CN112511017A - 一种包括电源隔离以及数字隔离的智能断路装置及方法 - Google Patents

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CN112511017A CN202010898106.3A CN202010898106A CN112511017A CN 112511017 A CN112511017 A CN 112511017A CN 202010898106 A CN202010898106 A CN 202010898106A CN 112511017 A CN112511017 A CN 112511017A
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Abstract

本发明公开了一种包括电源隔离以及数字隔离的智能断路装置和方法，装置包括：计量模块和保护处理模块；所述计量模块包括依次相连的：电压供电电路，整流电路，滤波稳压电路，DC/DC降压电路，以及计量芯片；电压采样电路与所述计量芯片相连接；所述保护处理模块包括依次相连的：电流互感器供电电路，整流电路，滤波稳压电路，DC/DC降压电路以及保护处理MCU单元；在所述计量模块的电源系统和所述保护模块的电源系统之间设置电源隔离，以及在所述计量芯片与所述保护处理MCU单元之间设置数字隔离电路。

Description

一种包括电源隔离以及数字隔离的智能断路装置及方法
技术领域
本发明涉及低压配电技术领域，更具体地，涉及一种包括电源隔离以及数字隔离的智能断路装置及方法。
背景技术
在一些智能断路器中既有电压供电也有电流互感器供电等多种模式供电，一般电压供电会给多个模块供电，而电流互感器即可单独某个理模块供电，也可给多个模块供电。电流互感器因自带隔离功能且输出都是低压电源比较稳定，但是电压供电属于高压电源。如果有干扰耦合过来会影响后端计量模块和保护处理模块电源的稳定性，进而影响采样数据的精度。另外如果电压输入端发生短路，因为共地不仅会破坏后端计量模块电路还会损坏保护处理模块电路，从而直接烧毁线路板。
因此，需要一种技术，以实现包括电源隔离以及数字隔离的智能断路技术。
发明内容
本发明技术方案提供一种包括电源隔离以及数字隔离的智能断路装置及方法，以解决如何运用电源隔离以及数字隔离的智能断路问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种包括电源隔离以及数字隔离的智能断路装置，所述装置包括：计量模块和保护处理模块；
所述计量模块包括依次相连的：电压供电电路，整流电路，滤波稳压电路，DC/DC降压电路，以及计量芯片；电压采样电路与所述计量芯片相连接；
所述保护处理模块包括依次相连的：电流互感器供电电路，整流电路，滤波稳压电路，DC/DC降压电路以及保护处理MCU单元；
在所述计量模块的电源系统和所述保护模块的电源系统之间设置电源隔离，以及在所述计量芯片与所述保护处理MCU单元之间设置数字隔离电路。
优选地，所述电压供电电路经过整流电路输出直流电压，所述直流电压经过所述滤波稳压电路后输出VCC1电压，所述VCC1电压通过电源隔离输出VCC电压；所述VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出 VDD2电压给所述计量芯片和所述数字隔离电路供电；
所述VCC电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元供电；电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出VCC2电压，VCC2电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给所述计量芯片和数字隔离芯片供电；所述计量芯片与保护处理MCU单元之间SPI通讯采用数字隔离。
优选地，所述电压供电电路经过整流电路输出直流电压，所述直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，所述VCC1电压通过所述计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压至所述计量芯片和所述数字隔离电路；
所述VCC1电压与电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出的VCC2电压汇合；汇合后的电压通过电源隔离输出VCC电压，所述VCC电压再经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压为保护处理MCU单元和所述数字隔离电路供；所述计量芯片与所述保护处理MCU单元之间SPI通讯采用数字隔离。
优选地，所述电压供电电路经过所述整流电路输出直流电压，所述直流电压经过所述滤波稳压电路后输出VCC1电压，所述VCC1电压通过所述电源隔离输出VCC电压；所述VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给所述计量芯片供电；
所述VCC电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元供电；电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过所述整流电路、所述滤波稳压电路输出VCC2电压，VCC2电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压单独给所述计量芯片供电；计量模块电压采样电路之前先经过电压隔离电路，所述计量芯片与所述保护处理MCU单元之间SPI通讯采用数字隔离。
优选地，所述电压供电电路经过所述整流电路输出直流电压，所述直流电压经过所述滤波稳压电路后输出VCC1电压，所述VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给所述计量芯片供电；
VCC1电压同时与电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出VCC2电压汇合，汇合后的电压通过所述电源隔离输出VCC电压，VCC电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元供电；计量模块的电压采样电路经过电压隔离电路、计量芯片与保护处理MCU单元之间进行SPI通讯，所述SPI通讯采用数字隔离。
