CN201549878U - 通信电源电子馈线保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种通信电源电子馈线保护装置，该装置包括微处理器、采样电流输入端和电流输出端，两端之间连接有电子开关管，采样电流输入端分别连接于电子开关管的输入端和一个信号放大电路的输入端及一个信号放大比较电路的输入端，信号放大电路的输出端连接于微处理器的信号输入端口，信号放大比较电路的输出端连接可控开关的控制端，微处理器上设有控制端口，可控开关的输入端或输出端与微处理器的控制端口之间连接光电耦合器的发光电路，光电耦合器的输出与电子开关管的控制端连接，解决了馈线回路短路或过载时造成输出电压跌落使通信设备自动重启的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种馈线保护装置，具体涉及一种通信电源电子馈线保护装置。
背景技术
变电站中的通信设备是确保电力信息畅通，保证电网可靠供电的重要设备。传统的变电站中的通信电源有一个独立的通讯电源系统，近年来用DC-DC(直流直流变换)替代带蓄电池组通信电源已在变电站中得到大量应用。由于DC-DC电源取消了带蓄电池组通信电源，其输入电源直接取自变电站的直流操作电源系统，因此使通信电源的设计制造变得非常简单，不但能降低设备的投资，同时也没有了蓄电池组的维护工作量，深受广大电力用户的喜爱，但其存在如下两个问题：
1、DC-DC电源模块的负载冲击能力不够，在通信设备冷启动或大电流负载浪涌冲击时，造成输出电压跌落使其它通信设备自动重启；
2、直流供电网络采用传统空气开关保护，当馈电负载侧发生短路故障时，由于故障电流较小达不到空开的瞬动保护动作值，导致空开不能快速切除故障回路，造成DC-DC过载保护限流，输出电压跌落使通信设备自动重启。
为解决这两个问题，目前的解决办法一种是，在DC-DC变换器的输出并接一定容量的电解电容，可以在馈线负载出现短路故障时提供较大的短路电流。但实际短路电流的大小由并联电容的容量和故障回路的阻抗决定。在实际应用中，并联电容的数量是有限的，而馈线回路的电缆截面和长度存在工程差别，即输出馈线开关采用B型脱扣曲线断路器，但其电磁瞬动存在较大的离散范围4In～7In，难以保证可靠分断。也就是说，在馈线回路电缆较长时，为保证馈线开关可靠保护就要不断加大并联电容的容量。而在并联电容的容量一定时，馈线回路的电缆截面和长度就要受到一定的限制。显然，并联电容的方案在实际工程应用中受到诸多的因素的限制，而且体积较大，使用受环境温度的影响较大，需要定期维护更换。
另一种是在DC-DC变换器的输出并联超级电容，理论上可以解决电解电容容量不足的问题，提供较大的电能储存容量。但当前的超级电容一般都是2.7V低压产品，48V电源系统需要多个串联实现，因此内阻大大增加。在馈线负载短路时，即是超级电容储存有较大的电量，也不能提供很大的短路电流，难以保证馈线断路器可靠分断；而且，故障电流越大，电压跌落越严重，不能满足通信设备工作电压变化的要求。如果采用多组超级电容并联的方法减小内阻，带来的是设备成本的大幅增加，例如1组54V/17.5F的超级电容与1组12V/50Ah的阀控电池相当，显然是不经济的。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种通信电源电子馈线保护装置，以解决馈线回路短路或过载时造成输出电压跌落使通信设备自动重启的问题。
为实现上述目的，采用的技术方案是：一种通信电源电子馈线保护装置，该装置包括微处理器、采样电流输入端和电流输出端，两端之间连接有电子开关管，采样电流输入端分别连接于电子开关管的输入端和一个信号放大电路的输入端及一个信号放大比较电路的输入端，信号放大电路的输出端连接于微处理器的信号输入端口，信号放大比较电路的输出端连接可控开关的控制端，微处理器上设有控制端口，可控开关的输入端或输出端与微处理器的控制端口之间连接光电耦合器的发光电路，光电耦合器的输出与电子开关管的控制端连接。
所述的光电耦合器中发光电路的正极连接于可控开关的输入端，光电耦合器的发光二极管的负极连接于微处理器的控制端口。
所述的可控开关输入端连接光电耦合器中发光电路的正向工作电压电路，输出端接地，控制端与信号放大比较电路的输出端连接。
信号放大电路由反向比例放大器构成；信号放大比较电路由反向比例放大器和比较器构成；所述的可控开关为可控硅。
本实用新型中利用运算放大器、光电耦合器及微处理器构成的控制电路对电子开关管的通断进行控制，可靠性高，动作灵敏；与传统的DC-DC变换器的馈线开关串联使用，可以使直流馈线回路的过载或短路故障得到有效的保护，避免DC-DC变换器因输出过载或短路而发生电压跌落的严重事故。
附图说明
