CN202282768U - 一种能检测多种电能脉冲信号的电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电能计量中电能的误差计算，尤其涉及一种能检测多种电能脉冲信号的电路。电路包括依次相连的脉冲通路选择单元、光耦单元和施密特触发器单元。在本实用新型中，兼容了多种脉冲信号的接口，当信号为高压220V信号时，将拨码开关S101断开使用，这时候最终输出能以5V的电平信号输出，当信号为低压有源或者无源信号时，将拨码开关S101闭合使用，最终输出同样能以5V的电平信号输出，实现了能检测多种电能脉冲信号的电路，同时本实用新型保持了外部电路与内部电路高度电气隔离，保证了内部电路的安全，还可以用于脉冲信号的整形、电平转换等。
Description
技术领域
本实用新型涉及电能计量中电能的误差计算，尤其涉及一种能检测多种电能脉冲信号的电路。
背景技术
在电能计量中电能的误差计算是以比对电能表输出的电能脉冲信号来进行的，而对于不同的电能表输出的脉冲形式可能都不一样，有些可能是高压的脉冲，有些是可能是有源的脉冲信号，有些可能是无源的脉冲信号，目前的电能误差检测技术只能是专门针对某一种类型的脉冲信号做单独的检测，这样就存在不通用性。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种能检测多种电能脉冲信号的电路，旨在解决现在只能专门针对某一种类型的脉冲信号做单独的检测和不通用的问题。
本实用新型是这样实现的，一种能检测多种电能脉冲信号的电路，包括：
为不同形式电能脉冲信号提供不同通路的脉冲通路选择单元；
与所述脉冲通路选择单元连接，对所述电能脉冲信号进行电气隔离的光耦单元；
与所述光耦单元连接，对所述经过电气隔离后的电能脉冲信号进行优化输出的施密特触发器单元。
上述结构中，还包括连接于所述光耦单元与所述施密特触发器单元之间的所述经过电气隔离后的电能脉冲信号进行滤波的滤波单元。
上述结构中，所述脉冲通路选择单元包括：
拨码开关S101、高阻值功率电阻R101和高阻值功率电阻R102；
所述拨码开关S101的第一端与高阻值功率电阻R101的第一端连接作为不同形式电能脉冲信号的输入端，所述高阻值功率电阻R101的第二端接高阻值功率电阻R102的第一端，所述拨码开关S101的第二端与高阻值功率电阻R102的第二端连接后与所述光耦单元连接。
上述结构中，所述光耦单元包括：
高速光耦合器U201、二极管D201、上拉电阻R201、上拉电阻R202、限流电阻R203和限流电阻R204；
所述高速光耦合器U201的IN+脚分别与所述上拉电阻R201的第一端和所述限流电阻R203的第一端相连，所述限流电阻R203的第二端与所述脉冲通路选择单元连接，所述上拉电阻R201的第二端与所述二极管D201的阴极相连，所述二极管D201的阳极与电源VCC相连，所述高速光耦合器U201的IN-脚接地，所述高速光耦合器U201的NC1脚和NC2脚置空，所述高速光耦合器U201的VCC脚分别与所述高速光耦合器U201的VB脚、上拉电阻R202的第一端和电源+5V相连，所述高速光耦合器U201的OUT脚分别与所述上拉电阻R202的第二端和所述限流电阻R204的第一端相连，所述限流电阻R204的第二端与所述施密特触发器单元连接，所述高速光耦合器U201的GND脚接地。
上述结构中，所述施密特触发器单元包括：
反相施密特触发器U401；
所述反相施密特触发器U401的输入端与所述光耦单元连接，所述反相施密特触发器U401的输出端作为经过电气隔离后的电能脉冲信号的输出端。
在本实用新型中，兼容了多种脉冲信号的接口，当信号为高压220V信号时，将拨码开关S101断开使用，这时候能以5V的电平信号输出，当信号为低压有源或者无源信号时，将拨码开关S101闭合使用，同样能以5V的电平信号输出，实现了能检测多种电能脉冲信号的电路，同时本实用新型保持了外部电路与内部电路高度电气隔离，保证了内部电路的安全，还可以用于脉冲信号的整形、电平转换等。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的能检测多种电能脉冲信号的电路的结构图；
图2是本实用新型第一实施例提供的能检测多种电能脉冲信号的电路的示例电路图。
图3是本实用新型第二实施例提供的能检测多种电能脉冲信号的电路的示例电路图。