优选地，所述电压供电电路通过带隔离的变压器供电，经过整流电路输出直流电压，所述直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，所述 VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给计量模块和所述数字隔离电路供电；
所述VCC1电压与电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出的VCC2电压汇合，汇合后的电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元和数字隔离电路供电；所述计量芯片与保护处理MCU单元之间的SPI通讯采用数字隔离。
优选地，所述电压供电电路通过带隔离的变压器供电，经过整流电路输出直流电压，所述直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，所述 VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给计量模块供电；
所述VCC1电压与电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路系统输出VCC2电压汇合，汇合后的电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元供电；计量模块电压采样电路之前先经过电压隔离电路，所述计量芯片与保护处理MCU之间通过SPI通讯，SPI通讯采用数字隔离。
基于本发明的另一方面，本发明提供一种包括电源隔离以及数字隔离的智能断路方法，所述方法包括建立计量模块和保护处理模块；
所述计量模块包括依次相连的：电压供电电路，整流电路，滤波稳压电路，DC/DC降压电路，以及计量芯片；电压采样电路与所述计量芯片相连接；
所述保护处理模块包括依次相连的：电流互感器供电电路，整流电路，滤波稳压电路，DC/DC降压电路以及保护处理MCU单元；
在所述计量模块的电源系统和所述保护模块的电源系统之间设置电源隔离，以及在所述计量芯片与所述保护处理MCU单元之间设置数字隔离电路。
优选地，所述电压供电电路经过整流电路输出直流电压，所述直流电压经过所述滤波稳压电路后输出VCC1电压，所述VCC1电压通过电源隔离输出VCC电压；所述VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出 VDD2电压给所述计量芯片和所述数字隔离电路供电；
所述VCC电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元供电；电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出VCC2电压，VCC2电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给所述计量芯片和数字隔离芯片供电；所述计量芯片与保护处理MCU单元之间SPI通讯采用数字隔离。
优选地，所述电压供电电路经过整流电路输出直流电压，所述直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，所述VCC1电压通过所述计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压至所述计量芯片和所述数字隔离电路；
所述VCC1电压与电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出的VCC2电压汇合；汇合后的电压通过电源隔离输出VCC电压，所述VCC电压再经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压为保护处理MCU单元和所述数字隔离电路供；所述计量芯片与所述保护处理MCU单元之间SPI通讯采用数字隔离。
优选地，所述电压供电电路经过所述整流电路输出直流电压，所述直流电压经过所述滤波稳压电路后输出VCC1电压，所述VCC1电压通过所述电源隔离输出VCC电压；所述VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给所述计量芯片供电；
所述VCC电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元供电；电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过所述整流电路、所述滤波稳压电路输出VCC2电压，VCC2电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压单独给所述计量芯片供电；计量模块电压采样电路之前先经过电压隔离电路，所述计量芯片与所述保护处理MCU单元之间SPI通讯采用数字隔离。
优选地，所述电压供电电路经过所述整流电路输出直流电压，所述直流电压经过所述滤波稳压电路后输出VCC1电压，所述VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给所述计量芯片供电；
VCC1电压同时与电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出VCC2电压汇合，汇合后的电压通过所述电源隔离输出VCC电压，VCC电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元供电；计量模块的电压采样电路经过电压隔离电路、计量芯片与保护处理MCU单元之间进行SPI通讯，所述SPI通讯采用数字隔离。
优选地，所述电压供电电路通过带隔离的变压器供电，经过整流电路输出直流电压，所述直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，所述 VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给计量模块和所述数字隔离电路供电；
