CN203086113U - 一种可设置保护阈值的保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可设置保护阈值的保护电路，包括人机交互模块、微处理器、滤波跟随电路、反相电路、采样调理电路、比较电路和保护电路，本实用新型可由软件设置保护阈值，并通过硬件电路转换为硬件比较电平，可以灵活地设置保护电路的保护点，使得硬件保护方案具有灵活性、可靠性、可移植性，微处理器采用闭环控制比较电路的输入参考电平，提高保护精度。

Description

一种可设置保护阈值的保护电路

技术领域

本实用新型涉及一保护电路，尤其是一种应用于变流器的可软件设置保护阈值的保护电路。 

背景技术

为保证变流器保护的实时性，变流器对于关键信号一般设置硬件保护。硬件保护参考电平一般采用电阻分压的方式来设定，常见的电阻分压方式有电阻串联分压、电阻与电位器串联分压两种方式。 

电阻串联分压的方式，参考电平固定，即固定了过流保护值，使得过流保护值无法灵活调整；电阻与电位器串联分压的方式，虽然可以通过电位器调整过流保护值，但是电位器的阻值易受外界环境的影响而改变，使得保护电路的可靠性大大降低。 

上述两种方案中参考比较电平确定，随着输入信号的调整，过流保护点也会相应变化，因此输入信号采样调理电路改变时，硬件保护电路也需相应改变，兼容性以及移植性较差，不利于系统的标准化。且硬件保护电路保护点受器件差异的影响，总是存在一定的偏差，降低了硬件保护的精度。 

实用新型内容

鉴于上述技术的不足，本实用新型提供一种可设置保护阈值的保护电路。 

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：构造一种可软件设置保护阈值的保护电路，包括一保护电路，其特征在于：还包括人机交互模块、微处理器、滤波跟随电路、反相电路、采样调理电路、比较电路；所述微处理器一输入端连接所述人机交互模块输出端，所述微处理器输出端连接至滤波跟随电路；所述滤波跟随电路的输出端连接至微处理器另一输入端、反相电路输入端和比较电路正参考电平输入端；所述反相电路输出端接至比较电路负参考电平输入端；所述采样调理电路输入端接输入信号，采样调理电路输出端连接至比较电路第三输入端；所述比较电路输出端接至保护电路。 

在本实用新型一实施例中，所述滤波跟随电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第一比较器；所述第一电阻的一端连接微处理器的输出端，第一电阻的另一端连接至第二电阻的一端和第一电容的一端；所述第一电容的另一端接地；所述第二电阻的另一端连接至第一比较器的正输入端，所述第一比较器的负输入端连接第三电阻的一端；所述第一比较器的输出端和所述第三电阻的另一端作为该滤波跟随电路的输出端连接至所述反相电路。 

在本实用新型一实施例中，所述反相电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻和第二比较器；所述第四电阻的一端连接滤波跟随电路的输出端，第四电阻的另一端连接至第二比较器的负输入端和第五电阻的一端，所述第二比较器的正输入端经第六电阻接地；所述第五电阻的另一端接至第二比较器的输出端，并作为反相电路的输出端。 

在本实用新型一实施例中，所述比较电路包括第三比较器、第四比较器和第七电阻，所述第三比较器正输入端为所述比较电路正参考电平输入端，第三比较器负输入端接至第四比较器正输入端并连接采样调理电路输出信号，所述第四比较器负输入端为比较电路负参考电平输入端，第四比较器输出端连接第三比较器输出端且连接至第七电阻一端，所述第七电阻另一端为比较电路输出端。 

在本实用新型一实施例中，所述人机交互模块是一触摸屏。 

本实用新型通过触摸屏设置保护阈值参数，并由硬件电路将此参数转换为比较电路的参考电平，微处理器通过软件控制保证了此参考电平的稳定，输入信号经过采样调理电路进行滤波、放大(或缩小)至合适的范围后，与比较电路参考电平作比较，当采样调理电路输出信号超过参考电平时，比较电路输出相应故障信号，触发保护电路进行保护动作。 

与现有技术相比，本实用新型有益效果体现在： 

（1）可采用软硬件相结合的方式，由软件设置保护阈值，通过硬件电路转换为硬件比较参考电平，可以灵活地设置保护电路的保护点，提高了保护电路的灵活性、可靠性与可移植性。

（2）微处理器采用闭环控制输出信号，保证了比较电路比较基准的稳定，提高了保护电路保护点的精度。 

附图说明

图1是一种可软件设置保护阈值的保护电路的原理框图。 

图2是实施例中的滤波跟随电路和比较电路的电路图。 

图3是实施例中的比较电路的电路图。 

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本实用新型作进一步详细说明。 

如图1所示，一种可设置保护阈值的保护电路，包括人机交互模块（本实施例采用触摸屏1）、微处理器2、滤波跟随电路3、反相电路4、输入信号5、采样调理电路6、比较电路7和保护电路8，其特征在于，所述微处理器1一输入端连接所述触摸屏2输出端，所述微处理器2输出端连接至滤波跟随电路3，所述滤波跟随电路3输出端连接至微处理器1另一输入端、反相电路4输入端和比较电路，所述反相电路4输出端接至比较电路7负参考电平输入端，所述采样调理电路6接输入信号5，采样调理电路6输出端连接至比较电路7第三输入端V，所述比较电路7输出端接至保护电路8。 

