CN113410821B - 一种配电柜的保护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种配电柜的保护电路，包括：控制器、信号采集电路、比较电路、参考信号调节电路、电源保护电路以及输出保护电路；所述信号采集电路、参考信号调节电路均与所述比较电路相连，所述参考信号调节电路、电源保护电路、输出保护电路分别与所述控制器相连，所述电源保护电路包括：依次相连的电压监测电路、降压电路。采用本发明，可以对控制器进行保护，一定程度上避免控制器输出错误的控制信号。

Description

一种配电柜的保护电路
技术领域
本发明涉及配电柜领域，特别是涉及一种配电柜的保护电路。
背景技术
随着我国城市化进程的推进，相应基础配套设施也得以发展。配电柜是配电系统的末级设备，内部含有大量线缆以及功能子模块。
配电器中起着控制作用的控制器在出现异常时会导致控制紊乱，从而造成不必要的财产损失。因此，对控制器的保护显得十分重要。目前还没有措施来实现一定程度上保护控制器，防止控制器输出错误的控制信号。因此，本发明的发明人提出了一种配电柜的保护电路来解决上述问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种配电柜的保护电路，可以对控制器进行保护，一定程度上避免控制器输出错误的控制信号。
基于此，本发明提供了一种配电柜的保护电路，所述电路包括：
控制器、信号采集电路、比较电路、参考信号调节电路、电源保护电路以及输出保护电路；
所述信号采集电路、参考信号调节电路均与所述比较电路相连，所述参考信号调节电路、电源保护电路、输出保护电路分别与所述控制器相连，所述电源保护电路包括：依次相连的电压监测电路、降压电路。
其中，所述信号采集电路包括：
信号检测端口，信号采样器、第一电阻，第二电阻和第一电容；其中，所述信号检测端口用于获取电路检测信号，所述信号采样器用于对所述电路检测信号进行采样，所述第一电阻的第一端连接所述信号采样器的输出端，另一端分别与所述第二电阻的一端以及所述第一电容的一端相连，所述第二电阻、第一电容的另一端均接地，所述第一电阻的另一端作为所述信号采集电路的输出端。
其中，所述参考信号调节电路包括：第三电阻、第四电阻、第二电容、第三电容、第一运放器；其中，所述第三电阻的一端与所述控制器的输出端相连，另一端分别连接所述第二电容的一端、第四电阻的一端、第三电容的一端，所述第二电容、第四电阻、第三电容的另一端均接地，所述第三电阻的另一端分别与所述比较电路、所述第一运放器的同相输入端相连，所述第一运放器的反相输入端与输出端相连，所述第一运放器的输出端还与所述控制器相连。
其中，所述比较电路包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、比较器；其中，所述第五电阻的一端与所述信号采集电路的输出端相连，另一端分别与所述比较器的同相输入端、第六电阻的一端相连，所述第七电阻的一端与所述参考信号调节电路相连，另一端分别与所述第六电阻的另一端、所述比较器的反相输入端、所述第八电阻的一端相连，所述第八电阻的另一端接地，所述比较器的输出端为所述比较电路的输出端。
其中，所述电压监测电路包括：
第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四电容；其中，所述第九电阻的一端、所述第十一电阻的一端、所述第十五电阻的一端、所述第三三极管的集电极分别与电压输入端口相连，所述第九电阻的另一端分别连接所述第十电阻的一端以及所述第一三极管的基极，所述第十电阻的另一端分别连接所述第一三极管的发射极以及接地，所述第十一电阻的另一端分别与所述第一三极管的集电极、所述第四电容的一端、所述第十二电阻的一端相连，所述第四电容的另一端分别与所述第一三极管的发射极、所述第十三电阻的一端、所述第二三极管的发射极相连，所述第十三电阻的另一端分别连接所述第十二电阻的另一端以及所述第二三极管的基极，所述第二三极管的集电极与所述第十四电阻的一端相连，所述第十四电阻的另一端分别与所述第十五电阻的一端以及所述第三三极管的基极相连，所述第三三极管的集电极与发射极分别与所述降压电路相连。
