CN203056577U

CN203056577U - 通用型开关量采集电路

Info

Publication number: CN203056577U
Application number: CN 201320078162
Authority: CN
Inventors: 郭锋
Original assignee: ZHEJIANG NANRUI ELECTRIC POWER AUTOMATION CO Ltd
Current assignee: Naho Electric Power Technology Co ltd
Priority date: 2013-02-20
Filing date: 2013-02-20
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2023-02-20

Abstract

本实用新型提供一种通用型开关量采集电路，在电压正极和电压负极之间依次串联有外部开关量K、电阻R1和光电耦合器，所述光电耦合器的两端并联设置有电阻R2，输入电源经光电耦合器的光敏二极管与微处理器MCU连接，所述光电耦合器为双极性光电耦合器，在所述双极性光电耦合器和微处理器MCU之间设置有滤波电路。解决了现有技术中的中间继电器采集开关量的实时性较差、返回值大且线圈易损坏，普通光电耦合器采集电路易损坏、去抖动能力差、不适用于交流电源和采集距离短等技术问题，提供了一种去抖动能力强、交直流通用且采集距离远的通用型开关量采集电路，适用于AC110V、220V，DC110V、220V供电的电路中。

Description

通用型开关量采集电路

技术领域

本实用新型涉及电子技术、仪器仪表领域，特别是涉及一种电力系统的继电保护电路。

背景技术

随着电子电力技术的发展，电力装置的应用日益广泛。在电力自动化装置中，开关量采集的应用非常普遍。现有技术中的开关量采集电路通过中间继电器采集开关量，或者通过光电耦合器采集开关量，存在实时性差或者容易出现故障的问题，为此，中国专利文献CN202586326中公开了一种开关量采集电路，如图1所示，在电压输入端和电压输出端之间依次串接有开关K、电阻R1、电阻R2和光电耦合器的发光二极管，电源输入端经光电耦合器U的光敏二极管分别与微处理器MCU和电阻R4连接，所述电阻R4的另一端接地，该采集电路还包括电感器L和电阻R3，所述电感器L连接在电压输入端与开关K之间，所述电阻R3的一端连接在电阻R1与R2之间，其另一端与光电耦合器的发光二极管负极端连接。该方案中公开的开关量采集电路，当外部开关量K接通时，电流由电源正极V+通过R1限流后，经R2到光电耦合器内部发光二极管至电源负极V-，形成回路，点亮光电耦合器内部发光二极管。光电耦合器内部光敏二极管受光照后导通，信号送至MCU；当受到浪涌电压和工频干扰信号干扰时，电感器L可以抑制干扰信号的涌入，R3对反向浪涌电压和工频干扰信号的负半波进行泄放。但是，在该公开的开关量采集电路，只适用直流电压，此外，该开光量采集电路的采集距离较短，一般在20米以内，并且，当受到到外部干扰或外部开关量抖动时容易造成检测错误。

实用新型内容

为此，本发明所要解决的技术问题是现有技术中的中间继电器采集开关量的实时性较差、返回值大且线圈易损坏，普通光电耦合器采集电路易损坏、去抖动能力差、不适用于交流电源和采集距离短等缺陷，本实用新型提供一种去抖动能力强、交直流通用且采集距离远的通用型开关量采集电路。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种通用型开关量采集电路，在电压正极和电压负极之间依次串联有外部开关量K、电阻R1和光电耦合器，所述光电耦合器的两端并联设置有电阻R2，输入电源经光电耦合器的光敏二极管与微处理器MCU连接，所述光电耦合器为双极性光电耦合器，在所述双极性光电耦合器和微处理器MCU之间设置有滤波电路。

在所述输入电源和所述光电耦合器之间设置有电阻R3.

所述电阻R3与所述微处理器MCU通过电阻R4连接。

所述滤波电路包括滤波电容。

所述双极性光电耦合器的输出端接地。

所述微处理器MCU内设置有去抖动模块。

本实用新型所述的通用型开关量采集电路具有以下优点：

1、本实用新型所述的通用型开关量采集电路，包括电阻R1、R2、光电耦合器以及微处理器，所述光电耦合器为双极性光电耦合器，在所述双极性光电耦合器和微处理器MCU之间设置有滤波电路，由于采用了双极性光电耦合器，该电路可使用交流电源采集外部开关量，当受到浪涌电压和工频干扰信号干扰时，双极性光电耦合器对正负极性干扰都能有效通过，而不会损坏元件。此外，通过滤波电路滤波后再与MCU连接，提高了线路的稳定性，同时解决了中间继电器采集开关量的实时性较差、返回值大且线圈易损坏的缺陷，以及普通光电耦合器采集电路易损坏和去抖动能力差的缺陷，提高了微机保护装置开关量采集电路对工频干扰、浪涌、快速瞬变的抗干扰能力，此外，该电路适用于AC110V、220V，DC110V、220V供电的电路中，提高了装置的通用性。

