CN109188055A - 一种基于80cxx型单片机的电压传感模块电路 - Google Patents

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CN109188055A CN201811145684.9A CN201811145684A CN109188055A CN 109188055 A CN109188055 A CN 109188055A CN 201811145684 A CN201811145684 A CN 201811145684A CN 109188055 A CN109188055 A CN 109188055A
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Abstract

本发明公开了一种基于80CXX型单片机的电压传感模块电路，包括电压采集部分、信号采集部分，信号放大部分和电子整流部分，电压采集部分由分压电阻和多匝线圈磁芯组建，将微弱的电信号转换为较强的磁信号；信号采集部分由霍尔元件供电回路分压电阻、霍尔元件，高频滤波电容组成；信号放大部分由调零回路，比较器组成；深度负反馈回路，功率放大回路，次级线圈组件，取样电阻，电子整流部分由整流电路的正向和整流电路的负向组成。本发明能进行由于电压过载造成电路故障的报警处理，响应速度为毫秒级，从而实现自动快速断电和报警。

Description

一种基于80CXX型单片机的电压传感模块电路
技术领域
本发明属于智能检测和控制技术领域，尤其涉及智能电压传感采集电路。
背景技术
目前市场上的智能控制系统往往只关注于远程智能控制和过热保护，对产品的安全性可可靠性做的不到位。远程智能控制主要是运用无线WIFI技术，通过家中的无线路由器进行远程监视和控制，由于依赖于网络的稳定和可靠性，以及数据处理的滞后，往往在发生故障的瞬间，无法做到及时的处理。这通常是由于系统传感器在采集回路电信号、进行放大和整流的响应时间过长，造成无法及时对电路故障作出快速处置，从而造成烧毁电器或其他电子产品的事情时有发生，造成不必要的经济损失和人员伤害。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于80CXX型单片机的电压传感模块电路，能进行由于电压过载造成电路故障的报警处理，响应速度为毫秒级，从而实现自动快速断电和报警。
为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：
一种基于80CXX型单片机的电压传感模块电路，包括分压电阻R2、磁芯电感L1、高频滤波电容C1；分压电阻R8和R12，霍尔元件H2；比较器IC5、反馈电容C8、反馈电阻R36、电阻R37、R38、二极管D2、D3、三极管Q2、Q3；次级线圈电感L3、取样电阻R51；放大器IC8、电阻R49、R60、R61、电容C15、放大器IC9、电阻R50、R62、R63、R66、二极管D6和D7，其中：所述Q2为NPN型三极管和Q3为PNP型三极管；
电阻R2与磁芯电感L1串联，电容C1与磁芯电感L1为电磁耦合，电容C1的两端分别与分压电阻R8和R12的一端连接，分压电阻R8和R12的另一端分别与霍尔元件H2的两个输入端连接，从而形成供电回路；
所述霍尔元件H2的两个输入端分别连接有分压电阻R9和R10的一端，分压电阻R9的另一端同时与比较器IC5的负极端和反馈电容C8的一端连接，反馈电容C8的另一端还连接有反馈电阻R36，分压电阻R10的另一端与比较器IC5的正极端连接；
比较器IC5的输出端同时连接二极管D2的负极和二极管D3的正极，二极管D2的正极分别与三极管Q2的基极和电阻R37一端连接，电阻R37的另一端与三极管Q2的集电极连接，二极管D3的负极分别与三极管Q3的基极和电阻R38一端连接，电阻R38的另一端与三极管Q3的集电极连接，三极管Q2的发射极与三极管Q3的发射极连接，反馈电阻R36的另一端同时连接Q2和Q3的发射极和次级线圈电感L3的一端，次级线圈电感L3的另一端同时连接电阻R49、R50和取样电阻R51的一端连接；
电阻R50的另一端分别与电阻R62、二极管D6的负极、放大器IC9的负极同时连接，电阻R62、二极管D6的正极、放大器IC9的正极与二极管D7的负极连接，放大器IC9的正极连接接地电阻R63，从而构成整流电路的负向电路；电阻R49的另一端分别与电阻R60、电阻R66、电容C15、放大器IC8的负极同时连接，电阻R66与二极管D7的正极连接，放大器IC8的正极连接接地电阻R61，电容C15、电阻R60、放大器IC8的输出端并联连接后接单片机，从而构成整流电路的正向电路；放大器IC8的输出端接单片机80CXX。
