L_OUTPUT，电感L55另一端、电容C55另一端、电阻R53另一端均连接电容C56一端，电容C56另一端通过电感L54接AC_N。

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