图4是本实用新型提供的高速光耦合器的内部结构图。
图5是本实用新型提供的高速光耦合器6N137的输入与输出真值表。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、原理及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图1示出了本实用新型实施例提供的能检测多种电能脉冲信号的电路的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下。
一种能检测多种电能脉冲信号的电路，包括：
为不同形式电能脉冲信号提供不同通路的脉冲通路选择单元100；
与所述脉冲通路选择单元连接，对所述电能脉冲信号进行电气隔离的光耦单元200；
与所述光耦单元连接，对所述经过电气隔离后的电能脉冲信号进行优化输出的施密特触发器单元400。
图2示出了本实用新型第一实施例提供的能检测多种电能脉冲信号的电路的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下。
作为本实用新型一实施例，对所述经过电气隔离后的电能脉冲信号进行滤波的滤波单元300包括：
电容C301；
电容C301的第一端连接于所述光耦单元200与所述施密特触发器单元400之间，所述电容C301的第二端接地。
作为本实用新型一实施例，脉冲通路选择单元100包括：
拨码开关S101、高阻值功率电阻R101和高阻值功率电阻R102；
拨码开关S101的第一端与高阻值功率电阻R101的第一端连接作为不同形式电能脉冲信号的输入端，所述高阻值功率电阻R101的第二端接高阻值功率电阻R102的第一端，所述拨码开关S101的第二端与高阻值功率电阻R102的第二端连接后与所述光耦单元200连接。
作为本实用新型一实施例，光耦单元200包括：
高速光耦合器U201、二极管D201、上拉电阻R201、上拉电阻R202、限流电阻R203和限流电阻R204；
高速光耦合器U201的IN+脚分别与所述上拉电阻R201的第一端和所述限流电阻R203的第一端相连，所述限流电阻R203的第二端与所述脉冲通路选择单元100连接，所述上拉电阻R201的第二端与所述二极管D201的阴极相连，所述二极管D201的阳极与电源VCC相连，所述高速光耦合器U201的IN-脚接地，所述高速光耦合器U201的NC1脚和NC2脚置空，所述高速光耦合器U201的VCC脚分别与所述高速光耦合器U201的VB脚、上拉电阻R202的第一端和电源+5V相连，所述高速光耦合器U201的OUT脚分别与所述上拉电阻R202的第二端和所述限流电阻R204的第一端相连，所述限流电阻R204的第二端与滤波单元300连接，所述高速光耦合器U201的GND脚接地。
作为本实用新型一实施例，施密特触发器单元400包括：
反相施密特触发器U401；
反相施密特触发器U401的输入端与滤波单元300连接，所述反相施密特触发器U401的输出端作为经过电气隔离后的电能脉冲信号的输出端。
图3示出了本实用新型第二实施例提供的能检测多种电能脉冲信号的电路的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下。
作为本实用新型一实施例，光耦单元200还可以是光耦U202，光耦U202输入端的+IN作为光耦单元200的输入端，光耦U202输入端的-IN接地，光耦U202输出端的集电极作为光耦单元200的输出端，光耦U202输出端的射级接地。
图4示出了本实用新型提供的高速光耦合器的内部结构，本实用新型采用的光耦6N137是一款用于单通道的高速光耦合器，其内部有一个850nm波长AlGaAs LED和一个集成检测器组成，其检测器由一个光敏二极管、高增益线性运放及一个肖特基钳位的集电极开路的三极管组成。具有温度、电流和电压补偿功能，高的输入输出隔离，LSTTL/TTL兼容，高速(典型为10MBd)，5mA的极小输入电流，转换速度高达10MBit/s，保证了输出的无延时，无失真。6N137光耦合器的使用需要注意两点：第一是6N137光耦合器的OUT脚输出电路属于集电极开路电路，必须上拉一个电阻；第二是6N137光耦合器的IN+脚和IN-脚之间是一个LED，必须串接一个限流电阻。高速光耦合器6N137的作用是对外部电路与内部电路进行一个电气隔离，隔离电压为2500V。还有一个反向驱动器是对光耦输出的信号进行反向以后再增加其驱动能力。最终输出的信号交由主板处理计算电能误差并显示。
