CN113533892A - 一种继保测试仪的电源控制电路及继保测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种继保测试仪的电源控制电路及继保测试仪。该电路包括至少一条控制支路、控制模块和功率放大器；每一控制支路包括电池组、开关模块和信号采集模块，信号采集模块分别与其所在的控制支路的电池组和开关模块电连接，信号采集模块用于采集其所在的控制支路的电池组和开关模块的电信号；控制模块与信号采集模块电连接，控制模块用于接收电池组和开关模块的电信号，并根据电池组和开关模块的电信号，控制电池组和开关模块所在的控制支路的开关模块导通或关断；电池组在开关模块导通时，向功率放大器供电；在开关模块关断时，停止向功率放大器供电。本发明实施例提供的技术方案解决现有的继保测试仪存在欠压或过压而损坏的问题。

Description

一种继保测试仪的电源控制电路及继保测试仪

技术领域

本发明实施例涉及电力系统配网测试技术领域，尤其涉及一种继保测试仪的电源控制电路及继保测试仪。

背景技术

电力系统配网测试等二次测试经常会涉及到给各类互感器加以电流或者电压形式存在的模拟量，由于测试环境的限制，交流市电的获取往往不能轻易获得，因此具有高功率密度和高集成度的便携式继保测试仪得到了广泛的应用。

现有的继保测试仪一般采用可更换电池模组的设计，但若负载与继保测试仪的耐压范围不匹配，容易导致继保测试设备欠压或过压，容易损坏。

现有的继保测试仪存在欠压或过压，容易损坏的问题成为业内亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种继保测试仪的电源控制电路及继保测试仪，以解决现有的继保测试仪存在欠压或过压，容易损坏的问题。

为实现上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种继保测试仪的电源控制电路，包括：

至少一条控制支路、控制模块和功率放大器；每一所述控制支路包括：电池组、开关模块和信号采集模块，

信号采集模块分别与其所在的控制支路的电池组和开关模块电连接，信号采集模块用于采集其所在的控制支路的电池组和开关模块的电信号；

控制模块与信号采集模块电连接，控制模块用于接收电池组和开关模块的电信号，并根据电池组和开关模块的电信号，控制电池组和开关模块所在的控制支路的开关模块导通或关断；

开关模块分别与电池组和功率放大器连接，电池组用于在开关模块导通时，向功率放大器供电；在开关模块关断时，停止向功率放大器供电。

可选的，控制模块具体用于接收所述电池组的电信号；并将所述电池组的电信号与预设的阈值进行比较；根据比较结果，控制所述开关模块导通或关断。

可选的，所述继保测试仪的电源控制电路包括至少两个所述控制支路；

所述控制模块还用于接收各所述控制支路的所述电池组的电信号；并将所述电池组的电信号与预设的阈值进行比较；根据比较结果以及各所述控制支路的所述电池组的电信号，调节各所述控制支路的所述开关模块的导通程度。

可选的，开关模块包括第一开关管、第一驱动器、第二开关管和第二驱动器，第一开关管的第一端与电池组连接，第一开关管的第二端与第二开关管的第一端连接，第一开关管的控制端与第一驱动器连接，第一驱动器与控制模块连接；第一驱动器用于根据控制模块的控制信号驱动第一开关管；

第二开关管的第二端与功率放大器连接，第二开关管的控制端与第二驱动器连接，第二驱动器与控制模块连接，第二驱动器用于根据控制模块的控制信号驱动第二开关管。

可选的，信号采集模块还包括：

第一模数转换模块，第一模数转换模块的输入端与电池组连接，第一模数转换模块的输出端与控制模块连接，第一模数转换模块用于采集所述电池组输出的电信号，并将电池组的模拟电信号转换为数字电信号。

可选的，信号采集模块包括：第二模数转换模块；

第二模数转换模块的第一输入端与第一开关管的第一端连接，第二模数转换模块的第二输入端与第一开关管的第二端连接，第二模数转换模块的输出端与控制模块连接；

第二模数转换模块用于采集第一开关管的第一端和第二端之间的模拟电信号，并将电信号转换为数字电信号。

可选的，控制支路还包括：

宽输入范围DC-DC，宽输入范围DC-DC的输入端与电池组连接，宽输入范围DC-DC的输出端与控制模块连接，宽输入范围DC-DC用于将电池组的直流电降压输出直流电至控制模块，向控制模块供电。

