CN201993868U - 一种断路器监测报警电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及监测报警的电子电路，尤其涉及对断路器监测报警的电子电路。本实用新型的断路器监测报警电路，由一电源电路单元输出直流稳压电流为该监测报警电路供电，包括：依次串联的多路K型温度采集单元、一模拟开关电路单元、一运放电路单元、一A/D转换电路单元及一单片机控制电路单元，其输出端连接于上述的模拟开关电路单元的控制端和一指示灯单元、一LCD显示器单元、一警声驱动电路单元、一电力线载波信号发生电路单元、一继电器开关电路单元，输入端连接于上述的A/D转换电路单元和一键盘电路单元、一时间电路单元、一看门狗电路单元。本实用新型不仅报警方式安全可靠、温度采集覆盖面宽，且因减少布线和多路传感而带来的硬件成本降低的优势。
Description
技术领域
本实用新型涉及监测报警的电子电路，尤其涉及对断路器监测报警的电子电路。
背景技术
低压断路器(曾称自动开关)是一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流，还可以接通和分断短路电流的开关电器，其在电气系统中除起到控制作用外，还具有保护功能，如过负荷、短路、欠压和漏电保护，因此，低压断路器已经广泛应用于低压配电系统的各级馈出线。断路器广泛应用于保护电气线路，但电气故障主要是因接触不良导致而引起火灾，现有断路器主要检测漏电和短路为主要功能，保护不全方位。
实用新型内容
因此，针对上述不足，本实用新型提出一种采用多路K型测温线监测电缆表面温度并通过电力线缆进行报警信号传输的监测报警电路。
本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型的断路器监测报警电路，由一电源电路单元输出直流稳压电流为该监测报警电路供电，包括：
多路K型温度采集单元，设置于电线缆的不同位置上，输出连接一模拟开关电路单元的输入端口；
一模拟开关电路单元，输入端连接于上述各路K型温度采集单元的输出端， 输出端连接于一运放电路单元，控制端连接于一单片机控制电路单元；
一运放电路单元，输入连接于上述的模拟开关电路单元的输出端，输出连接于一A/D转换电路单元；
一A/D转换电路单元，输入端连接于上述的运放电路单元的输出端口，输出连接于一单片机控制电路单元；
一单片机控制电路单元，其输出端连接于上述的模拟开关电路单元的控制端和一指示灯单元、一LCD显示器单元、一警声驱动电路单元、一电力线载波信号发生电路单元、一继电器开关电路单元，输入端连接于上述的A/D转换电路单元和一键盘电路单元、一时间电路单元、一看门狗电路单元；
一指示灯单元，连接于上述的单片机控制电路单元的输出端口；
一键盘电路单元，输出连接于上述的单片机控制电路单元的多个端口；
一LCD显示器单元，连接于上述的单片机控制电路单元的多个端口；
一警声驱动电路单元，输入连接于上述的单片机控制电路单元的多个端口；
一时间电路单元，输出连接于上述的单片机控制电路单元的端口；
一电力线载波信号发生电路单元，输入端连接于上述的单片机控制电路单元，输出耦合至电力线缆上；
一继电器开关电路单元，连接于上述的单片机控制电路单元的输出端口；
以及一看门狗电路单元，输出端连接于上述的单片机控制电路单元的端口。
进一步的，所述的模拟开关电路单元是4051的多路模拟开关芯片。
进一步的，所述的A/D转换电路单元是MAX154的A/D转换芯片。
进一步的，所述的警声驱动电路单元是由9651芯片、LM386芯片及一扬声器此次串联组成的语音放大驱动电路。
进一步的，所述的时间电路单元是1302时间芯片。
进一步的，所述的电力线载波信号发生电路单元是由2个时基电路构成的两个不同频率的振荡电路级联后接于一耦合变压器组成高频调制脉冲信号发生电路。
进一步的，所述的看门狗电路单元是5045的看门狗芯片。
进一步的，所述的电源电路单元是由二极管整流桥连接7805芯片和7812芯片及其外围连接的电容元件组成的+5V和+12V两路的直流稳压输出电路。
本实用新型采用如上技术方案，通过多路K型温度传感器和一模拟开关电路单元及单片机控制电路单元实现多路巡检，以及通过载波信号发生电路单元实现电力线报警传输方式，实现一种具备多路监测、借助电力线传输报警信号的的断路器监测报警电路。本实用新型克服了现有断路器保护功能不全面的不足。本实用新型不仅报警方式安全可靠、温度采集覆盖面宽，且因减少布线和多路传感而带来的硬件成本降低的优势。
附图说明
图1是本实用新型的电路模块框图；
图2是本实用新型一优选实施例的电路原理图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
