CN110320392A - 一种电力监测检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电力监测检测系统，主要包括分压电阻R1、可调电阻R2、电位计DW1、IGBT驱动芯片、电解电容C1～C17、熔断器FU，本发明能在电力监测检测系统运行中广泛应用的供电电源，尤其适于要求电力监测检测系统供电电源容量大、体积小、电压宽范围连续可调且易于操控、性能稳定之场合。

Description

一种电力监测检测系统
技术领域
本发明涉及供电电源领域，具体是一种电力监测检测系统。
背景技术
目前市场上电力监测检测系统供电电源主要有两种形式：一是直流开关电源，另一种是调压变压器式直流电源。直流开关电源的性能稳定、成本较低、体积较小，但容量一般也较小、电压等级通常在+48V以内且电压值不可调；调压变压器式直流供电电源的容量大、电压也能在宽范围调节，但成本高、体积大、滑动触头处故障频繁，同时目前的电源组件其并未有自行检测功能，因此相对调节繁琐。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电力监测检测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电力监测检测系统，主要包括分压电阻R1、可调电阻R2、电位计DW1、IGBT驱动芯片、电解电容C1～C17、熔断器FU、分压电阻R3～R12、电位计DW2、电感L、整流桥U1、IGBT模块U2、单片机U3、JTAG接口U4、滤波器U5、整流桥U6、放大器U7、整流桥U8、稳压器U9、+5V直流电源、+20V直流电源以及多个LED；
其中+5V直流电源的输出端经第一限流电路后接入稳压器U9的输入端，其中所述第一限流电路由分压电阻R12以及电解电容C17并联而成，稳压器U9的输出端接整流桥U8的输入端，且稳压器U9与整流桥U8之间并联有电解电容C16，整流桥U8的输出端接滤波器U5的输入端；
所述+20V直流电源的输出端经第二限流电路后接入放大器U7，所述第二限流电路由电解电容C15以及分压电阻R11并联而成，电解电容C15与分压电阻R11之间还串联有电感L，第二限流电路的输出端与放大器U7的输入端之间还设置有分压电阻R10、电解电容C14、电解电容C13、电解电容C12，放大器U7的输出端接整流桥U6，整流桥U6输出连接滤波器U5的输入端；
所述滤波器U5输出连接整流桥U1，且整流桥U1的输入端还接有AC220V滤波器，通过将AC220V经滤波器滤波后接入整流桥U1；
所述滤波器U5的输出端依次串联有熔断器FU以及IGBT模块U2，其中滤波器U5的输出端还并联有分压电阻R1以及可调电阻R2，可调电阻R2将采样的电压接至单片机U3内集成电压比较器的反向端PB3，单片机U3内集成电压比较器的同相端PB2接电位计DW1的输出端；所述单片机U3的输出端PD5接IGBT驱动芯片；所述IGBT驱动芯片输出端连接IGBT模块U2，利用IGBT驱动芯片控制IGBT模块U2的导通与关闭，从而获得斩波电压；斩波电压幅值可在0V至300V范围内调节，而这种调节可通过可调电阻R2或者电位计DW1完成；
所述IGBT模块U2的输出端还接有滤波储能电路，其中滤波储能电路由电解电容C1、电解电容C2、电解电容C3以及电解电容C4并联而成，通过滤波储能电路将斩波电压输出为平直的直流电压，其值在0V至300V范围内任意可调。
作为本发明进一步的方案：所述单片机U3的型号为ATMEGA16L的单片机。
作为本发明进一步的方案：所述IGBT驱动芯片的型号为EXB841。
作为本发明进一步的方案：所述单片机U3上设有JTAG接口U4。
本发明的有益效果：本发明能在电力监测检测系统运行中广泛应用的供电电源，尤其适于要求电力监测检测系统供电电源容量大、体积小、电压宽范围连续可调且易于操控、性能稳定之场合。
附图说明
图1为本发明的电路图。
图2为交流220V经过滤波输出的交变直流电压。
图3是ATMEGA16L单片机片内集成电压比较器示意图。
图4为斩波电压示意图。
图5为平直的直流电压示意图。
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1～5，本发明实施例中，一种电力监测检测系统，主要包括分压电阻R1、可调电阻R2、电位计DW1、IGBT驱动芯片、电解电容C1～C17、熔断器FU、分压电阻R3～R12、电位计DW2、电感L、整流桥U1、IGBT模块U2、单片机U3、JTAG接口U4、滤波器U5、整流桥U6、放大器U7、整流桥U8、稳压器U9、+5V直流电源、+20V直流电源以及多个LED；
其中+5V直流电源的输出端经第一限流电路后接入稳压器U9的输入端，其中所述第一限流电路由分压电阻R12以及电解电容C17并联而成，稳压器U9的输出端接整流桥U8的输入端，且稳压器U9与整流桥U8之间并联有电解电容C16，整流桥U8的输出端接滤波器U5的输入端；
所述+20V直流电源的输出端经第二限流电路后接入放大器U7，所述第二限流电路由电解电容C15以及分压电阻R11并联而成，电解电容C15与分压电阻R11之间还串联有电感L，第二限流电路的输出端与放大器U7的输入端之间还设置有分压电阻R10、电解电容C14、电解电容C13、电解电容C12，放大器U7的输出端接整流桥U6，整流桥U6输出连接滤波器U5的输入端；
所述滤波器U5输出连接整流桥U1，且整流桥U1的输入端还接有AC220V滤波器，通过将AC220V经滤波器滤波后接入整流桥U1；
所述滤波器U5的输出端依次串联有熔断器FU以及IGBT模块U2，其中滤波器U5的输出端还并联有分压电阻R1以及可调电阻R2，可调电阻R2将采样的电压接至单片机U3内集成电压比较器的反向端PB3，单片机U3内集成电压比较器的同相端PB2接电位计DW1的输出端；所述单片机U3的输出端PD5接IGBT驱动芯片；所述IGBT驱动芯片输出端连接IGBT模块U2，利用IGBT驱动芯片控制IGBT模块U2的导通与关闭，从而获得斩波电压；斩波电压幅值可在0V至300V范围内调节，而这种调节可通过可调电阻R2或者电位计DW1完成；
所述IGBT模块U2的输出端还接有滤波储能电路，其中滤波储能电路由电解电容C1、电解电容C2、电解电容C3以及电解电容C4并联而成，通过滤波储能电路将斩波电压输出为平直的直流电压，其值在0V至300V范围内任意可调。
所述单片机U3上设有JTAG接口U4，JTAG接口U4是单片机U3的程序仿真、编程接口。
所述IGBT驱动芯片的型号为EXB841。
所述单片机U3的型号为ATMEGA16L的单片机。
本发明的工作原理是：其中+5V直流电压是给ATMEGA16L单片机U3及其JTAG接口U4提供工作电压的，而+20V直流电源是专门为IGBT驱动芯片提供所需电源的，JTAG接口U4是单片机U3程序仿真、编程接口。
交流220V经过滤波之后进入整流桥U1，然后输出图2所示交变的直流电压。由高功率分压电阻R1进行分压、精密可调电阻R2进行采样，将采样到的电压送至单片机内集成电压比较器的反向端PB3；而电压比较器的同相端PB2则输入由电位计DW1所调控的直流恒定电压，该电压值可在0V至+5V之间调节。图3是ATMEGA16L单片机片内集成电压比较器示意图。
电压比较的结果由单片机软件编程处理、并由输出端PD5送入驱动芯片EXB841，从而控制功率开关器件IGBT的导通与关断，于是可获得斩波电压、见图4中的粗实线，其幅值可在0V至300V范围内调节，而这种调节可通过可调电阻R2或者电位计DW1轻易完成。
斩波电压在并联的大容量电解电容C1、C2、C3、C4等的滤波、储能作用下，便从终端输出如图5所示平直的直流电压，其值在0V至300V范围内任意可调。
由于ATMEGA16L单片机可无需外接时钟电路和复位电路，转而采用片内的晶振时钟电路和片内的复位电路，并能启用片内的“看门狗”，所以整套系统抗干扰能力强、性能也相当稳定。
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。

