CN203337727U - 一种剩余电流信号调理电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种剩余电流信号调理电路，包括：电源信号过零检测单元；剩余电流信号检测单元；微控制器单元MCU；其中，所述的剩余电流信号检测单元和所述的电源信号过零检测单元均与所述的微控制器单元MCU相连接。本实用新型提供的一种剩余电流信号调理电路不但能精确可靠地检测出总的剩余电流值，而且能可靠有效地识别剩余电流发生的在A、B、C中的哪一相，具有相位识别功能，大大减少了检修人员的工作量，提高工作效率，同时减少了停电时间，满足用户供电连续性的要求，同时电子线路设计简单、电磁兼容特性强，更加符合客户的实际需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种信号调理电路，更具体地说，涉及一种剩余电流信号调理电路。
背景技术
随着我国工业和民用建筑的快速发展，以及对供配电安全的要求越来越高，剩余电流动作断路器得到普遍推广和应用。现有技术中，剩余电流动作断路器的剩余电流信号调理电路只能识别总的剩余电流值，不能识别剩余电流具体发生在A、B、C中的哪一相。由于剩余电流通常发生在单相，一旦发生剩余电流故障而导致大面积停电。检修时需要对A、B、C三相同时进行排查，大大增加了检修人员的工作量、同时效率低，导致停电时间长，影响用户供电连续性的要求。特别是在农村电网中由于线路长，用电分散，且多分布在山区，检修工作量更大、效率更低，更加影响用户对供电连续性的要求。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述无法分辨具体哪一相发生故障而导致检修人员的工作量大、效率低、停电时间长而影响用户供电连续性的缺陷，提供一种剩余电流信号调理电路，包括：
电源信号过零检测单元；
剩余电流信号检测单元；
微控制器单元MCU；
其中，所述的剩余电流信号检测单元和所述的电源信号过零检测单元均与所述的微控制器单元MCU相连接。
进一步地，所述的电源信号过零检测单元由变压器T1，电阻R1、R2、R3，稳压二极管D1和运算放大器U1A组成，其输出端和具有中断功能的输入输出IN/OUT模块连接，输入端可以随意选择UA和UN、UB和UN、UC和UN任意一相供电电源。
进一步地，所述的微控制器单元MCU包括模数转换模块，定时器模块和具有中断功能的输入输出IN/OUT模块。
进一步地，所述的剩余电流信号检测单元包括剩余电流放大单元、剩余电流精密整流单元和剩余电流过零识别单元。
进一步地，所述的剩余电流放大单元由采样电阻R1跨接在零序电流互感器的输出端VIN和GND之间，二极管D1、D2组成差模电压保护电路，其和电阻R1并联连接，电阻R2、R4组成剩余电流放大单元的增益，电阻R3的一端和运算放大器U1A的同相输入端连接，其另一端和二极管D2的阴极连接，电容C1和电阻R4并联。
进一步地，所述的剩余电流精密整流单元由电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10，二极管D3、D4、D5、D6和运算放大器U1B、U1C组成，其输出端AD1和微控制器单元MCU的模数转换模块连接完成剩余电流有效值的测量和计算。
进一步地，所述的剩余电流过零识别单元由运算放大器U1D，电阻R11、R12，滤波电容C2和晶体管Q1，其输出端和微控制器单元MCU的具有中断功能的输入输出模块IN/OUT连接。
进一步地，所述电源信号过零检测单元的输出信号为供电电源电压的基准方波信号；所述剩余电流过零识别单元的输出信号为剩余电流的方波信号。
实施本实用新型的一种剩余电流信号调理电路，具有以下有益效果：不但能精确可靠地检测出总的剩余电流值，而且能可靠有效地识别剩余电流发生的在A、B、C中的哪一相，具有相位识别功能，大大减少了检修人员的工作量，提高工作效率，同时减少了停电时间，满足用户供电连续性的要求，同时电子线路设计简单、电磁兼容特性强，更加符合客户的实际需求。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是现有技术中剩余电流信号调理电路原理图；