在本实施例中，如附图2所示，滤波跟随电路3包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1和第一比较器IC1，所述第一电阻R1的一端连接微处理器2的输出端，第一电阻R1的另一端连接至第二电阻R2的一端和第一电容C1的一端，所述第一电容C2的另一端接地，所述第二电阻R2的另一端连接至第一比较器IC1的正输入端，所述第一比较器IC1的负输入端连接第三电阻R3的一端，第一比较器IC1的输出端连接至反相电路4，所述第三电阻R3另一端为滤波跟随电路3的输出端。 

在本实施例中，反相电路4包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第二比较器IC2，所述第四电阻R4的一端连接滤波跟随电路，第四电阻R4的另一端连接至第二比较器IC2的负输入端和第五电阻R5的一端，所述第二比较器IC2的正输入端连接至第六电阻R6的一端，所述第六电阻R6的另一端接地，所述第五电阻R5的另一端接至第二比较器IC2的输出端且为反相电路4的输出端。 

在本实施例中，如附图3所示，比较电路7包括第三比较器IC3、第四比较器IC4、第七电阻R7，所述第三比较器IC3正输入端为所述比较电路7正参考电平输入端，第三比较器IC3负输入端接至第四比较器IC4正输入端并连接采样调理电路6输出信号，所述第四比较器IC4负输入端为比较电路7负参考电平输入端，第四比较器IC4输出端连接第三比较器IC3输出端且连接至第七电阻R7一端，所述第七电阻R7另一端为比较电路7输出端。 

本实用新型的一种可软件设置保护阈值的保护电路，其具体工作原理如下： 

根据实际需要通过触摸屏1设置硬件保护参数，触摸屏1将此参数通过通信发送到微处理器2。微处理器2根据与此参数对应的设定值及滤波跟随电路3反馈的硬件保护参考电平值闭环控制输出硬件保护电平参考值，并调制为PWM脉冲输出，PWM脉冲经过滤波跟随电路3产生一正直流电平，作为比较电路7的正参考电平Vref+，反相电路4将滤波跟随电路3输出的正直流电平反相，得到一幅值与此正直流电平相同的负直流电平，作为比较电路7的负参考电平Vref-。实际输入的电压信号或者电流信号或者频率信号或者温度信号，经采样调理电路6进行滤波、放大(或缩小)等处理，转换为能够满足微处理器或A/D转换芯片输入要求的电压信号V，此电压信号V与比较电路的参考值进行比较，当其超过参考值范围时，比较电路7输出相应故障信号，触发保护电路8进行保护动作，也可以将此故障信号输入微处理器2，由微处理器2检测并识别出此故障状态，进行进一步软件保护。本实用新型中的保护电路8为现有技术，即接收到触发信号(高电平或低电平信号)，便执行保护动作的保护电路。

滤波跟随电路3输出的直流电平会由于电源或硬件本身的影响而出现偏移，造成与触摸屏1所设置保护参数之间存在偏差，影响比较电路基准的稳定性。在本方案中，将此直流电平作为反馈值输入微处理器2，微处理器2通过软件实现无差闭环控制，使滤波跟随电路3输出的直流电平与设置阈值保持一致，进而保证了比较电路基准的稳定性，提高了保护电路的精度。 

上列较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (5)

1.一种可设置保护阈值的保护电路，包括一保护电路，其特征在于：还包括人机交互模块、微处理器、滤波跟随电路、反相电路、采样调理电路、比较电路；所述微处理器一输入端连接所述人机交互模块输出端，所述微处理器输出端连接至滤波跟随电路；所述滤波跟随电路的输出端连接至微处理器另一输入端、反相电路输入端和比较电路正参考电平输入端；所述反相电路输出端接至比较电路负参考电平输入端；所述采样调理电路输入端接输入信号，采样调理电路输出端连接至比较电路第三输入端；所述比较电路输出端接至保护电路。

2.根据权利要求1所述的一种可设置保护阈值的保护电路，其特征在于：所述滤波跟随电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第一比较器；所述第一电阻的一端连接微处理器的输出端，第一电阻的另一端连接至第二电阻的一端和第一电容的一端；所述第一电容的另一端接地；所述第二电阻的另一端连接至第一比较器的正输入端，所述第一比较器的负输入端连接第三电阻的一端；所述第一比较器的输出端和所述第三电阻的另一端作为该滤波跟随电路的输出端连接至所述反相电路。

3.根据权利要求1或2所述的一种可设置保护阈值的保护电路，其特征在于：所述反相电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻和第二比较器；所述第四电阻的一端连接滤波跟随电路的输出端，第四电阻的另一端连接至第二比较器的负输入端和第五电阻的一端，所述第二比较器的正输入端经第六电阻接地；所述第五电阻的另一端接至第二比较器的输出端，并作为反相电路的输出端。

4.根据权利要求1或2所述的一种可设置保护阈值的保护电路，其特征在于：所述比较电路包括第三比较器、第四比较器和第七电阻，所述第三比较器正输入端为所述比较电路正参考电平输入端，第三比较器负输入端接至第四比较器正输入端并连接采样调理电路输出信号，所述第四比较器负输入端为比较电路负参考电平输入端，第四比较器输出端连接第三比较器输出端且连接至第七电阻一端，所述第七电阻另一端为比较电路输出端。

5.根据权利要求1所述的一种可设置保护阈值的保护电路，其特征在于：所述人机交互模块是一触摸屏。

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