可选的，控制支路还包括：

精密电阻分压网络，精密电阻分压网络的输入端与电池组连接，精密电阻分压网络的输出端与第一模数转换器连接，精密电阻分压网络用于对电池组的电压信号进行分压。

可选的，继保测试仪的电源控制电路，还包括：温度检测模块；

温度检测模块与控制模块连接，温度检测模块与控制模块、功率放大器、电池组和开关模块相邻设置，温度检测模块用于采集控制模块、功率放大器、电池组和开关模块的温度，并生成温度信号；控制模块还用于接收温度信号，并根据温度信号控制开关模块关断。

第二方面，本发明实施例提供一种继保测试仪，包括：第一方面任意继保测试仪的电源控制电路。

本发明实施例提供的电源控制电路可以实时监测电池组的输出电压，并根据电池组的接入情况切换到相应的电池组的供电路径，可以实时检测电池组的接入情况：在普通应用情形下，即只有单电池组接入的情况下，可以自动切换到相应的电源路径，实现继保测试仪的轻量化和便携性；在需要功率放大器输出大电流的应用场合下，用户可自行配置各控制支路的电池组，继保测试仪可以检测到各控制支路的电源路径的存在，完成电源路径的合并，并根据各电池组的电量情况通过调节开关模块的导通程度来实时合理地为其分配电流量，实现电源输出电流的扩容，满足大电流的应用要求，实现具备过欠压的电源路径的可配置性，提升了用户的使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种继保测试仪的电源控制电路的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种继保测试仪的电源控制电路的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的又一种继保测试仪的电源控制电路的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的又一种继保测试仪的电源控制电路的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种继保测试仪的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

基于上述技术问题，本实施例提出了以下解决方案：

图1是本发明实施例提供的一种继保测试仪的电源控制电路的结构示意图。参见图1，本发明实施例提供的继保测试仪的电源控制电路，包括至少一条控制支路10、控制模块20和功率放大器30；每一所述控制支路10包括：电池组1、开关模块2和信号采集模块3，信号采集模块3分别与其所在的控制支路10的电池组1和开关模块2电连接，信号采集模块3用于采集其所在的控制支路10的电池组1和开关模块2的电信号；控制模块20与信号采集模块3电连接，控制模块20用于接收电池组1和开关模块2的电信号，并根据电池组1和开关模块2的电信号，控制电池组1和开关模块2所在的控制支路10的开关模块2导通或关断；开关模块2分别与电池组1和功率放大器30连接，电池组1用于在开关模块2导通时，向功率放大器30供电；在开关模块2关断时，停止向功率放大器30供电。

具体的，电池组1可以为可配置锂电池组1，功率放大器30可以为电流功率放大器30。参见图1，继保测试仪的电源控制电路可以包括至少一条控制支路10，当继保测试仪的电源控制电路仅包括一条控制支路10时，信号采集模块3分别与电池组1和开关模块2电连接，信号采集模块3采集电池组1和开关模块2的电信号；控制模块20接收电池组1的电信号，例如电压信号，控制模块20可以根据接收到的电池组1的电信号，判断电池组1是否处于正常工作电压范围。若电池组1处于正常工作电压范围，则控制开关模块2完全导通，使得电池组1向功率放大器30供电，实现轻量化和便携性。图2是本发明实施例提供的另一种继保测试仪的电源控制电路的结构示意图。参见图2，继保测试仪的电源控制电路可以包括至少两条控制支路10，当继保测试仪的电源控制电路包括至少两条控制支路10时，信号采集模块3采集各电池组1的电信号；控制模块20接收各电池组1的电信号，控制模块20可以根据接收到的各电池组1的电信号判断电池组1的数量，每条控制支路10可以包括一个电池组1，控制模块20可以将接收到的各电池组1的电信号与预设的阈值信号进行比较，判断各电池组1是否处于正常工作电压范围。若电池组1处于正常工作电压范围，则调节处于正常工作电压范围的电池组1所在的控制支路10的开关模块2的导通程度，使得根据各电池组1的状态向功率放大器30供电，实现多路电池路径的供电。

需要说明的是，图1示例性的示出继保测试仪包括一条控制支路的情况，图2示例性的示出继保测试仪包括两条控制支路的情况，并非对继保测试仪的限定。

本实施例提供的继保测试仪的电源控制电路可以实时监测电池组1的输出电压，并根据电池组的接入情况切换到相应的电池组的供电路径，可以实时检测电池组的接入情况：在普通应用情形下，即只有单电池组接入的情况下，可以自动切换到相应的电源路径，实现继保测试仪的轻量化和便携性；在需要功率放大器输出大电流的应用场合下，用户可自行配置各控制支路的电池组，继保测试仪可以检测到各控制支路的电源路径的存在，完成电源路径的合并，并根据各电池组的电量情况通过调节开关模块的导通程度来实时合理地为其分配电流量，实现电源输出电流的扩容，满足大电流的应用要求，实现具备过欠压的电源路径的可配置性，提升了用户的使用体验。