2、本实用新型所述的通用型开关量采集电路，所述微处理器MCU内设置有去抖动模块，采用软件去抖动的方式，提高了开关量采集的准确性和稳定性，防止了开关量采集的抖动现象，在实际应用中没有出现开关误判的的情况，并且将开关量采集的距离提高到200米，解决了现有技术中开关量采集电路采集距离短的问题。

附图说明

图1是现有技术中的开关量采集电路；

图2是本实用新型所述的通用型开关量采集电路。

具体实施方式

下面给出本实用新型所述的通用型开关量采集电路的一个具体的实施方式，所述通用型开关量采集电路，如图2所示，在电压正极V+和电压负极V-之间依次串联有外部开关量K、电阻R1和光电耦合器U，所述光电耦合器U的两端并联设置有电阻R2，输入电源Vcc经光电耦合器U的光敏二极管与微处理器MCU连接，所述光电耦合器U为双极性光电耦合器，在所述双极性光电耦合器和微处理器MCU之间设置有滤波电路，此处的滤波电路为RC滤波电容。在所述输入电源Vcc和所述光电耦合器之间设置有电阻R3，所述电阻R3与所述微处理器MCU通过电阻R4连接，所述双极性光电耦合器的输出端接地。

为了进一步提高去抖动能力，在所述微处理器MCU内设置有去抖动模块。

上述通用型开关量采集电路的原理如下：

当外部开关量K接通时，电流由电压正极V+通过电阻R1限流后，经电阻R2和光电耦合器U内部发光二极管至电压负极V-，形成回路，点亮光电耦合器内部发光二极管；光电耦合器内部光敏二极管受光照后导通，信号经RC滤波（电容C）后送至MCU；由于采用了双极性光电耦合器（如PC814），该电路可使用交流电源或直流电源采集外部开关量。当受到浪涌电压和工频干扰信号干扰时，双极性光电耦合器对正负极性干扰都能有效通过，而不会损坏元件。因此，本实用新型所述的通用型开关量采集电路提高了对工频干扰、浪涌、快速瞬变的抗干扰能力。

此外，所述微处理器MCU内设置有去抖动模块。采用软件去抖动的方式：软件程序中定时扫描光电耦合器U与MCU的连接引脚，如果检测到低电平，扫描程序启动MCU定时器（定时器设置为1ms中断一次）开始计数累加，当累计到20ms后，程序认定有开入信号输入给MCU，当扫描程序检测到MCU引脚高电平，程序认定无开入信号输入。这样，采用软件去抖动的方式，提高了开关量采集的准确性和稳定性。

本实用新型所述的通用型开关量采集电路，有效防止了开关量采集的抖动现象，并将开关量采集的距离提高到200米，该电路适用于AC110V、220V，DC110V、220V供电的电路中，提高了装置的通用性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims

1.一种通用型开关量采集电路，在电压正极和电压负极之间依次串联有外部开关量K、电阻R1和光电耦合器，所述光电耦合器的两端并联设置有电阻R2，输入电源经光电耦合器的光敏二极管与微处理器MCU连接，其特征在于：所述光电耦合器为双极性光电耦合器，在所述双极性光电耦合器和微处理器MCU之间设置有滤波电路。

2.根据权利要求1所述的通用型开关量采集电路，其特征在于：在所述输入电源和所述光电耦合器之间设置有电阻R3。

3.根据权利要求2所述的通用型开关量采集电路，其特征在于：所述电阻R3与所述微处理器MCU通过电阻R4连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的通用型开关量采集电路，其特征在于：所述滤波电路包括滤波电容。

5.根据权利要求4所述的通用型开关量采集电路，其特征在于：所述双极性光电耦合器的输出端接地。

6.根据权利要求1所述的通用型开关量采集电路，其特征在于：所述微处理器MCU内设置有去抖动模块。