所述VCC1电压与电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出的VCC2电压汇合，汇合后的电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元和数字隔离电路供电；所述计量芯片与保护处理MCU单元之间的SPI通讯采用数字隔离。
优选地，所述电压供电电路通过带隔离的变压器供电，经过整流电路输出直流电压，所述直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，所述 VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给计量模块供电；
所述VCC1电压与电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路系统输出VCC2电压汇合，汇合后的电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元供电；计量模块电压采样电路之前先经过电压隔离电路，所述计量芯片与保护处理MCU之间通过SPI通讯，SPI通讯采用数字隔离。
本发明技术方案提供了一种电源隔离以及数字隔离的智能断路器，智能断路器包括计量模块以及保护处理模块，计量模块包括电压供电电路，整流电路，降压稳压电路，DC/DC降压电路，计量电压采样电路以及计量芯片等；保护处理模块包括电流互感器供电电路，整流电路，泄流稳压电路，DC/DC降压电路以及保护处理MCU单元。本发明技术方案在隔离计量模块电源系统和保护处理模块的电源系统之间设置电源隔离，在计量芯片和保护处理主芯片设置数字隔离，也可对计量模块采样电路设置隔离。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明优选实施方式的一种包括电源隔离以及数字隔离的智能断路装置结构示意图；
图2为根据本发明优选实施方式的一种包括电源隔离以及数字隔离的智能断路装置结构示意图；
图3为根据本发明优选实施方式的一种包括电源隔离以及数字隔离的智能断路装置结构示意图；
图4为根据本发明优选实施方式的一种包括电源隔离以及数字隔离的智能断路装置结构示意图；
图5为根据本发明优选实施方式的一种包括电源隔离以及数字隔离的智能断路装置结构示意图；
图6为根据本发明优选实施方式的一种包括电源隔离以及数字隔离的智能断路装置结构示意图；以及
图7为根据本发明优选实施方式的一种包括电源隔离以及数字隔离的智能断路方法流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
为进一步提升智能断路器安全性与稳定性以及精确度，对智能塑壳断路器内部不同系统之间进行电源隔离以及通讯数字隔离。本发明实施方式提供一种包括电源隔离以及数字隔离的智能断路装置，装置包括：计量模块和保护处理模块；
计量模块包括依次相连的：电压供电电路，整流电路，滤波稳压电路， DC/DC降压电路，以及计量芯片；电压采样电路与计量芯片相连接；
保护处理模块包括依次相连的：电流互感器供电电路，整流电路，滤波稳压电路，DC/DC降压电路以及保护处理MCU单元；
在计量模块的电源系统和保护模块的电源系统之间设置电源隔离，以及在计量芯片与保护处理MCU单元之间设置数字隔离电路。
计量模块的电源系统，即计量模块的完整供电电路，包括接电压供电的整流电路、滤波稳压电路、DC/DC降压电路及计量芯片的供电电路。
保护模块的电源系统，即保护模块的完整供电电路，包括接电流互感器的整流电路、滤波稳压电路、DC/DC降压电路及保护处理MCU芯片的供电电路。
图1为根据本发明优选实施方式的一种包括电源隔离以及数字隔离的智能断路装置结构示意图。如图1所示，本发明提供的智能断路装置有电压供电和电流互感器供电两种方式。如图1所示，本发明中电压供电电路经过整流电路输出直流电压，直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，VCC1电压通过电源隔离输出VCC电压；VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给计量芯片和数字隔离电路供电；
VCC电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元供电；电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出VCC2电压，VCC2电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给计量芯片和数字隔离芯片供电；计量芯片与保护处理MCU单元之间SPI通讯采用数字隔离。
本发明电压供电电路经过整流电路输出直流电压，直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，VCC1电压通过隔离模块隔离输出VCC。同时VCC1电压经过计量模块DC/DC降压电路输出VDD2电压给计量芯片和数字隔离芯片供电。VCC电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1给保护处理MCU单元供电。同时电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出VCC2电压，VCC2经过保护处理模块的DC/DC 降压电路输出VDD1单独给保护计量芯片和数字隔离芯片供电。计量芯片与保护处理MCU之间SPI通讯采用数字隔离。
本发明中因电流互感器自带隔离，如果电流互感器供电能量充足， VCC2电压也可经过计量模块DC/DC降压电路给计量芯片供电。
图2为根据本发明优选实施方式的一种包括电源隔离以及数字隔离的智能断路装置结构示意图。如图2所示，本发明的电压供电电路经过整流电路输出直流电压，直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，VCC1 电压通过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压至计量芯片和数字隔离电路；
VCC1电压与电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出的VCC2电压汇合；汇合后的电压通过电源隔离输出VCC电压，VCC电压再经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出 VDD1电压为保护处理MCU单元和数字隔离电路供；计量芯片与保护处理MCU单元之间SPI通讯采用数字隔离。
