CN108549041A - 互感器结合单稳态电路实现的ac220输出状态检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及道路交通控制机技术领域，具体涉及一种互感器结合单稳态电路实现的AC220输出状态检测电路，它包括互感器采样电路、放大电路、模拟开关电路、信号整形及单稳态电路；所述互感器采样电路与放大电路相连，放大电路与模拟开关电路相连，模拟开关电路与信号整形及单稳态电路相连；它采用电流互感器、电压互感器有效的将AC220V电压与低压电路有效的隔离的同时，采样信号一致性得到了保证；并且通过控制模拟开关的通道启动，可有效的对电压、电流分别采样。并共用后级电路，降低电路成本。
Description
【技术领域】
本发明涉及道路交通控制机技术领域，具体涉及一种用于SK5100型道路交通控制机的互感器结合单稳态电路实现的AC220输出状态检测电路。
【背景技术】
传统针对于道路交通控制机对于对于信号控制机路口信号灯控制时的具体工作状态的回采。
其一是采用大功率二极管、大功率整流桥和相关电路实现控制电路输出状态的回采。但是在检测过程中存在如下问题：
第一是，电路参数一致性差，需要现场匹配电阻实现信息可靠回采。一旦现场故障维修，将再次现场匹配。第二是，技术陈旧导致工艺落后。在小范围空间实现大密度输出控制，直接导致耐压试验不通过。第三是AC220V电压，未经隔离直接进入电路低压区。生产、调试、现场维护存在安全隐患。
其二是电压采样电路采用电阻分压、整流、滤波、光电隔离等电路。实际使用时存在如下问题：
第一是，电阻分压损失功率。第二是，整流、绿波后的采样信号一致性差。第三是，光电隔离增加电路成本。
【发明内容】
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种互感器结合单稳态电路实现的AC220输出状态检测电路，它采用电流互感器、电压互感器有效的将AC220V电压与低压电路有效的隔离的同时，采样信号一致性得到了保证；并且通过控制模拟开关的通道启动，可有效的对电压、电流分别采样。并共用后级电路，降低电路成本。
本发明所述的互感器结合单稳态电路实现的AC220输出状态检测电路，它包括互感器采样电路、放大电路、模拟开关电路、信号整形及单稳态电路；所述互感器采样电路与放大电路相连，放大电路与模拟开关电路相连，模拟开关电路与信号整形及单稳态电路相连；
所述互感器采样电路包括电流互感器L1，AC220_L市电电压经电流互感器L1与信号灯D1相连；所述电流互感器L1的一端输出电流信号HGQ_I，电流互感器L1的另一端接地；电阻R1和R2并联后与信号灯D1一端相连，电阻R1和R2并联后另一端与电压互感器T1相连，电压互感器T1一端输出电压信号HGQ_U，电压互感器T1另一端接地；
所述放大电路包括运算放大器A和运算放大器B，所述运算放大器A的第1脚端与电流互感器L1的相连，电阻R3并联在运算放大器A的第1、2脚端；所述运算放大器B的第6脚与电压互感器T1相连；电阻R4并联在运算放大器B的第6、7脚端上；
所述模拟开关电路包括模拟开关芯片U2A和模拟开关芯片U2B；所述模拟开关芯片U2A第1端与运算放大器A的第1脚端相连，电容C3并联在模拟开关芯片U2A上，模拟开关芯片U2A第2脚端与信号整形及单稳态电路相连；所述模拟开关芯片U2B第11脚端与运算放大器B的第7脚端相连，模拟开关芯片U2B第10端与模拟开关芯片U2A第2脚端并联；所述模拟开关芯片U2A第13端与电流检测端相连；所述模拟开关芯片U2B第12端与电压检测端相连；三极管Q2第1脚端与电阻R10相连，电阻R10与电压检测端相连，三极管Q2第3脚端与电阻R9相连，电阻R9与电流检测端相连，三极管Q2的第2脚端接地；
所述信号整形及单稳态电路包括单稳态芯片，单稳态芯片的第16脚与电容C5并联，单稳态芯片的第14脚与电容C2串联，电容C2与电阻R11串联，单稳态芯片的第15脚并联在电容C2上，单稳态芯片的第1脚与三极管Q1的第3脚端相连，三极管Q1的第1脚端与电阻R8串联，三极管Q1的第3脚端与电阻R5相连，电阻R6并联在电阻R5和三极管Q1的第1脚端上，电阻R7并联在三极管Q1的第1、2脚端上；电阻R8与电容C4串联，电容C4与模拟开关芯片U2A第2脚端相连；其中电阻R5、R6、R7、R8和三极管Q1构成的整形电路。
进一步地，所述电流互感器L1为型号是DL-CT03C1.0的电流互感器。
进一步地，所述电压互感器T1为型号是DL-PT202EB的电压互感器。
进一步地，所述运算放大器A和运算放大器B的型号均为LM2904的运算放大器。
进一步地，所述三极管Q1、三极管Q2为型号是9013的NPN型三极管。