参阅图1所示，本实用新型的断路器监测报警电路，由一电源电路单元14输出直流稳压电流为该监测报警电路供电，包括：
多路K型温度采集单元101、......、10n，设置于电线缆的不同位置上，输出连接一模拟开关电路单元2的输入端口，用于采集电缆表面温度；
一模拟开关电路单元2，输入端连接于上述各路K型温度采集单元101、......、10n的输出端，输出端连接于一运放电路单元3，控制端连接于一单片机控制电路单元5，用于切换不同通道的K型温度采集单元；
一运放电路单元3，输入连接于上述的模拟开关电路单元2的输出端，输出连接于一A/D转换电路单元4，用于将K型温度采集单元采集的信号放大；
一A/D转换电路单元4，输入端连接于上述的运放电路单元3的输出端口，输出连接于一单片机控制电路单元5，用于将K型温度采集单元采集的模拟信号转换为单片机控制电路单元5端口可以识别的数字编码信号；
一单片机控制电路单元5，其输出端连接于上述的模拟开关电路单元2的控制端和一指示灯单元6、一LCD显示器单元8、一警声驱动电路单元9、一电力线载波信号发生电路单元11、一继电器开关电路单元12，输入端连接于上述的A/D转换电路单元4和一键盘电路单元7、一时间电路单元10、一看门狗电路单元13，用于控制和协调各单元工作；
一指示灯单元6，连接于上述的单片机控制电路单元5的输出端口，用于指示报警信号；
一键盘电路单元7，输出连接于上述的单片机控制电路单元5的多个端口，用于设定单片机控制电路单元5的不同功能；
一LCD显示器单元8，连接于上述的单片机控制电路单元5的多个端口，用于显示温度及报警信息；
一警声驱动电路单元9，输入连接于上述的单片机控制电路单元5的多个端口，利用声音提示报警信息；
一时间电路单元10，输出连接于上述的单片机控制电路单元5的端口，用 于提供报警时间信息；
一电力线载波信号发生电路单元11，输入端连接于上述的单片机控制电路单元5，输出耦合至电力线缆上，用于传输报警信号；
一继电器开关电路单元12，连接于上述的单片机控制电路单元5的输出端口，用于断开异常的电器；
以及一看门狗电路单元13，输出端连接于上述的单片机控制电路单元5的端口。
所述的电源电路单元是由二极管整流桥连接7805芯片和7812芯片及其外围连接的电容元件组成的+5V和+12V两路的直流稳压输出电路。由二极管D1-D4组成的桥式整流电路，经电容C1、C2高低频电容滤波，输入到直流稳压芯片U15的第(1)脚，经内部稳压，由第(3)脚输出12V的直流电压，经电容C3、C4高、低频滤波，向本装置的电路提供+12V的直流工作电压。
由二极管D5-D8组成的桥式整流电路，经电容C5、C6电容滤波，输入到直流稳压芯片U16的第(1)脚，经内部稳压，由第(3)脚输出5V的直流电压，经电容C7、C8高、低频滤波，向本装置提供+5V的直流工作电压。
参阅图2所示，所述的模拟开关电路单元是4051的多路模拟开关芯片。所述的A/D转换电路单元是MAX154的A/D转换芯片。所述的警声驱动电路单元是由9651芯片、LM386芯片及一扬声器此次串联组成的语音放大驱动电路。所述的时间电路单元是1302时间芯片。所述的电力线载波信号发生电路单元是由2个时基电路构成的两个不同频率的振荡电路级联后接于一耦合变压器组成高频调制脉冲信号发生电路。所述的看门狗电路单元是5045的看门狗芯片。所述的电源电路单元是由二极管整流桥连接7805芯片和7812芯片及其外围连接的电容元件组成的+5V和+12V两路的直流稳压输出电路。
本实用新型采用K型温度传感器采集温度信号，检测到微弱的直流电压信号，经信号调整后，传送到模拟开关电路单元，经运放电路单元放大和A/D转换电路单元进行A/D处理后，经单片机控制电路单元进行逻辑数据处理，实时显示当前温度值，当某一K型温度传感器检测到的信号超过设定值时，通过多路指示灯单元发出该路的报警指示，通过载波信号发生电路单元经电力线将载波报警信号传输至消防控制中心。
当本实用新型断路器监测报警电路的测温线的触头K1所接触电缆表面温度达到一定值时，K型测温线会产生微小的直流电压信号，此信号输入到模拟开关芯片U2的第13脚，由模拟开关芯片U2内部切换控制，由模拟开关芯片U2第3脚将信号输出，再输入到一运算放大器，该信号经放大后输入到A/D转换芯片U3第1脚(U3是高速8位A/D转换器(带多路复位器和电压基准)，
当达到设定温度时，单片机芯片U4分四路输出；第一路由单片机芯片U4(33)、(6)、(7)、(8)与LCD驱动芯片U7(3)、(4)、(5)、(6)组成并行输出驱动电路，驱动芯片U7(LCD)显示器显示温度值和报警信息；第二路由单片机芯片U4(35)脚高电平变为低电平，驱动发光二极管LED2报警灯指示发光。第三路由单片机芯片U4(38)脚高低电平变为高电平，三极管Q5导通饱和，使继电器J1吸合，提供一个常开或常闭点，作为信号反馈。第四路由单片机芯片U4第(39)高电平变为低电平，经电阻R1限流使光耦器U10进入导通饱和状态，使功率管T1导通，同时语音芯片U8、运放器U9得到电压，由语音芯片U8(2)脚输出音频信号，加到运放器U9第(3)脚输入端，经音频信号放大后，由第(5)脚输出，经电容C1耦合，通过扬声器Y1发出报警声响。