作为优选，还包括电阻R3、R4和调节电阻R11，所述R3、R4和R11的一端与高频滤波电容C1连接，电阻R3和R4的另一端分别与霍尔元件H2的两个输入端连接，调节电阻R11的另一端与比较器的正极连接。
有益效果：相对于现有技术，本发明能进行由于电压过载造成电路故障的报警处理，响应速度为毫秒级，从而实现自动快速断电和报警,具有响应速度快的特点，可达毫秒级，降低了事故发生率，为过压、过流、漏电和误触及等异常状况提供了解决方案。
附图说明
图1为本发明所述电压传感模块的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并以具体实施例，进一步阐明本发明。应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1所示，本发明的基于80CXX型单片机的电压传感模块电路，包括分压电阻R2、磁芯电感L1、高频滤波电容C1；分压电阻R8和R12，霍尔元件H2；比较器IC5、反馈电容C8、反馈电阻R36、电阻R37、R38、二极管D2、D3、三极管Q2、Q3；次级线圈电感L3、取样电阻R51；放大器IC8、电阻R49、R60、R61、电容C15、放大器IC9、电阻R50、R62、R63、R66、二极管D6和D7，其中：所述Q2为NPN型三极管和Q3为PNP型三极管；
电阻R2与磁芯电感L1串联，电容C1与磁芯电感L1为电磁耦合，电容C1的两端分别与分压电阻R8和R12的一端连接，分压电阻R8和R12的另一端分别与霍尔元件H2的两个输入端连接，从而形成供电回路；还包括电阻R3、R4和调节电阻R11，所述R3、R4和R11的一端与高频滤波电容C1连接，电阻R3和R4的另一端分别与霍尔元件H2的两个输入端连接，调节电阻R11的另一端与比较器的正极连接。
所述霍尔元件H2的两个输入端分别连接有分压电阻R9和R10的一端，分压电阻R9的另一端同时与比较器IC5的负极端和反馈电容C8的一端连接，反馈电容C8的另一端还连接有反馈电阻R36，分压电阻R10的另一端与比较器IC5的正极端连接；
比较器IC5的输出端同时连接二极管D2的负极和二极管D3的正极，二极管D2的正极分别与三极管Q2的基极和电阻R37一端连接，电阻R37的另一端与三极管Q2的集电极连接，二极管D3的负极分别与三极管Q3的基极和电阻R38一端连接，电阻R38的另一端与三极管Q3的集电极连接，三极管Q2的发射极与三极管Q3的发射极连接，反馈电阻R36的另一端同时连接Q2和Q3的发射极和次级线圈电感L3的一端，次级线圈电感L3的另一端同时连接电阻R49、R50和取样电阻R51的一端连接；
电阻R50的另一端分别与电阻R62、二极管D6的负极、放大器IC9的负极同时连接，电阻R62、二极管D6的正极、放大器IC9的正极与二极管D7的负极连接，放大器IC9的正极连接接地电阻R63，从而构成整流电路的负向电路；电阻R49的另一端分别与电阻R60、电阻R66、电容C15、放大器IC8的负极同时连接，电阻R66与二极管D7的正极连接，放大器IC8的正极连接接地电阻R61，电容C15、电阻R60、放大器IC8的输出端并联连接后接单片机，从而构成整流电路的正向电路；放大器IC8的输出端接单片机80CXX。
本发明电压传感模块电路从功能可划分为电压采集部分、信号采集部分，信号放大部分和电子整流部分，其中：
电压采集部分：R2是分压电阻，L1是多匝线圈磁芯组建，将微弱的电信号转换为较强的磁信号。
信号采集部分：R8、R12是霍尔元件供电回路分压电阻，H2是霍尔元件，C1是高频滤波电容。
信号放大部分：R3、R4、R11是调零回路；IC5是比较器；C8、R36是深度负反馈回路；R37、R38、D2、D3、Q2、Q3是功率放大回路；L3是次级线圈组件；R51是取样电阻。
电子整流部分：IC8、R49、R60、R61、C15组成整流电路的正向，IC9、R50、R62、R63、R66、D6、D7组成整流电路的负向。
本发明采用霍尔效应原理的检测传感器，针对插座这一具体的产品，进行过压、过流、漏电以及误触及等方面提出解决方案。霍尔效应的传感器检测电压采用非接触式，不存在磨损或点蚀现象。使用金属簧片，在大电流或长期使用过程中，存在磨损和点蚀现象，会出现接触不好和因接触电阻大而出现发热的不良特性。同时利用霍尔效应的传感器具有检测速度快的优点，可达ms级。快速的反应时间，为后续的处理提供了宝贵的时间缓冲，减低了事故的发生率。