6N137工作原理：信号从IN+脚和IN-脚输入，发光二极管发光，经片内光通道传到光敏二极管，反向偏置的光敏管光照后导通，经电流-电压转换后送到与门的一个输入端，与门的另一个输入为使能端VB脚，当使能端VB脚为高时与门输出高电平，经输出三极管反向后光电隔离器输出低电平。当输入信号电流小于触发阈值或使能端为低时，输出高电平，但这个逻辑高是集电极开路的，可针对接收电路加上拉电阻或电压调整电路。
在本实用新型中，兼容了多种脉冲信号的接口，当信号为高压220V信号时，将拨码开关S101断开使用，这时候能以5V的电平信号输出，当信号为低压有源或者无源信号时，将拨码开关S101闭合使用，同样能以5V的电平信号输出，从而实现了能检测多种电能脉冲信号的电路。
在本实用新型中，兼容了多种脉冲信号的接口，当信号为高压220V信号时，将拨码开关S101断开使用，这时候能以5V的电平信号输出，当信号为低压有源或者无源信号时，将拨码开关S101闭合使用，同样能以5V的电平信号输出，实现了能检测多种电能脉冲信号的电路，同时本实用新型保持了外部电路与内部电路高度电气隔离，保证了内部电路的安全，还可以用于脉冲信号的整形、电平转换等。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种能检测多种电能脉冲信号的电路，其特征在于，所述电路包括：
为不同形式电能脉冲信号提供不同通路的脉冲通路选择单元；
与所述脉冲通路选择单元连接，对所述电能脉冲信号进行电气隔离的光耦单元；
与所述光耦单元连接，对所述经过电气隔离后的电能脉冲信号进行优化输出的施密特触发器单元。
2.如权利要求1所述的能检测多种电能脉冲信号的电路，其特征在于，所述电路还包括连接于所述光耦单元与所述施密特触发器单元之间的对所述经过电气隔离后的电能脉冲信号进行滤波的滤波单元。
3.如权利要求2所述的能检测多种电能脉冲信号的电路，其特征在于，所述滤波单元包括：
电容C301；
所述电容C301的第一端连接于所述光耦单元与所述施密特触发器单元之间，所述电容C301的第二端接地。
4.如权利要求1所述的能检测多种电能脉冲信号的电路，其特征在于，所述脉冲通路选择单元包括：
拨码开关S101、高阻值功率电阻R101和高阻值功率电阻R102；
所述拨码开关S101的第一端与高阻值功率电阻R101的第一端连接作为不同形式电能脉冲信号的输入端，所述高阻值功率电阻R101的第二端接高阻值功率电阻R102的第一端，所述拨码开关S101的第二端与高阻值功率电阻R102的第二端连接后与所述光耦单元连接。
5.如权利要求1所述的能检测多种电能脉冲信号的电路，其特征在于，所述光耦单元包括：
高速光耦合器U201、二极管D201、上拉电阻R201、上拉电阻R202、限流电阻R203和限流电阻R204；
所述高速光耦合器U201的IN+脚分别与所述上拉电阻R201的第一端和所述限流电阻R203的第一端相连，所述限流电阻R203的第二端与所述脉冲通路选择单元连接，所述上拉电阻R201的第二端与所述二极管D201的阴极相连，所述二极管D201的阳极与电源VCC相连，所述高速光耦合器U201的IN-脚接地，所述高速光耦合器U201的NC1脚和NC2脚置空，所述高速光耦合器U201的VCC脚分别与所述高速光耦合器U201的VB脚、上拉电阻R202的第一端和电源+5V相连，所述高速光耦合器U201的OUT脚分别与所述上拉电阻R202的第二端和所述限流电阻R204的第一端相连，所述限流电阻R204的第二端与所述施密特触发器单元连接，所述高速光耦合器U201的GND脚接地。
6.如权利要求1所述的能检测多种电能脉冲信号的电路，其特征在于，所述施密特触发器单元包括：
反相施密特触发器U401；所述反相施密特触发器U401的输入端与所述光耦单元连接，所述反相施密特触发器U401的输出端作为经过电气隔离后的电能脉冲信号的输出端。
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|---|---|---|---|---|
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| CX01 | Expiry of patent term |