本发明的智能断路器有电压供电和电流互感器供电两种方式。电压供电电路经过整流电路输出直流电压，直流电压经过滤波稳压电路后输出 VCC1电压，VCC1电压再经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2 电压给计量芯片和数字隔离芯片供电。VCC1电压同时与电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路系统输出VCC2电压汇合。汇合后的电压通过电源隔离模块隔离输出VCC电压，VCC电压再经过保护处理模块DC/DC降压电路输出VDD1给保护处理MCU和数字隔离芯片供电。计量芯片与保护处理MCU单元之间SPI通讯采用数字隔离。
本发明中因电流互感器自带隔离，如果电流互感器供电能量充足， VCC2电压也可经过计量模块DC/DC降压电路给计量芯片供电。
图3为根据本发明优选实施方式的一种包括电源隔离以及数字隔离的智能断路装置结构示意图。如图3所示，本发明的电压供电电路经过整流电路输出直流电压，直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，VCC1 电压通过电源隔离输出VCC电压；VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给计量芯片供电；
VCC电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元供电；电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出VCC2电压，VCC2电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压单独给计量芯片供电；计量模块电压采样电路之前先经过电压隔离电路，计量芯片与保护处理MCU单元之间SPI通讯采用数字隔离。
本发明的智能断路器有电压供电和电流互感器供电两种方式。电压供电电路经过整流电路输出直流电压，直流电压经过滤波稳压电路后输出 VCC1电压，VCC1电压通过电源隔离模块隔离输出VCC。同时VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给计量芯片供电，VCC 电压再经过保护处理模块DC/DC降压电路输出VDD1给保护处理MCU 供电。同时电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出VCC2 电压，VCC2经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1单独给保护芯片供电。计量模块电压采样电路之前先经过电压隔离电路，计量芯片与保护处理MCU之间直接SPI通讯。
本发明因电流互感器自带隔离，如果电流互感器供电能量充足，VCC2 电压也可经过计量模块DC/DC降压电路给计量芯片供电。
图4为根据本发明优选实施方式的一种包括电源隔离以及数字隔离的智能断路装置结构示意图。如图5所示，本发明的电压供电电路经过整流电路输出直流电压，直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，VCC1 电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给计量芯片供电；
VCC1电压同时与电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出VCC2电压汇合，汇合后的电压通过电源隔离输出VCC电压，VCC电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出 VDD1电压给保护处理MCU单元供电；计量模块的电压采样电路经过电压隔离电路、计量芯片与保护处理MCU单元之间进行SPI通讯，SPI通讯采用数字隔离。
本发明的智能断路器有电压供电和电流互感器供电两种方式。电压供电电路经过整流电路输出直流电压，直流电压经过滤波稳压电路后输出 VCC1电压，VCC1电压再经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2 电压给计量芯片供电。VCC1电压同时与电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路系统输出VCC2电压汇合。汇合后的电压通过隔离模块隔离输出VCC电压，VCC电压再经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1给保护处理MCU供电。计量模块电压采样电路之前先经过电压隔离电路，计量芯片与保护处理MCU之间直接SPI通讯。
本发明因电流互感器自带隔离，如果电流互感器供电能量充足，VCC2 电压也可经过计量模块DC/DC降压电路给计量芯片供电。
图5为根据本发明优选实施方式的一种包括电源隔离以及数字隔离的智能断路装置结构示意图。如图5所示，本发明提供的电压供电电路通过带隔离的变压器供电，经过整流电路输出直流电压，直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给计量模块和数字隔离电路供电；
VCC1电压与电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出的VCC2电压汇合，汇合后的电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元和数字隔离电路供电；计量芯片与保护处理MCU单元之间的SPI通讯采用数字隔离。
本发明的智能断路器有电压供电和电流互感器供电两种方式。电压供电为带隔离的变压器供电，经过整流电路输出直流电压，直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，VCC1电压经过计量模块DC/DC降压电路输出VDD2电压给计量模块和数字隔离芯片供电。VCC1电压再与电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路系统输出VCC2电压汇合。再经过保护处理模块DC/DC降压电路输出VDD1给保护处理MCU和数字隔离芯片供电。计量芯片与保护处理MCU之间SPI通讯采用数字隔离。
