CN202888790U - 一种基于单片机的自复式过、欠压保护器 - Google Patents

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李军杰
杨新宇
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Abstract

本实用新型涉及一种基于单片机的自复式过、欠压保护器。现有的过压欠压保护系统功耗较大，降压电容电阻会因长期发热而降低使用寿命，提供给信号调理电路的电压会随电网负载波动，严重影响信号调理电路判断的正确性。本实用新型所述的保护器由电源电路、取样电路、单片机和磁保持继电器驱动电路组成；电源电路的输入端为市电进线端，输出端为单片机和磁保持继电器驱动电路；取样电路的输入端为市电进线端，输出端为单片机；单片机的输出端为磁保持继电器驱动电路；变压器降压，专用集成稳压电路稳压，单片机A/D转换器采样，程序判断过压欠压的正确性。本实用新型有效解决了过压欠压保护系统的功耗较大、不可靠、使用寿命短、一致性差问题。

Description

一种基于单片机的自复式过、欠压保护器
技术领域
    本实用新型涉及一种过、欠压保护装置，具体涉及一种基于单片机的自复式过、欠压保护器。
背景技术
市场上常见的过压欠压保护系统，是由传统的分立原件组成的，其工作过程大多是依靠电容电阻降压原理将交流电压降低，并经过整流滤波，再用电阻分压，送给两路采用运算放大器或电压比较器组成的信号调理电路，信号调理电路通过电压比较，一路判断电压是否过压，一路判断电压是否欠压，两路合并控制信号驱动磁保持继电器断电，由分立延时电路三分钟后送电。这种结构的过压欠压保护系统由于采用了电容电阻降压原理，使得其功耗较大，降压电容电阻会因长期发热而降低使用寿命，直流供电部分没有采用专用的稳压电路，提供给信号调理电路的电压会随电网负载波动，严重影响信号调理电路判断过压欠压的正确性。另外，由于分立原件的离散性较大，此种电路在批量生产中会产生中的一致性差问题是无法解决的。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种功耗更低、使用寿命更长的基于单片机的自复式过、欠压保护器。
本实用新型所采用的技术方案是：
一种基于单片机的自复式过、欠压保护器，其特征在于：
所述的保护器由电源电路、取样电路、单片机和磁保持继电器驱动电路组成；
所述的电源电路的输入端为市电进线端，输出端为单片机和磁保持继电器驱动电路；
所述的取样电路的输入端为市电进线端，输出端为单片机；
所述的单片机的输出端为磁保持继电器驱动电路；
所述的单片机对取样电压过、欠压情况进行判断。
所述的电源电路中，市电经变压器TA1降压变成两组低电压，一组经DA1-DA4整流后，经CA2、CA3滤波供给专用稳压集成电路UA1，经稳压后再经CA4、CA5滤波，提供给单片机和磁保持继电器驱动电路中的稳定电源VCC1。
所述的取样电路中，变压器的LAC1端提供的市电电压信号经DA5整流，CB8滤波，R1和R2组成分压电路，由ADIN端输出送给单片机的A/D转换输入端。
    本实用新型具有以下优点：
本实用新型具有以下优点：
本实用新型采用变压器降压，专用集成稳压电路稳压，单片机A/D转换器采样输入信号及基准电路，程序判断过压、欠压的正确性，专用磁保持继电器驱动电路，有效解决了过压欠压保护系统的功耗较大、不可靠、使用寿命短、一致性差问题。采用单片机控制，可实现比较电压任意设置。
附图说明
图1为电源电路图。
图2为取样电路图。
图3为单片机电路及输出电路图。
图4为磁保持继电器驱动电路图。
图5基于单片机的自复型过、欠压保护器软件流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细的说明。
本实用新型所述的过欠压保护器由电源电路、取样电路、单片机和磁保持继电器驱动电路组成。电源电路的输入端为市电进线端，输出端为单片机和磁保持继电器驱动电路；取样电路的输入端为市电进线端，输出端为单片机；单片机的输出端为磁保持继电器驱动电路。
如图1的电源电路中，市电经变压器TA1降压变成两组低电压，一组经DA1-DA4整流后，经CA2、CA3滤波供给专用稳压集成电路UA1，经稳压后再经CA4、CA5滤波，提供给单片机和磁保持继电器驱动电路中的稳定电源VCC1。