这里描述的是其中1路的温度检测控制原理，其他路数与1路相同，这里不再重复。
由电阻R39、按键K1-K5组成的键盘控制电路，可对警声设置、自检、复位等按键操作。
电力线载波发生电路由555芯片U11、555芯片U12、电阻R31、电阻R32、耦合变压器BT1等组成载波发射电路，当单片机IC1第22脚输出低电位经电阻R22限流使三极管Q1导通，为555芯片U11和555芯片U12提供电源，芯片U11、U12分别是555时基电路组成的两个不同频率的振荡电路。第一块555芯片U11构成低频振荡电路，频率F1主要由电容C31、电阻R32决定，3脚输出频率为F1的低频信号。当555芯片U11的3脚输出高电平时，第二块555芯片U12构成的高频振荡电路工作，其振荡频率F2主要由C33、R34决定，且第二个的振荡频率F2远大于第一个的振荡频率F1，这样在第二块555芯片U12的3脚输出为振荡频率F2的脉冲调制信号。该调制信号通过由高频的三极管Q2、耦合变压器BT1、电容C35、电容C36组成的驱动电路在电力线上产生高频调制脉冲，高频调制脉冲信号经电力线传输至消防控制中心，由消防控制中心载波主机接收载波报警信号。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种断路器监测报警电路，由一电源电路单元(14)输出直流稳压电流为该监测报警电路供电，其特征在于，包括：
多路K型温度采集单元(101、......、10n)，设置于电线缆的不同位置上，输出连接一模拟开关电路单元(2)的输入端口；
一模拟开关电路单元(2)，输入端连接于上述各路K型温度采集单元(101、......、10n)的输出端，输出端连接于一运放电路单元(3)，控制端连接于一单片机控制电路单元(5)；
一运放电路单元(3)，输入连接于上述的模拟开关电路单元(2)的输出端，输出连接于一A/D转换电路单元(4)；
一A/D转换电路单元(4)，输入端连接于上述的运放电路单元(3)的输出端口，输出连接于一单片机控制电路单元(5)；
一单片机控制电路单元(5)，其输出端连接于上述的模拟开关电路单元(2)的控制端和一指示灯单元(6)、一LCD显示器单元(8)、一警声驱动电路单元(9)、一电力线载波信号发生电路单元(11)、一继电器开关电路单元(12)，输入端连接于上述的A/D转换电路单元(4)和一键盘电路单元(7)、一时间电路单元(10)、一看门狗电路单元(13)；
一指示灯单元(6)，连接于上述的单片机控制电路单元(5)的输出端口；
一键盘电路单元(7)，输出连接于上述的单片机控制电路单元(5)的多个端口；
一LCD显示器单元(8)，连接于上述的单片机控制电路单元(5)的多个端口；
一警声驱动电路单元(9)，输入连接于上述的单片机控制电路单元(5) 的多个端口；
一时间电路单元(10)，输出连接于上述的单片机控制电路单元(5)的端口；
一电力线载波信号发生电路单元(11)，输入端连接于上述的单片机控制电路单元(5)，输出耦合至电力线缆上；
一继电器开关电路单元(12)，连接于上述的单片机控制电路单元(5)的输出端口；
以及一看门狗电路单元(13)，输出端连接于上述的单片机控制电路单元(5)的端口。
2.如权利要求1所述的断路器监测报警电路，其特征在于：所述的模拟开关电路单元是4051的多路模拟开关芯片。
3.如权利要求1所述的断路器监测报警电路，其特征在于：所述的A/D转换电路单元是MAX154的A/D转换芯片。
4.如权利要求1所述的断路器监测报警电路，其特征在于：所述的警声驱动电路单元是由9651芯片、LM386芯片及一扬声器此次串联组成的语音放大驱动电路。
5.如权利要求1所述的断路器监测报警电路，其特征在于：所述的时间电路单元是1302时间芯片。
6.如权利要求1所述的断路器监测报警电路，其特征在于：所述的电力线载波信号发生电路单元是由2个时基电路构成的两个不同频率的振荡电路级联后接于一耦合变压器组成高频调制脉冲信号发生电路。
7.如权利要求1所述的断路器监测报警电路，其特征在于：所述的看门狗电路 单元是5045的看门狗芯片。
8.如权利要求1所述的断路器监测报警电路，其特征在于：所述的电源电路单元是由二极管整流桥连接7805芯片和7812芯片及其外围连接的电容元件组成的+5V和+12V两路的直流稳压输出电路。
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