本发明因电流互感器自带隔离，如果电流互感器供电能量充足，VCC2 电压也可经过计量模块DC/DC降压电路给计量芯片供电。
图6为根据本发明优选实施方式的一种包括电源隔离以及数字隔离的智能断路装置结构示意图。如图6所示，本发明提供的电压供电电路通过带隔离的变压器供电，经过整流电路输出直流电压，直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给计量模块供电；
VCC1电压与电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路系统输出VCC2电压汇合，汇合后的电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元供电；计量模块电压采样电路之前先经过电压隔离电路，计量芯片与保护处理 MCU之间通过SPI通讯，SPI通讯采用数字隔离。
本发明的智能断路器有电压供电和电流互感器供电两种方式。电压供电为带隔离的变压器供电，经过整流电路输出直流电压，直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给计量模块供电。VCC1电压再与电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路系统输出VCC2电压汇合。再经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1给保护处理MCU单元供电。计量模块电压采样电路之前先经过电压隔离电路，计量芯片与保护处理MCU 之间直接SPI通讯。
本发明因电流互感器自带隔离，如果电流互感器供电能量充足，VCC2 电压也可经过计量模块DC/DC降压电路给计量芯片供电。
本发明提供的一种不同系统之间的电源隔离以及信号隔离具有以下益处：
隔离的作用就是为了保护系统的安全，在其中一端有干扰或者脉冲存在时，由于相互隔离而不会影响到另一端的电源以及信号采样。同是如果电压端发生短路，也不会影响到电流互感器的供电系统。
图7为根据本发明优选实施方式的一种包括电源隔离以及数字隔离的智能断路方法流程图。如图7所示，本发明提供一种包括电源隔离以及数字隔离的智能断路方法，方法包括:
步骤701：建立计量模块和保护处理模块；计量模块包括依次相连的：电压供电电路，整流电路，滤波稳压电路，DC/DC降压电路，以及计量芯片；电压采样电路与计量芯片相连接；保护处理模块包括依次相连的：电流互感器供电电路，整流电路，滤波稳压电路，DC/DC降压电路以及保护处理MCU单元；
步骤702：在计量模块的电源系统和保护模块的电源系统之间设置电源隔离，以及在计量芯片与保护处理MCU单元之间设置数字隔离电路。
优选地，电压供电电路经过整流电路输出直流电压，直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，VCC1电压通过电源隔离输出VCC电压； VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给计量芯片和数字隔离电路供电；
VCC电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元供电；电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出VCC2电压，VCC2电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给计量芯片和数字隔离芯片供电；计量芯片与保护处理MCU单元之间SPI通讯采用数字隔离。如图1所示。
优选地，电压供电电路经过整流电路输出直流电压，直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，VCC1电压通过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压至计量芯片和数字隔离电路；
VCC1电压与电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出的VCC2电压汇合；汇合后的电压通过电源隔离输出VCC电压，VCC电压再经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出 VDD1电压为保护处理MCU单元和数字隔离电路供；计量芯片与保护处理MCU单元之间SPI通讯采用数字隔离。如图2所示。
优选地，电压供电电路经过整流电路输出直流电压，直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，VCC1电压通过电源隔离输出VCC电压； VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给计量芯片供电；
VCC电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元供电；电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出VCC2电压，VCC2电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压单独给计量芯片供电；计量模块电压采样电路之前先经过电压隔离电路，计量芯片与保护处理MCU单元之间SPI通讯采用数字隔离。如图3所示。
优选地，电压供电电路经过整流电路输出直流电压，直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给计量芯片供电；
VCC1电压同时与电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出VCC2电压汇合，汇合后的电压通过电源隔离输出VCC电压，VCC电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出 VDD1电压给保护处理MCU单元供电；计量模块的电压采样电路经过电压隔离电路、计量芯片与保护处理MCU单元之间进行SPI通讯，SPI通讯采用数字隔离。如图4所示。
优选地，电压供电电路通过带隔离的变压器供电，经过整流电路输出直流电压，直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给计量模块和数字隔离电路供电；