进一步地，所述模拟开关芯片U2A、模拟开关芯片U2B为型号为CD4066模拟开关。
进一步地，所述单稳态芯片为型号是74HC123的单稳态触发器。
采用上述结构后，本发明有益效果为：本发明所述的一种互感器结合单稳态电路实现的AC220输出状态检测电路，它采用电流互感器、电压互感器有效的将AC220V电压与低压电路有效的隔离的同时，采样信号一致性得到了保证；并且通过控制模拟开关的通道启动，可有效的对电压、电流分别采样。并共用后级电路，降低电路成本。
【附图说明】
此处所说明的附图是用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
图1是本发明电路示意图；
图2是本发明的互感器采样电路示意图；
图3是本发明的放大电路示意图；
图4是本发明的模拟开关电路示意图；
图5是本发明的号整形及单稳态电路示意图；
【具体实施方式】
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1所示，本具体实施方式所述的互感器结合单稳态电路实现的AC220输出状态检测电路，它包括互感器采样电路、放大电路、模拟开关电路、信号整形及单稳态电路；所述互感器采样电路与放大电路相连，放大电路与模拟开关电路相连，模拟开关电路与信号整形及单稳态电路相连；
如图2所示，所述互感器采样电路包括电流互感器L1，AC220_L市电电压经电流互感器L1与信号灯D1相连；所述电流互感器L1的一端输出电流信号HGQ_I，电流互感器L1的另一端接地；电阻R1和R2并联后与信号灯D1一端相连，电阻R1和R2并联后另一端与电压互感器T1相连，电压互感器T1一端输出电压信号HGQ_U，电压互感器T1另一端接地；
本互感器采样电路中，AC220_L市电电压经L1(电流互感器)接到信号灯。当信号灯被点亮后，L1输出微弱的电流信号(HGQ_I)；信号灯D1的驱动状态(HGQ_U_IN),经R1，R2并联后接入电压互感器(T1)，信号灯两端的电压状态通过T1的输出端传递给后续电路。
如图3所示，所述放大电路包括运算放大器A和运算放大器B，所述运算放大器A的第1脚端与电流互感器L1的相连，电阻R3并联在运算放大器A的第1、2脚端；所述运算放大器B的第6脚与电压互感器T1相连；电阻R4并联在运算放大器B的第6、7脚端上；
如图4所示，所述模拟开关电路包括模拟开关芯片U2A和模拟开关芯片U2B；所述模拟开关芯片U2A第1端与运算放大器A的第1脚端相连，电容C3并联在模拟开关芯片U2A上，模拟开关芯片U2A第2脚端与信号整形及单稳态电路相连；所述模拟开关芯片U2B第11脚端与运算放大器B的第7脚端相连，模拟开关芯片U2B第10端与模拟开关芯片U2A第2脚端并联；所述模拟开关芯片U2A第13端与电流检测端相连；所述模拟开关芯片U2B第12端与电压检测端相连；三极管Q2第1脚端与电阻R10相连，电阻R10与电压检测端相连，三极管Q2第3脚端与电阻R9相连，电阻R9与电流检测端相连，三极管Q2的第2脚端接地；
本模拟开关电路中，模拟开关的两个通道选择信号分别为：“电压检测”、“电流检测”。“电流检测”使能信号是“电压检测”信号通过Q2(9013)的反相信号。本别控制模拟开关(4066)的两个通道，开启或关闭电压或电流信号通道。
如图5所示，所述信号整形及单稳态电路包括单稳态芯片，单稳态芯片的第16脚与电容C5并联，单稳态芯片的第14脚与电容C2串联，电容C2与电阻R11串联，单稳态芯片的第15脚并联在电容C2上，单稳态芯片的第1脚与三极管Q1的第3脚端相连，三极管Q1的第1脚端与电阻R8串联，三极管Q1的第3脚端与电阻R5相连，电阻R6并联在电阻R5和三极管Q1的第1脚端上，电阻R7并联在三极管Q1的第1、2脚端上；电阻R8与电容C4串联，电容C4与模拟开关芯片U2A第2脚端相连；其中电阻R5、R6、R7、R8和三极管Q1构成的整形电路。
本信号整形及单稳态电路中，模拟开关输出的信号通过电容C4接入由R5、R6、R7、R8、Q1构成的整形电路后正弦波变成方波，送至单稳态芯片。有电压或电流信号时，单稳态芯片的输出电路13脚输出“1”。信号接客控制使能信号，可分辨信号灯的状态。
所述电流互感器L1为型号是DL-CT03C1.0的电流互感器。
所述电压互感器T1为型号是DL-PT202EB的电压互感器。
所述运算放大器A和运算放大器B的型号均为LM2904的运算放大器。
进一步地，所述三极管Q1、三极管Q2为型号是9013的NPN型三极管。
所述模拟开关芯片U2A、模拟开关芯片U2B为型号为CD4066模拟开关。
所述单稳态芯片为型号是74HC123的单稳态触发器。