图1是该实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例包括微处理器U12、采样电流输入端IS和电流输出端OUT，两端之间连接有电子开关管VT2，VT2的输入端与采样电流的输入端IS连接，VT2的输出端与电流输出端OUT连接，VT2的控制端连接于光电耦合器O2中光敏二极管的发射极；采样电流输入端IS还连接有一个信号放大电路，该电路由两个由运算放大器搭建的反向比例放大器构成，其中一个反向比例放大器U9A的反向端连接于采样电流输入端IS，U9A的输出端连接于另外一个反向比例放大器U9B的反向端，U9B的输出端经一个可调电阻RW1连接于微处理器U12的信号输入接口22；采样电流输入端IS还连接有一个信号放大比较电路，该电路由两个由运算放大器搭建的反向比例放大器和比较器构成，其中一个反向比例放大器U2A的反向端连接于采样电流输入端IS，U2A的输出端连接于另外一个反向比例放大器U2B的反向端，U2B的输出端连接于比较器U1A的同向端，该比较器的反向端连接一个比较电压，输出端与可控硅Q2的控制端连接，可控硅的输入端连接有一个驱动光电耦合器O2的发光二极管工作的正向电压，输出端接地；光电耦合器O2的发光二极管的正极连接于可控硅的输入端，负极与微处理器U12的控制端口连接，光电耦合器的光敏三极管的集电极连接有一个正向电压，发射极与电子开关管VT2的控制端连接。
在使用过程中，将该装置串联到馈线回路中，当馈线回路出现过载或短路故障时，馈线保护装置能够可靠动作，并快速切断故障电流。具体工作原理如下：
短路保护原理：当电流采样电路检测到的回路电流经放大比较电路中的两个反向比例放大器放大后得到信号IF2，IF2输入比较器的同向端与反向端的设定输入进行比较，若IF2大于设定值，则认为馈线回路出现短路故障，比较器输出高电流信号，激励可控硅导通，从而使光电耦合器输入信号丢失，进而导致电子开关管断开，由可控硅的特性可知，电子开关管将锁存在关断状态。
过载保护原理：当电流采样电路检测的回路电流经放大电路中的两个反向比例放大器放大后得到信号IF，该信号通过微处理器的信号输入端口送进微处理器进行判断，大于额定电流值的设定倍数时，微处理器处理程序进入计时和监控程序，如果输出电压波动维持在40V以上，则计时程序延时10ms后微处理器通过控制端口自动输出关断信号，并使电子开关管锁存在关断状态；如果输出电压波动下降到40V及以下，则电压监控程序自动终止计时并立即经微处理器控制端口输出关断信号，并使电子开关管锁存在关断状态。
Claims (6)
1.一种通信电源电子馈线保护装置，其特征在于：该装置包括微处理器、采样电流输入端和电流输出端，两端之间连接有电子开关管，采样电流输入端分别连接于电子开关管的输入端和一个信号放大电路的输入端及一个信号放大比较电路的输入端，信号放大电路的输出端连接于微处理器的信号输入端口，信号放大比较电路的输出端连接可控开关的控制端，微处理器上设有控制端口，可控开关的输入端或输出端与微处理器的控制端口之间连接光电耦合器的发光电路，光电耦合器的输出与电子开关管的控制端连接。
2.如权利要求1所述的通信电源电子馈线保护装置，其特征在于：所述的光电耦合器中发光电路的正极连接于可控开关的输入端，光电耦合器的发光二极管的负极连接于微处理器的控制端口。
3.如权利要求2所述的通信电源电子馈线保护装置，其特征在于：所述的可控开关输入端连接光电耦合器中发光电路的正向工作电压电路，输出端接地，控制端与信号放大比较电路的输出端连接。
4.如权利要求1或2或3所述的通信电源电子馈线保护装置，其特征在于：信号放大电路由反向比例放大器构成。
5.如权利要求4所述的通信电源电子馈线保护装置，其特征在于：信号放大比较电路由反向比例放大器和比较器构成。
6.如权利要求5所述的通信电源电子馈线保护装置，其特征在于：所述的可控开关为可控硅。
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Cited By (3)
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| CN106527298A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-03-22 | 南宁职业技术学院 | 线性降压数控电源 |
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2009
- 2009-11-09 CN CN2009202579598U patent/CN201549878U/zh not_active Expired - Lifetime
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