Claims (2)

1.一种基于80CXX型单片机的电压传感模块电路，其特征在于：包括分压电阻R2、磁芯电感L1、高频滤波电容C1；分压电阻R8和R12，霍尔元件H2；比较器IC5、反馈电容C8、反馈电阻R36、电阻R37、R38、二极管D2、D3、三极管Q2、Q3；次级线圈电感L3、取样电阻R51；放大器IC8、电阻R49、R60、R61、电容C15、放大器IC9、电阻R50、R62、R63、R66、二极管D6和D7，其中：所述Q2为NPN型三极管和Q3为PNP型三极管；
电阻R2与磁芯电感L1串联，电容C1与磁芯电感L1为电磁耦合，电容C1的两端分别与分压电阻R8和R12的一端连接，分压电阻R8和R12的另一端分别与霍尔元件H2的两个输入端连接，从而形成供电回路；
所述霍尔元件H2的两个输入端分别连接有分压电阻R9和R10的一端，分压电阻R9的另一端同时与比较器IC5的负极端和反馈电容C8的一端连接，反馈电容C8的另一端还连接有反馈电阻R36，分压电阻R10的另一端与比较器IC5的正极端连接；
比较器IC5的输出端同时连接二极管D2的负极和二极管D3的正极，二极管D2的正极分别与三极管Q2的基极和电阻R37一端连接，电阻R37的另一端与三极管Q2的集电极连接，二极管D3的负极分别与三极管Q3的基极和电阻R38一端连接，电阻R38的另一端与三极管Q3的集电极连接，三极管Q2的发射极与三极管Q3的发射极连接，反馈电阻R36的另一端同时连接Q2和Q3的发射极和次级线圈电感L3的一端，次级线圈电感L3的另一端同时连接电阻R49、R50和取样电阻R51的一端连接；
电阻R50的另一端分别与电阻R62、二极管D6的负极、放大器IC9的负极同时连接，电阻R62、二极管D6的正极、放大器IC9的正极与二极管D7的负极连接，放大器IC9的正极连接接地电阻R63，从而构成整流电路的负向电路；电阻R49的另一端分别与电阻R60、电阻R66、电容C15、放大器IC8的负极同时连接，电阻R66与二极管D7的正极连接，放大器IC8的正极连接接地电阻R61，电容C15、电阻R60、放大器IC8的输出端并联连接后接单片机，从而构成整流电路的正向电路；放大器IC8的输出端接单片机80CXX。
2.根据权利要求1所述基于80CXX型单片机的电压传感模块电路，其特征在于：还包括电阻R3、R4和调节电阻R11，所述R3、R4和R11的一端与高频滤波电容C1连接，电阻R3和R4的另一端分别与霍尔元件H2的两个输入端连接，调节电阻R11的另一端与比较器的正极连接。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN203101477U (zh) * 2012-12-27 2013-07-31 江苏茶花电气有限公司 一种霍尔闭环电流传感器
CN206135879U (zh) * 2016-11-19 2017-04-26 安徽工程大学 一种用于传感器的信号调理装置
CN106685247A (zh) * 2017-01-12 2017-05-17 中国科学院地质与地球物理研究所 一种微弱小信号精密整流系统

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