Claims (4)

1.一种电力监测检测系统，其特征在于：主要包括分压电阻R1、可调电阻R2、电位计DW1、IGBT驱动芯片、电解电容C1～C17、熔断器FU、分压电阻R3～R12、电位计DW2、电感L、整流桥U1、IGBT模块U2、单片机U3、滤波器U5、整流桥U6、放大器U7、整流桥U8、稳压器U9、+5V直流电源、+20V直流电源以及多个LED；
其中+5V直流电源的输出端经第一限流电路后接入稳压器U9的输入端，其中所述第一限流电路由分压电阻R12以及电解电容C17并联而成，稳压器U9的输出端接整流桥U8的输入端，且稳压器U9与整流桥U8之间并联有电解电容C16，整流桥U8的输出端接滤波器U5的输入端；
所述+20V直流电源的输出端经第二限流电路后接入放大器U7，所述第二限流电路由电解电容C15以及分压电阻R11并联而成，电解电容C15与分压电阻R11之间还串联有电感L，第二限流电路的输出端与放大器U7的输入端之间还设置有分压电阻R10、电解电容C14、电解电容C13、电解电容C12，放大器U7的输出端接整流桥U6，整流桥U6输出连接滤波器U5的输入端；
所述滤波器U5输出连接整流桥U1，且整流桥U1的输入端还接有AC220V滤波器，通过将AC220V经滤波器滤波后接入整流桥U1；
所述滤波器U5的输出端依次串联有熔断器FU以及IGBT模块U2，其中滤波器U5的输出端还并联有分压电阻R1以及可调电阻R2，可调电阻R2将采样的电压接至单片机U3内集成电压比较器的反向端PB3，单片机U3内集成电压比较器的同相端PB2接电位计DW1的输出端；所述单片机U3的输出端PD5接IGBT驱动芯片；所述IGBT驱动芯片输出端连接IGBT模块U2；
所述IGBT模块U2的输出端还接有滤波储能电路，其中滤波储能电路由电解电容C1、电解电容C2、电解电容C3以及电解电容C4并联而成。
2.根据权利要求1所述的一种电力监测检测系统，其特征在于：所述单片机U3的型号为ATMEGA16L的单片机。
3.根据权利要求1所述的一种电力监测检测系统，其特征在于：所述IGBT驱动芯片的型号为EXB841。
4.根据权利要求1所述的一种电力监测检测系统，其特征在于：所述单片机U3上设有JTAG接口U4。
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