本发明中的有益效果如下：
1)从安全角度出发：采用电流互感器、电压互感器有效的将AC220V电压与低压电路有效的隔离的同时，采样信号一致性得到了保证。
2)一致、有效的采样信号经过放大形成安全有效的正弦波信号，经整形后，变成方波控制单稳态的输入端。
3)通过控制模拟开关的通道启动，可有效的对电压、电流分别采样。并共用后级电路，降低电路成本。
本发明所述的一种互感器结合单稳态电路实现的AC220输出状态检测电路，它采用电流互感器、电压互感器有效的将AC220V电压与低压电路有效的隔离的同时，采样信号一致性得到了保证；并且通过控制模拟开关的通道启动，可有效的对电压、电流分别采样。并共用后级电路，降低电路成本。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (11)
1.互感器结合单稳态电路实现的AC220输出状态检测电路，其特征在于：它包括互感器采样电路、放大电路、模拟开关电路、信号整形及单稳态电路；所述互感器采样电路与放大电路相连，放大电路与模拟开关电路相连，模拟开关电路与信号整形及单稳态电路相连。
2.根据权利要求1所述的互感器结合单稳态电路实现的AC220输出状态检测电路，其特征在于：所述互感器采样电路包括电流互感器L1，AC220_L市电电压经电流互感器L1与信号灯D1相连；所述电流互感器L1的一端输出电流信号HGQ_I，电流互感器L1的另一端接地；电阻R1和R2并联后与信号灯D1一端相连，电阻R1和R2并联后另一端与电压互感器T1相连，电压互感器T1一端输出电压信号HGQ_U，电压互感器T1另一端接地。
3.根据权利要求1所述的互感器结合单稳态电路实现的AC220输出状态检测电路，其特征在于：所述放大电路包括运算放大器A和运算放大器B，所述运算放大器A的第1脚端与电流互感器L1的相连，电阻R3并联在运算放大器A的第1、2脚端；所述运算放大器B的第6脚与电压互感器T1相连；电阻R4并联在运算放大器B的第6、7脚端上。
4.根据权利要求1所述的互感器结合单稳态电路实现的AC220输出状态检测电路，其特征在于：所述模拟开关电路包括模拟开关芯片U2A和模拟开关芯片U2B；所述模拟开关芯片U2A第1端与运算放大器A的第1脚端相连，电容C3并联在模拟开关芯片U2A上，模拟开关芯片U2A第2脚端与信号整形及单稳态电路相连；所述模拟开关芯片U2B第11脚端与运算放大器B的第7脚端相连，模拟开关芯片U2B第10端与模拟开关芯片U2A第2脚端并联；所述模拟开关芯片U2A第13端与电流检测端相连；所述模拟开关芯片U2B第12端与电压检测端相连；三极管Q2第1脚端与电阻R10相连，电阻R10与电压检测端相连，三极管Q2第3脚端与电阻R9相连，电阻R9与电流检测端相连，三极管Q2的第2脚端接地。
5.根据权利要求1所述的互感器结合单稳态电路实现的AC220输出状态检测电路，其特征在于：所述信号整形及单稳态电路包括单稳态芯片，单稳态芯片的第16脚与电容C5并联，单稳态芯片的第14脚与电容C2串联，电容C2与电阻R11串联，单稳态芯片的第15脚并联在电容C2上，单稳态芯片的第1脚与三极管Q1的第3脚端相连，三极管Q1的第1脚端与电阻R8串联，三极管Q1的第3脚端与电阻R5相连，电阻R6并联在电阻R5和三极管Q1的第1脚端上，电阻R7并联在三极管Q1的第1、2脚端上；电阻R8与电容C4串联，电容C4与模拟开关芯片U2A第2脚端相连；其中电阻R5、R6、R7、R8和三极管Q1构成的整形电路。
6.根据权利要求2所述的互感器结合单稳态电路实现的AC220输出状态检测电路，其特征在于：所述电流互感器L1为型号是DL-CT03C1.0的电流互感器。
7.根据权利要求2所述的互感器结合单稳态电路实现的AC220输出状态检测电路，其特征在于：所述电压互感器T1为型号是DL-PT202EB的电压互感器。
8.根据权利要求3所述的互感器结合单稳态电路实现的AC220输出状态检测电路，其特征在于：所述运算放大器A和运算放大器B的型号均为LM2904的运算放大器。
9.根据权利要求4或5所述的互感器结合单稳态电路实现的AC220输出状态检测电路，其特征在于：所述三极管Q1、三极管Q2为型号是9013的NPN型三极管。
10.根据权利要求4所述的互感器结合单稳态电路实现的AC220输出状态检测电路，其特征在于：所述模拟开关芯片U2A、模拟开关芯片U2B为型号为CD4066模拟开关。
11.根据权利要求5所述的互感器结合单稳态电路实现的AC220输出状态检测电路，其特征在于：所述单稳态芯片为型号是74HC123的单稳态触发器。
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