可选的，在上述实施例的基础上，结合图1和图2，控制模块20具体用于接收所述电池组1的电信号；并将所述电池组1的电信号与预设的阈值进行比较；根据比较结果，控制所述开关模块2导通或关断。

具体的，控制模块20具体用于接收电池组1的电信号；并将电池组1的电信号与预设的阈值进行比较，例如可以将电池组1的电信号与预设的阈值作差或作商；根据比较结果，判断电池组1是否处于正常工作电压范围。可以设置若电池组1的电信号大于或等于预设的阈值，电池组1处于正常工作电压范围，则控制开关模块2完全导通，使得电池组1向功率放大器30供电；若电池组1的电信号小于预设的阈值，则控制模块20控制开关模块2关断，使得电池组1停止向功率放大器30供电。

可选的，继续参见图2，继保测试仪的电源控制电路包括至少两个控制支路10；控制模块20还用于接收各控制支路10的电池组1的电信号；并将电池组1的电信号与预设的阈值进行比较；根据比较结果以及各控制支路10的电池组1的电信号，调节各控制支路10的开关模块2的导通程度。

具体的，控制模块20将电池组1的电信号与预设的阈值进行比较，判断电池组1是否处于正常工作电压范围，若各电池组1均处于正常的工作范围，则对各电池组1的电压进行比较，输出电压最低的电池组1所在控制支路10的编号。控制模块20控制电压最低的电池组1对应的编号的控制支路10的开关模块2完全导通。控制模块20根据接收到的开关模块2的电信号，控制除电压最低的电池组1对应的编号的控制支路10之外的其他控制支路10的开关模块2的导通程度。

可选的，图3是本发明实施例提供的又一种继保测试仪的电源控制电路的结构示意图。在上述实施例的基础上，参见图3，开关模块2包括第一开关管T1、第一驱动器Q1、第二开关管T2和第二驱动器Q2，第一开关管T1的第一端与电池组1连接，第一开关管T1的第二端与第二开关管T2的第一端连接，第一开关管T1的控制端与第一驱动器Q1连接，第一驱动器Q1与控制模块20连接；第一驱动器Q1用于根据控制模块20的控制信号驱动第一开关管T1；第二开关管T2的第二端与功率放大器30连接，第二开关管T2的控制端与第二驱动器Q2连接，第二驱动器Q2与控制模块20连接，第二驱动器Q2用于根据控制模块20的控制信号驱动第二开关管T2。

具体的，第一开关管T1可以为P型MOS管，第一驱动器Q1可以为P型MOS驱动器，第二开关管T2可以为N型MOS管，第二驱动器Q2可以为N型MOS驱动器。第一开关管T1可以由第一驱动器Q1驱动，第二开关管T2可以由第二驱动器Q2驱动。当控制模块20控制开关模块2导通时，分别控制第一驱动器Q1将第一开关管T1导通，并控制第二驱动器Q2将第二开关管T2导通。当控制模块20控制开关模块2关断时，分别通过第一驱动器Q1控制第一开关管T1关断，并通过第二驱动器Q2控制第二开关管T2关断。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图3，信号采集模块3还包括第一模数转换模块32，第一模数转换模块32的输入端321与电池组1连接，第一模数转换模块32的输出端322与控制模块20连接，第一模数转换模块32用于采集所述电池组1输出的电信号，并将电池组1的模拟电信号转换为数字电信号。

具体的，控制模块20与第一模数转换模块32连接，用于实时采集电池组1输出的实时电压值，并根据采集到的电压值判断各电池组1是否处于过压状态和/或欠压状态，从而对是否关闭第一开关管T1进行决策。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图3，信号采集模块3还包括第二模数转换模块31；第二模数转换模块31的第一输入端311与第一开关管T1的第一端连接，第二模数转换模块31的第二输入端312与第一开关管T1的第二端连接，第二模数转换模块31的输出端313与控制模块20连接；第二模数转换模块31用于采集第一开关管T1的第一端和第二端之间的模拟电信号，并将电信号转换为数字电信号。