VCC1电压与电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出的VCC2电压汇合，汇合后的电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元和数字隔离电路供电；计量芯片与保护处理MCU单元之间的SPI通讯采用数字隔离。如图5所示。
优选地，电压供电电路通过带隔离的变压器供电，经过整流电路输出直流电压，直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给计量模块供电；
VCC1电压与电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路系统输出VCC2电压汇合，汇合后的电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元供电；计量模块电压采样电路之前先经过电压隔离电路，计量芯片与保护处理 MCU之间通过SPI通讯，SPI通讯采用数字隔离。如图6所示。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (14)

1.一种包括电源隔离以及数字隔离的智能断路装置，所述装置包括：计量模块和保护处理模块；
所述计量模块包括依次相连的：电压供电电路，整流电路，滤波稳压电路，DC/DC降压电路，以及计量芯片；电压采样电路与所述计量芯片相连接；
所述保护处理模块包括依次相连的：电流互感器供电电路，整流电路，滤波稳压电路，DC/DC降压电路以及保护处理MCU单元；
在所述计量模块的电源系统和所述保护模块的电源系统之间设置电源隔离，以及在所述计量芯片与所述保护处理MCU单元之间设置数字隔离电路。
2.根据权利要求1所述的装置，所述电压供电电路经过整流电路输出直流电压，所述直流电压经过所述滤波稳压电路后输出VCC1电压，所述VCC1电压通过电源隔离输出VCC电压；所述VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给所述计量芯片和所述数字隔离电路供电；
所述VCC电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元供电；电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出VCC2电压，VCC2电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给所述计量芯片和数字隔离芯片供电；所述计量芯片与保护处理MCU单元之间SPI通讯采用数字隔离。
3.根据权利要求1所述的装置，所述电压供电电路经过整流电路输出直流电压，所述直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，所述VCC1电压通过所述计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压至所述计量芯片和所述数字隔离电路；
所述VCC1电压与电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出的VCC2电压汇合；汇合后的电压通过电源隔离输出VCC电压，所述VCC电压再经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压为保护处理MCU单元和所述数字隔离电路供；所述计量芯片与所述保护处理MCU单元之间SPI通讯采用数字隔离。
4.根据权利要求1所述的装置，所述电压供电电路经过所述整流电路输出直流电压，所述直流电压经过所述滤波稳压电路后输出VCC1电压，所述VCC1电压通过所述电源隔离输出VCC电压；所述VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给所述计量芯片供电；
所述VCC电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元供电；电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过所述整流电路、所述滤波稳压电路输出VCC2电压，VCC2电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压单独给所述计量芯片供电；计量模块电压采样电路之前先经过电压隔离电路，所述计量芯片与所述保护处理MCU单元之间SPI通讯采用数字隔离。
5.根据权利要求1所述的装置，所述电压供电电路经过所述整流电路输出直流电压，所述直流电压经过所述滤波稳压电路后输出VCC1电压，所述VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给所述计量芯片供电；
VCC1电压同时与电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出VCC2电压汇合，汇合后的电压通过所述电源隔离输出VCC电压，VCC电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元供电；计量模块的电压采样电路经过电压隔离电路、计量芯片与保护处理MCU单元之间进行SPI通讯，所述SPI通讯采用数字隔离。
6.根据权利要求1所述的装置，所述电压供电电路通过带隔离的变压器供电，经过整流电路输出直流电压，所述直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，所述VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给计量模块和所述数字隔离电路供电；
所述VCC1电压与电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出的VCC2电压汇合，汇合后的电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元和数字隔离电路供电；所述计量芯片与保护处理MCU单元之间的SPI通讯采用数字隔离。