其中，所述降压电路包括：降压芯片、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第一电感、第一稳压管和第二稳压管；其中，所述第五电容、第六电容、第七电容与第一电感组成滤波电路，所述降压芯片的VIN脚和EN_UVLO脚接输入所述滤波电路的输出端，所述降压芯片的REST脚与第十六电阻串接后接地，所述降压芯片的FB脚与第十七电阻串接后接所述降压芯片的SW脚，所述SW脚与反向串联的所述第一稳压管和第二稳压管相连，所述降压芯片的GND脚和EP脚接地，所述降压芯片的TC脚与第十八电阻连接后接入REST脚，SS_BIAS脚与第八电容连接后接地，所述第一稳压管与所述第二稳压管与所述电压监测电路相连，所述降压芯片的输出端与所述控制器相连。
其中，所述降压芯片为LM25183芯片。
其中，所述输出保护电路包括：第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、场效应管和第四三极管；其中，所述控制器通过第十九电阻连接到所述场效应管的栅极，所述场效应管的源极接地，场效应管的漏极连接到被控设备；所述控制器的保护信号输出端通过第二十电阻连接到所述第四三极管的基极，所述第四三极管的发射极接地，所述第四三极管的集电极连接到所述第十九电阻与所述场效应管的栅极之间；所述保护信号输出端与所述第二十电阻之间通过第二十一电阻连接有电源电压，或者，第二十电阻与第四三极管的基极之间通过第二十一电阻连接有电源电压。
其中，所述场效应管为N沟道场效应管，第三三极管为NPN型三极管
其中，所述控制器包括：PLC控制器。
采用本发明，所述信号采集电路的信号检测端口可以与电压传感器或其他传感器相连，可以用来采集配电柜的电压信号或其他传感信号，所述控制输出参考信号，所述参考信号与所述信号采集电路采集到的信号进行比较，并将比较结果输出至所述控制器，所述控制器根据所述比较结果控制被控设备的开启与否，所述输出保护电路用于保护所述控制器发出的信号为正确信号，避免发出错误信号。所述电压监测电路用于监测是否过压，所述降压电路用于降压输出至所述控制器，避免出现电压过大导致控制器损坏。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的配电柜的保护电路的示意图；
图2是本发明实施例提供的信号采集电路的电路图；
图3是本发明实施例提供的参考信号调节电路的电路图；
图4是本发明实施例提供的比较电路的电路图；
图5是本发明实施例提供的电压监测电路的电路图；
图6是本发明实施例提供的降压电路的电路图。
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作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。
图1是本发明实施例提供的配电柜的保护电路的示意图，所述电路包括：
控制器103、信号采集电路101、比较电路102、参考信号调节电路106、电源保护电路以及输出保护电路107；
所述信号采集电路101、参考信号调节电路106均与所述比较电路102相连，所述参考信号调节电路106、电源保护电路、输出保护电路107分别与所述控制器103相连，所述电源保护电路包括：依次相连的电压监测电路105、降压电路104。
图2是本发明实施例提供的信号采集电路的电路图，所述信号采集电路包括：
信号检测端口，信号采样器、第一电阻，第二电阻和第一电容；其中，所述信号检测端口用于获取电路检测信号，所述信号采样器用于对所述电路检测信号进行采样，所述第一电阻的第一端连接所述信号采样器的输出端，另一端分别与所述第二电阻的一端以及所述第一电容的一端相连，所述第二电阻、第一电容的另一端均接地，所述第一电阻的另一端作为所述信号采集电路的输出端。
图3是本发明实施例提供的参考信号调节电路的电路图，所述参考信号调节电路包括：第三电阻、第四电阻、第二电容、第三电容、第一运放器；其中，所述第三电阻的一端与所述控制器的输出端相连，另一端分别连接所述第二电容的一端、第四电阻的一端、第三电容的一端，所述第二电容、第四电阻、第三电容的另一端均接地，所述第三电阻的另一端分别与所述比较电路、所述第一运放器的同相输入端相连，所述第一运放器的反相输入端与输出端相连，所述第一运放器的输出端还与所述控制器相连。
通过主控芯片综合系统整体参数发出PWM脉冲信号，该PWM脉冲信号通过电解电容C5、第一电阻R2、第一电容C1滤波整流产生一个稳定的参考信号，该参考信号为保护电路的自适应保护值，同时为了实现对系统的闭环控制，确保保护控制信号的精度和可靠性，该参考信号通过运放跟随器产生反馈信号，且将反馈信号输出至主控芯片对参考信号进行调节，得到调节参考信号，以达到闭环控制的目的。电路检测信号和调整参考信号进行比较输出保护控制信号。判断电路检测信号的电压值是否大于调节参考信号的电压值；如果判断出电路检测信号的电压值大于调节参考信号的电压值，输出保护控制信号，其中，保护控制信号为用于对待保护电路执行保护的信号，通过闭环控制可以根据系统实际情况产生一个系统最佳的参考信号，该最佳参考信号可以准确无误地实现对待保护电路的保护功能大大增强了系统的可靠性和稳定性，避免了参考信号不受调节的情况。