具体的，控制模块20与第二模数转换模块31连接，用于实时采集第一开关管T1的实时电压值，并根据采集到的电压值，调节第二开关管T2的导通程度。控制模块20接收第一模数转换模块32采集的电池组1的电信号，并将电池组1的电信号与预设的阈值进行比较，判断电池组1是否处于正常工作电压范围，若各电池组1均处于正常的工作范围，则对各电池组1的电压进行比较，输出电压最低的电池组1所在控制支路10的编号。控制模块20控制电压最低的电池组1对应的编号的控制支路10的第一开关管T1和第二开关管T2完全导通。控制模块20控制除电压最低的电池组1对应的编号的控制支路10之外的其他控制支路10的第一开关管T1导通，第二模数转换模块31采集第一开关管T1的第一端和第二端之间的电信号，控制器根据接收到的第一开关管T1的第一端和第二端之间的电信号，控制除电压最低的电池组1对应的编号的控制支路10之外的其他控制支路10的第二开关管T2的导通程度。

示例性的，可以不断加大除电压最低的电池组1对应的编号的控制支路10之外的其他控制支路10的第二开关管T2的导通程度，使得实时采集的各控制支路10的第一开关管T1的压降近似一致，保证了流经各个控制支路10的电流的一致性，实现了各控制支路10之间电流的均流。这样设置实现对功率放大器30的电源供电路径的检测，并实现用户挂载的电池组1的数量，并对电池组1输出的电源电压进行检测，判断电源是否处于过压和欠压状态，从而实现对电池组1的供电对象，即功率放大器30的保护，解决了现有的继保测试仪存在的功率放大器30因电源电压不合适而损坏的问题。

可选的，图4是本发明实施例提供的又一种继保测试仪的电源控制电路的结构示意图。在上述实施例的基础上，参见图4，控制支路10还包括宽输入范围DC-DC 4，宽输入范围DC-DC 4的输入端41与电池组1连接，宽输入范围DC-DC 4的输出端42与控制模块20连接，宽输入范围DC-DC 4用于将电池组1的直流电降压输出直流电至控制模块20，向控制模块20供电。

具体的，宽输入范围DC-DC 4可以满足不同电池组1的电压范围需要，并能将电池组1的电压转换为控制模块20所需的电压范围。可选的，所述控制支路10还包括防反接模块7，所述防反接模块7分别与所述电池组1以及所述宽输入范围DC-DC 4连接，所述防反接模块7用于防止电流的反灌，防反接模块7包括二极管，既能进行电流采样，又能防止电流的反灌。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图4，控制支路10还包括精密电阻分压网络5，精密电阻分压网络5的输入端与电池组1连接，精密电阻分压网络5的输出端与第一模数转换器连接，精密电阻分压网络5用于对电池组1的电压信号进行分压。

具体的，精密电阻分压网络5由高边电阻和低边电阻串联组成，高边电阻R1的第一端与电池组1连接，高边电阻的第二端与低边电阻的第一端以及第一模数转换模块32的输入端321连接，低边电阻的第二端与通过防反接模块和宽输入范围DC-DC 4与控制模块20连接，精密电阻分压网络5用于对电池组1的输出电压进行高精度比例缩小，使之进入第一模数转换模块32的输入电压范围。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图4，继保测试仪的电源控制电路，还包括：温度检测模块6；温度检测模块6与控制模块20连接，温度检测模块6与控制模块20、功率放大器30、电池组1和开关模块2相邻设置，温度检测模块6用于采集控制模块20、功率放大器30、电池组1和开关模块2的温度，并生成温度信号；控制模块20还用于接收温度信号，并根据温度信号控制开关模块2关断。

具体的，温度检测模块6可以与控制模块20、功率放大器30、电池组1和开关模块2等容易发热的模块相邻设置，温度检测模块6用于采集控制模块20、功率放大器30、电池组1和开关模块2等模块的温度，并生成温度信号发送至控制模块20，控制模块20接收各测温点的温度信号，并根据各测温点的温度信号判断各测温点的过温情况，并根据各测温点的过温情况控制是否关闭对应过温点所在的控制支路10的第一开关管T1。示例性的，控制模块20可以将各测温点的温度信号与预设温度阈值进行比较，根据比较结果对各测温点的过温情况进行判断，从而对是否关闭第一开关管T1进行决策。可选的，温度检测模块6检测仪器仪表各关键位置的温度，并在过温发生时，向控制模块20输出告警信号。

可选的，图5是本发明实施例提供的一种继保测试仪的结构示意图。在上述实施例的基础上，参见图5，本发明实施例提供的继保测试仪100，包括上述任意实施例提出的继保测试仪的电源控制电路200，具有上述任意实施例提出的继保测试仪的电源控制电路200的有益效果，在此不再赘述。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种继保测试仪的电源控制电路，其特征在于，包括：

