CN109870667B - 一种具有短路和断路检测功能的电流互感器信号调理电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有短路和断路检测功能的电流互感器信号调理电路，包括上位机MCU和信号调理电路，所述信号调理电路包括运放OP1、运放OP2、电阻R1、电阻R2和电容C1，运放OP1的输入端负极连接电阻R1、电阻R2、电阻R3和互感器L，运放OP1的输入端正极连接电阻R4、电容C1、运放OP2的输入端正极连接和互感器L的另一端；本发明的有益效果是：1、采用双AD同时测量判断断路故障，有效减少了误报断路的可能性。2、通过灌注正交谐振信号的方法判断短路故障，使电路中的电容与电感产生谐振，在很大程度上降低了由外界电磁干扰引起的误报短路的可能性。
Description
技术领域
本发明涉及一种信号调理电路，具体是一种具有短路和断路检测功能的电流互感器信号调理电路。
背景技术
在目前高、低压电力系统的电流检测中，电流互感器是应用较为广泛的电流变换与传感器件，电流互感器的断路和短路故障直接影响了设备的安全可靠运行。
当前电流互感器的断路和短路故障大多通过软件测量值的突变进行判断，这种方法容易受到外界电磁干扰，进而出现误报断路和短路的情况。本发明创造提出了一种新型的电流互感器调理电路，利用双AD同时测量判断断路故障，利用灌注正交谐振信号的方法，判断互感器的短路故障，通过软硬件的相互配合，解决了互感器断路和短路报警的技术难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有短路和断路检测功能的电流互感器信号调理电路，以解决所述背景技术中提出的问题。
为实现所述目的，本发明提供如下技术方案：
一种具有短路和断路检测功能的电流互感器信号调理电路，包括上位机MCU和信号调理电路，所述信号调理电路包括运放OP1、运放OP2、电阻R1、电阻R2和电容C1，运放OP1的输入端负极连接电阻R1、电阻R2、电阻R3和互感器L，运放OP1的输入端正极连接电阻R4、电容C1、运放OP2的输入端正极连接和互感器L的另一端，运放OP2的输入端负极连接电阻R5，运放OP2的输出端连接电阻R5的另一端和输出端上位机MCU的AD_INB接口，运放OP1的输出端连接电阻R3的另一端和输出端上位机MCU的AD_INA接口，电阻R1的另一端电源DA_OUT，电阻R2的另一端、电容C1的另一端、电阻R4的另一端均接地。
作为本发明的进一步技术方案：所述电阻R1的阻值为10K欧姆。
作为本发明的进一步技术方案：所述电阻R2的阻值为10K欧姆。
作为本发明的进一步技术方案：所述电阻R4的阻值为10K欧姆。
作为本发明的进一步技术方案：所述电阻R2的另一端接地。
作为本发明的进一步技术方案：所述电阻R4的另一端接地。
作为本发明的进一步技术方案：所述电容C1的另一端接地。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、采用双AD同时测量判断断路故障，有效减少了误报断路的可能性。2、通过灌注正交谐振信号的方法判断短路故障，使电路中的电容与电感产生谐振，在很大程度上降低了由外界电磁干扰引起的误报短路的可能性。
附图说明
图1为本发明整体架构图。
图2为互感器故障检测+信号调理电路图。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，一种具有短路和断路检测功能的电流互感器信号调理电路，包括上位机MCU和信号调理电路，信号调理电路的两个输出端分别与上位机MCU的AD采样接口相连，在MCU中根据两个AD的采样值判断互感器是否出现断路和短路故障，
所述信号调理电路包括运放OP1、运放OP2、电阻R1、电阻R2和电容C1，运放OP1的输入端负极连接电阻R1、电阻R2、电阻R3和互感器L，运放OP1的输入端正极连接电阻R4、电容C1、运放OP2的输入端正极连接和互感器L的另一端，运放OP2的输入端负极连接电阻R5，运放OP2的输出端连接电阻R5的另一端和输出端上位机MCU的AD_INB接口，运放OP1的输出端连接电阻R3的另一端和输出端上位机MCU的AD_INA接口，电阻R1的另一端电源DA_OUT，电阻R2的另一端、电容C1的另一端、电阻R4的另一端均接地。
图2中，DA_OUT是一个3V的恒压源负责给上位机MCU和调理电路供电。通入直流电流时，运放OP1虚短，故其同向端和反向端电位相等。当电流互感器副边线圈L1断路时，R4和C1不通电，R1=R2，此时运放OP1的反向端输入电压为1.5V,由于虚短两输入端电位相等，故运放OP2的同向端输入为1.5V，所以当AD_INA=AD_INB=1.5V时，电流互感器副边线圈断路。
图2中，当电感短路或者正常运行时，R2与R4先并联，再与R1串联，其中，R1=R2=R4=10K,故运放OP1的反向端输入电压为1V，根据虚短两输入端电位相等，故运放OP2的同向端输入为1V，所以当AD_INA=AD_INB=1V时，电流互感器副边线圈正常或者短路。
图2中，当判断电流互感器副边线圈正常或者短路时，在DA_OUT端加交流谐振信号，没有发生短路时，电感和电容产生谐振，此时电路中的等效阻抗最小，加在电容两端的电压最大，AD_INB的输出幅度大。故通过AD_INB的输出幅度大小可以判断电流互感器副边线圈正常或者短路，当AD_INB的输出幅度小时，互感器短路，AD_INB的输出幅度大时，互感器运行正常。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种具有短路和断路检测功能的电流互感器信号调理电路，包括上位机MCU和信号调理电路，其特征在于，所述信号调理电路包括运放OP1、运放OP2、电阻R1、电阻R2和电容C1，运放OP1的输入端负极连接电阻R1、电阻R2、电阻R3和互感器L，运放OP1的输入端正极连接电阻R4、电容C1、运放OP2的输入端正极连接和互感器L的另一端，运放OP2的输入端负极连接电阻R5，运放OP2的输出端连接电阻R5的另一端和输出端上位机MCU的AD_INB接口，运放OP1的输出端连接电阻R3的另一端和输出端上位机MCU的AD_INA接口，电阻R1的另一端电源DA_OUT，电阻R2的另一端、电容C1的另一端、电阻R4的另一端均接地。
2.根据权利要求1所述的一种具有短路和断路检测功能的电流互感器信号调理电路，其特征在于，所述电阻R1的阻值为10K欧姆。
3.根据权利要求1所述的一种具有短路和断路检测功能的电流互感器信号调理电路，其特征在于，所述电阻R2的阻值为10K欧姆。
4.根据权利要求1所述的一种具有短路和断路检测功能的电流互感器信号调理电路，其特征在于，所述电阻R4的阻值为10K欧姆。
5.根据权利要求1所述的一种具有短路和断路检测功能的电流互感器信号调理电路，其特征在于，所述电阻R2的另一端接地。
6.根据权利要求1所述的一种具有短路和断路检测功能的电流互感器信号调理电路，其特征在于，所述电阻R4的另一端接地。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种具有短路和断路检测功能的电流互感器信号调理电路，其特征在于，所述电容C1的另一端接地。
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