图4是本发明实施例提供的比较电路的电路图，所述比较电路包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、比较器；其中，所述第五电阻的一端与所述信号采集电路的输出端相连，另一端分别与所述比较器的同相输入端、第六电阻的一端相连，所述第七电阻的一端与所述参考信号调节电路相连，另一端分别与所述第六电阻的另一端、所述比较器的反相输入端、所述第八电阻的一端相连，所述第八电阻的另一端接地，所述比较器的输出端为所述比较电路的输出端。
图5是本发明实施例提供的电压监测电路的电路图，所述电压监测电路包括：
第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四电容；其中，所述第九电阻的一端、所述第十一电阻的一端、所述第十五电阻的一端、所述第三三极管的集电极分别与电压输入端口相连，所述第九电阻的另一端分别连接所述第十电阻的一端以及所述第一三极管的基极，所述第十电阻的另一端分别连接所述第一三极管的发射极以及接地，所述第十一电阻的另一端分别与所述第一三极管的集电极、所述第四电容的一端、所述第十二电阻的一端相连，所述第四电容的另一端分别与所述第一三极管的发射极、所述第十三电阻的一端、所述第二三极管的发射极相连，所述第十三电阻的另一端分别连接所述第十二电阻的另一端以及所述第二三极管的基极，所述第二三极管的集电极与所述第十四电阻的一端相连，所述第十四电阻的另一端分别与所述第十五电阻的一端以及所述第三三极管的基极相连，所述第三三极管的集电极与发射极分别与所述降压电路相连。
图6是本发明实施例提供的降压电路的电路图，所述降压电路包括：降压芯片、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第一电感、第一稳压管和第二稳压管；其中，所述第五电容、第六电容、第七电容与第一电感组成滤波电路，所述降压芯片的VIN脚和EN_UVLO脚接输入所述滤波电路的输出端，所述降压芯片的REST脚与第十六电阻串接后接地，所述降压芯片的FB脚与第十七电阻串接后接所述降压芯片的SW脚，所述SW脚与反向串联的所述第一稳压管和第二稳压管相连，所述降压芯片的GND脚和EP脚接地，所述降压芯片的TC脚与第十八电阻连接后接入REST脚，SS_BIAS脚与第八电容连接后接地，所述第一稳压管与所述第二稳压管与所述电压监测电路相连，所述降压芯片的输出端与所述控制器相连, 所述滤波电路的输入端与所述电压监测电路的输出端相连。
其中，所述降压芯片为LM25183芯片。
所述输出保护电路包括：第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、场效应管和第四三极管；其中，所述控制器通过第十九电阻连接到所述场效应管的栅极，所述场效应管的源极接地，场效应管的漏极连接到被控设备；所述控制器的保护信号输出端通过第二十电阻连接到所述第四三极管的基极，所述第四三极管的发射极接地，所述第四三极管的集电极连接到所述第十九电阻与所述场效应管的栅极之间；所述保护信号输出端与所述第二十电阻之间通过第二十一电阻连接有电源电压，或者，第二十电阻与第四三极管的基极之间通过第二十一电阻连接有电源电压。
其中，所述场效应管为N沟道场效应管，第三三极管为NPN型三极管
其中，所述控制器包括：PLC控制器。
采用本发明，所述信号采集电路的信号检测端口可以与电压传感器或其他传感器相连，可以用来采集配电柜的电压信号或其他传感信号，所述控制输出参考信号，所述参考信号与所述信号采集电路采集到的信号进行比较，并将比较结果输出至所述控制器，所述控制器根据所述比较结果控制被控设备的开启与否，所述输出保护电路用于保护所述控制器发出的信号为正确信号，避免发出错误信号。所述电压监测电路用于监测是否过压，所述降压电路用于降压输出至所述控制器，避免出现电压过大导致控制器损坏。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种配电柜的保护电路，其特征在于，包括：
控制器、信号采集电路、比较电路、参考信号调节电路、电源保护电路以及输出保护电路；
所述信号采集电路、参考信号调节电路均与所述比较电路相连，所述参考信号调节电路、电源保护电路、输出保护电路分别与所述控制器相连，所述电源保护电路包括：依次相连的电压监测电路、降压电路；