至少一条控制支路、控制模块和功率放大器；每一所述控制支路包括：电池组、开关模块和信号采集模块，

所述信号采集模块分别与其所在的控制支路的所述电池组和所述开关模块电连接，所述信号采集模块用于采集其所在的控制支路的所述电池组和所述开关模块的电信号；

所述控制模块与所述信号采集模块电连接，所述控制模块用于接收所述电池组和所述开关模块的电信号，并根据所述电池组和所述开关模块的电信号，控制所述电池组和所述开关模块所在的控制支路的所述开关模块导通或关断；

所述开关模块分别与所述电池组和所述功率放大器连接，所述电池组用于在所述开关模块导通时，向所述功率放大器供电；在所述开关模块关断时，停止向所述功率放大器供电。

2.根据权利要求1所述继保测试仪的电源控制电路，其特征在于，

所述控制模块具体用于接收所述电池组的电信号；并将所述电池组的电信号与预设的阈值进行比较；根据比较结果，控制所述开关模块导通或关断。

3.根据权利要求2所述继保测试仪的电源控制电路，其特征在于，所述继保测试仪的电源控制电路包括至少两个所述控制支路；

所述控制模块还用于接收各所述控制支路的所述电池组的电信号；并将所述电池组的电信号与预设的阈值进行比较；根据比较结果以及各所述控制支路的所述电池组的电信号，调节各所述控制支路的所述开关模块的导通程度。

4.根据权利要求1所述继保测试仪的电源控制电路，其特征在于，

所述开关模块包括第一开关管、第一驱动器、第二开关管和第二驱动器，所述第一开关管的第一端与所述电池组连接，所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端连接，所述第一开关管的控制端与所述第一驱动器连接，所述第一驱动器与所述控制模块连接；所述第一驱动器用于根据所述控制模块的控制信号驱动所述第一开关管；

所述第二开关管的第二端与所述功率放大器连接，所述第二开关管的控制端与所述第二驱动器连接，所述第二驱动器与所述控制模块连接，所述第二驱动器用于根据所述控制模块的控制信号驱动所述第二开关管。

5.根据权利要求4所述继保测试仪的电源控制电路，其特征在于，所述信号采集模块包括：第一模数转换模块；所述第一模数转换模块的输入端与所述电池组连接，所述第一模数转换模块的输出端与所述控制模块连接，所述第一模数转换模块用于采集所述电池组输出的电信号，并将所述电池组的模拟电信号转换为数字电信号。

6.根据权利要求4所述继保测试仪的电源控制电路，其特征在于，所述信号采集模块还包括：

第二模数转换模块，所述第二模数转换模块的第一输入端与所述第一开关管的第一端连接，所述第二模数转换模块的第二输入端与所述第一开关管的第二端连接，所述第二模数转换模块的输出端与所述控制模块连接；

所述第二模数转换模块用于采集所述第一开关管的第一端和第二端之间的模拟电信号，并将所述电信号转换为数字电信号。

7.根据权利要求1所述继保测试仪的电源控制电路，其特征在于，所述控制支路还包括：

宽输入范围DC-DC，所述宽输入范围DC-DC的输入端与所述电池组连接，所述宽输入范围DC-DC的输出端与所述控制模块连接，所述宽输入范围DC-DC用于将电池组的直流电降压输出直流电至控制模块，向所述控制模块供电。

8.根据权利要求5所述继保测试仪的电源控制电路，其特征在于，所述控制支路还包括：

精密电阻分压网络，所述精密电阻分压网络的输入端与所述电池组连接，所述精密电阻分压网络的输出端与所述第一模数转换器连接，所述精密电阻分压网络用于对所述电池组的电压信号进行分压。

9.根据权利要求1所述继保测试仪的电源控制电路，其特征在于，所述继保测试仪的电源控制电路，还包括：温度检测模块；

所述温度检测模块与所述控制模块连接，所述温度检测模块与所述控制模块、所述功率放大器、所述电池组和所述开关模块相邻设置，所述温度检测模块用于采集所述控制模块、所述功率放大器、所述电池组和所述开关模块的温度，并生成温度信号；所述控制模块还用于接收所述温度信号，并根据所述温度信号控制所述开关模块关断。

10.一种继保测试仪，其特征在于，包括：权利要求1-9任一所述继保测试仪的电源控制电路。

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