如图2的取样电路中，变压器的LAC1端提供的市电电压信号经DA5整流，CB8滤波，R1和R2组成分压电路，由ADIN端输出送给单片机的A/D转换输入端。另外，电压基准值通过稳压集成电路经可调电阻降压设定，从而可以方便设定。
如图3，单片机中，A/D转换输入端接到ADIN端送来的取样电压信号及基准值输入端，对电压信号进行A/D转换，与设定值进行比较。输出信号显示保护器状态及KK1、KK2信号给磁保持继电器驱动电路。
如图4，磁保持继电器能使电磁线圈中保持上次驱动脉冲所注入的磁场不变，在改变触点状态时加上200ms的反向脉冲；市电电压在安全范围内，KK1=0和KK2=1送出开KD1磁保持继电器信号,继电器触点NXIN和NXOUT接通,正常供电；市电电压过压或欠压，KK1=1和KK2=0送出关KD1磁保持继电器信号,继电器触点NXIN和NXOUT关断,停止供电。磁保持继电器KK1、KK2信号具体由单片机的P2.2、P2.3发出控制信号，P2.3为高电平时线圈中有正向电流，P2.2为高电平时线圈中有反向电流。驱动电路由R21、R45、R46、R47、R48、R49、R50、R51、PNP三极管Q1、Q4，三极管Q5、Q6、Q7、Q8组成。KD1为电磁线圈。
当P2.3=1、P2.2=0时三极管Q4、Q7、Q8导通，而Q1、Q5、Q6截止。流经L的电流方向为+12V→Q4的E极→Q4的C极→线圈的A端→线圈的B端→Q7的C极→Q7的E极→地，继电器触点接通；当P2.3=0、P2.2=1时三极管Q4、Q7、Q8截止，而Q1、Q5、Q6导通。流经L的电流方向为+12V→Q1的E极→Q1的C极→线圈的B端→线圈的A端→Q6的C极→Q6的E极→地，继电器触点断开。
单片机软件程序在每次启动时先读入初始设定值，然后读取基准电压和采样电路电压信号，进行实时比较，过、欠压时可发出相应信号给驱动电路和显示电路，便于观察和判断。同时，单片机循环扫描采样电压信号，在过、欠压断电后，一旦电压恢复正常，即可自动完成判断，送出接通信号，使磁继电器状态恢复接通，实现自恢复供电功能。具体流程参见图5所示。
本实用新型在正常运行工作中的具体判断流程是：
（1）当市电电压在设定的范围之内时，LED1端输出低电平点亮DC2表示市电电压正常，同时由KK1和KK2送出开KD1磁保持继电器信号，用户可正常用电。
（2）当市电电压低于设定的低电压时，LED2端输出1HZ低电平DC2闪亮表示市电电压欠压，同时由KK1和KK2送出关KD1磁保持继电器信号关闭市电。
（3）当市电电压高于设定的高电压时，LED2端输出低电平点亮DC2表示市电电压过压，同时由KK1和KK2送出关KD1磁保持继电器信号关闭市电。
（4）当由于过压或欠压关断KD1后，单片机可按设定的时间周期对市电电压进行检测，当市电电压恢复正常后由KK1和KK2送出开KD1磁保持继电器信号，用户可正常用电。
本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (3)

1.一种基于单片机的自复式过、欠压保护器，其特征在于：
所述的保护器由电源电路、取样电路、单片机和磁保持继电器驱动电路组成；
所述的电源电路的输入端为市电进线端，输出端为单片机和磁保持继电器驱动电路；
所述的取样电路的输入端为市电进线端，输出端为单片机；
所述的单片机的输出端为磁保持继电器驱动电路；
所述的单片机对取样电压过、欠压情况进行判断。
2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的自复式过、欠压保护器，其特征在于：
所述的电源电路中，市电经变压器TA1降压变成两组低电压，一组经整流二极管DA1-DA4整流后，经滤波器CA2、CA3滤波供给专用稳压集成电路UA1，经稳压后再经滤波器CA4、CA5滤波，提供给单片机和磁保持继电器驱动电路中的稳定电源VCC1。
3.根据权利要求1所述的一种基于单片机的自复式过、欠压保护器，其特征在于：
所述的取样电路中，变压器的LAC1端提供的市电电压信号经整流二极管DA5整流，滤波器CB8滤波，电阻R1和R2组成分压电路，由ADIN端输出送给单片机的A/D转换输入端。
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