所述电压监测电路包括：第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四电容；其中，所述第九电阻的一端、所述第十一电阻的一端、所述第十五电阻的一端、所述第三三极管的集电极分别与电压输入端口相连，所述第九电阻的另一端分别连接所述第十电阻的一端以及所述第一三极管的基极，所述第十电阻的另一端分别连接所述第一三极管的发射极以及接地，所述第十一电阻的另一端分别与所述第一三极管的集电极、所述第四电容的一端、所述第十二电阻的一端相连，所述第四电容的另一端分别与所述第一三极管的发射极、所述第十三电阻的一端、所述第二三极管的发射极相连，所述第十三电阻的另一端分别连接所述第十二电阻的另一端以及所述第二三极管的基极，所述第二三极管的集电极与所述第十四电阻的一端相连，所述第十四电阻的另一端分别与所述第十五电阻的一端以及所述第三三极管的基极相连，所述第三三极管的集电极与发射极分别与所述降压电路相连；
所述降压电路包括：降压芯片、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第一电感、第一稳压管和第二稳压管；其中，所述第五电容、第六电容、第七电容与第一电感组成滤波电路，所述降压芯片的VIN脚和EN_UVLO脚接输入所述滤波电路的输出端，所述降压芯片的REST脚与第十六电阻串接后接地，所述降压芯片的FB脚与第十七电阻串接后接所述降压芯片的SW脚，所述SW脚与反向串联的所述第一稳压管和第二稳压管相连，所述降压芯片的GND脚和EP脚接地，所述降压芯片的TC脚与第十八电阻连接后接入REST脚，SS_BIAS脚与第八电容连接后接地，所述第一稳压管与所述第二稳压管与所述电压监测电路相连，所述降压芯片的输出端与所述控制器相连；
所述输出保护电路包括：第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、场效应管和第四三极管；其中，所述控制器通过第十九电阻连接到所述场效应管的栅极，所述场效应管的源极接地，场效应管的漏极连接到被控设备；所述控制器的保护信号输出端通过第二十电阻连接到所述第四三极管的基极，所述第四三极管的发射极接地，所述第四三极管的集电极连接到所述第十九电阻与所述场效应管的栅极之间；所述保护信号输出端与所述第二十电阻之间通过第二十一电阻连接有电源电压，或者，第二十电阻与第四三极管的基极之间通过第二十一电阻连接有电源电压。
2.如权利要求1所述的配电柜的保护电路，其特征在于，所述信号采集电路包括：
信号检测端口，信号采样器、第一电阻，第二电阻和第一电容；其中，所述信号检测端口用于获取电路检测信号，所述信号采样器用于对所述电路检测信号进行采样，所述第一电阻的第一端连接所述信号采样器的输出端，另一端分别与所述第二电阻的一端以及所述第一电容的一端相连，所述第二电阻、第一电容的另一端均接地，所述第一电阻的另一端作为所述信号采集电路的输出端。
3.如权利要求1所述的配电柜的保护电路，其特征在于，所述参考信号调节电路包括：第三电阻、第四电阻、第二电容、第三电容、第一运放器；其中，所述第三电阻的一端与所述控制器的输出端相连，另一端分别连接所述第二电容的一端、第四电阻的一端、第三电容的一端，所述第二电容、第四电阻、第三电容的另一端均接地，所述第三电阻的另一端分别与所述比较电路、所述第一运放器的同相输入端相连，所述第一运放器的反相输入端与输出端相连，所述第一运放器的输出端还与所述控制器相连。
4.如权利要求1所述的配电柜的保护电路，其特征在于，所述比较电路包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、比较器；其中，所述第五电阻的一端与所述信号采集电路的输出端相连，另一端分别与所述比较器的同相输入端、第六电阻的一端相连，所述第七电阻的一端与所述参考信号调节电路相连，另一端分别与所述第六电阻的另一端、所述比较器的反相输入端、所述第八电阻的一端相连，所述第八电阻的另一端接地，所述比较器的输出端为所述比较电路的输出端。
5.如权利要求1所述的配电柜的保护电路，其特征在于，所述降压芯片为LM25183芯片。
6.如权利要求1所述的配电柜的保护电路，其特征在于，所述场效应管为N沟道场效应管，第三三极管为NPN型三极管。
7.如权利要求1-6任意一项所述的配电柜的保护电路，其特征在于，所述控制器包括：PLC控制器。
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