7.根据权利要求1所述的装置，所述电压供电电路通过带隔离的变压器供电，经过整流电路输出直流电压，所述直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，所述VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给计量模块供电；
所述VCC1电压与电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路系统输出VCC2电压汇合，汇合后的电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元供电；计量模块电压采样电路之前先经过电压隔离电路，所述计量芯片与保护处理MCU之间通过SPI通讯，SPI通讯采用数字隔离。
8.一种包括电源隔离以及数字隔离的智能断路方法，所述方法包括建立计量模块和保护处理模块；
所述计量模块包括依次相连的：电压供电电路，整流电路，滤波稳压电路，DC/DC降压电路，以及计量芯片；电压采样电路与所述计量芯片相连接；
所述保护处理模块包括依次相连的：电流互感器供电电路，整流电路，滤波稳压电路，DC/DC降压电路以及保护处理MCU单元；
在所述计量模块的电源系统和所述保护模块的电源系统之间设置电源隔离，以及在所述计量芯片与所述保护处理MCU单元之间设置数字隔离电路。
9.根据权利要求8所述的方法，所述电压供电电路经过整流电路输出直流电压，所述直流电压经过所述滤波稳压电路后输出VCC1电压，所述VCC1电压通过电源隔离输出VCC电压；所述VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给所述计量芯片和所述数字隔离电路供电；
所述VCC电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元供电；电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出VCC2电压，VCC2电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给所述计量芯片和数字隔离芯片供电；所述计量芯片与保护处理MCU单元之间SPI通讯采用数字隔离。
10.根据权利要求8所述的方法，所述电压供电电路经过整流电路输出直流电压，所述直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，所述VCC1电压通过所述计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压至所述计量芯片和所述数字隔离电路；
所述VCC1电压与电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出的VCC2电压汇合；汇合后的电压通过电源隔离输出VCC电压，所述VCC电压再经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压为保护处理MCU单元和所述数字隔离电路供；所述计量芯片与所述保护处理MCU单元之间SPI通讯采用数字隔离。
11.根据权利要求8所述的方法，所述电压供电电路经过所述整流电路输出直流电压，所述直流电压经过所述滤波稳压电路后输出VCC1电压，所述VCC1电压通过所述电源隔离输出VCC电压；所述VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给所述计量芯片供电；
所述VCC电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元供电；电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过所述整流电路、所述滤波稳压电路输出VCC2电压，VCC2电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压单独给所述计量芯片供电；计量模块电压采样电路之前先经过电压隔离电路，所述计量芯片与所述保护处理MCU单元之间SPI通讯采用数字隔离。
12.根据权利要求8所述的方法，所述电压供电电路经过所述整流电路输出直流电压，所述直流电压经过所述滤波稳压电路后输出VCC1电压，所述VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给所述计量芯片供电；
VCC1电压同时与电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出VCC2电压汇合，汇合后的电压通过所述电源隔离输出VCC电压，VCC电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元供电；计量模块的电压采样电路经过电压隔离电路、计量芯片与保护处理MCU单元之间进行SPI通讯，所述SPI通讯采用数字隔离。
13.根据权利要求8所述的方法，所述电压供电电路通过带隔离的变压器供电，经过整流电路输出直流电压，所述直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，所述VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给计量模块和所述数字隔离电路供电；
所述VCC1电压与电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路输出的VCC2电压汇合，汇合后的电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元和数字隔离电路供电；所述计量芯片与保护处理MCU单元之间的SPI通讯采用数字隔离。
14.根据权利要求8所述的方法，所述电压供电电路通过带隔离的变压器供电，经过整流电路输出直流电压，所述直流电压经过滤波稳压电路后输出VCC1电压，所述VCC1电压经过计量模块的DC/DC降压电路输出VDD2电压给计量模块供电；
所述VCC1电压与电流互感器供电电路的电流互感器二次输出端经过整流电路、滤波稳压电路系统输出VCC2电压汇合，汇合后的电压经过保护处理模块的DC/DC降压电路输出VDD1电压给保护处理MCU单元供电；计量模块电压采样电路之前先经过电压隔离电路，所述计量芯片与保护处理MCU之间通过SPI通讯，SPI通讯采用数字隔离。
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