图2本实用新型剩余电流信号调理电路原理框图；
图3本实用新型剩余电流信号检测单元电路原理图；
图4本实用新型电源信号过零检测单元电路原理图；
图5是本实用新型电剩余电流信号检测单元的输出波形示意图；
图6是本实用新型剩余电流信号相位识别原理图。
具体实施方式
请参阅图1，为是现有技术中剩余电流信号调理电路原理图。
请参阅图2，为本实用新型剩余电流信号调理电路原理框图。如图2所示，本实用新型剩余电流信号调理电路包括：电源信号过零检测单元；剩余电流信号检测单元；微控制器单元MCU；其中，所述的剩余电流信号检测单元和所述的电源信号过零检测单元均与所述的微控制器单元MCU相连接。微控制器单元包括模数转换模块，定时器模块和具有中断功能的输入输出IN/OUT模块组成。
请参阅图3，为本实用新型剩余电流信号检测单元电路原理图。如图3所示，剩余电流放大单元由采样电阻R1跨接在零序电流互感器的输出端VIN和GND之间，二极管D1、D2组成差模电压保护电路，其和电阻R1并联连接，电阻R2、R4组成剩余电流放大单元的增益，电阻R3的一端和运算放大器U1A的同相输入端连接，其另一端和二极管D2的阴极连接，电容C1和电阻R4并联；剩余电流精密整流单元由电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10，二极管D3、D4、D5、D6和运算放大器U1B、U1C组成，其输出端AD1和微控制器单元(MCU)的模数转换模块连接完成剩余电流有效值的测量和计算；剩余电流过零识别单元由运算放大器U1D，电阻R11、R12，滤波电容C2和晶体管Q1，其输出端和微控制器单元(MCU)的具有中断功能的输入输出模块IN/OUT连接。
请参阅图4，为本实用新型电源信号过零检测单元电路原理图。如图4所示，电源信号过零检测单元由变压器T1，电阻R1、R2、R3，稳压二极管D1和运算放大器U1A组成，其输出端和具有中断功能的输入输出IN/OUT模块连接，输入端可以随意选择UA和UN、UB和UN、UC和UN任意一相供电电源。
请参阅图5，为本实用新型电剩余电流信号检测单元的输出波形示意图。如图5所示，通过剩余电流过零识别单元完成过零点的检测，由过零点开始采样和计算剩余电流的有效值，确保剩余电流测量和计算的准确性；微控制器单元MCU具有中断功能的输入输出IN/OUT模块，包括用于接收电源信号过零检测单元的第一输入输出端IN/OUT和用于接收剩余电流过零识别单元的第二输入输出端IN/OUT，所述接收电源信号过零检测单元的输出信号为供电电源电压的基准方波信号，所述剩余电流过零识别单元的输出信号为剩余电流的方波信号；定时器模块完成记录所述第一输入输出端IN/OUT接收到所述供电电源电压的基准方波和所述第二输入输出端IN/OUT接收到所述剩余电流的方波信号的上升沿或者下降沿的时间差。
请参阅图6，为本实用新型剩余电流信号相位识别原理图。如图6所示，通过公式φ＝2πt/T计算。T为工频周期，t为电源信号过零检测单元输出启动计时和剩余电流过零识别单元输出停止计时。
通过采用本实用新型，具有以下有益效果：一、精确可靠地检测出总的剩余电流值；二、可靠有效地识别剩余电流发生的在A、B、C中的哪一相，具有相位识别功能；三、大大减少了检修人员的工作量，提高工作效率，同时减少了停电时间，满足用户供电连续性的要求；四、电子线路设计简单、电磁兼容特性强，符合客户的实际需求。
本实用新型是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在不脱离本实用新型范围时，可进行各种变化和等同替换。此外，为适应本实用新型技术的特定场合，可对本实用新型进行诸多修改而不脱离其保护范围。因此，本实用新型并不限于在此公开的特定实施例，而包括所有落入到权利要求保护范围的实施例。
Claims (8)
1.一种剩余电流信号调理电路，其特征在于，包括供电电源电压输入VIN，其特征在于，还包括：
电源信号过零检测单元；
剩余电流信号检测单元；
微控制器单元MCU；
其中，所述的剩余电流信号检测单元和所述的电源信号过零检测单元均与所述的微控制器单元MCU相连接。
2.根据权利要求1所述的一种剩余电流信号调理电路，其特征在于，所述的电源信号过零检测单元由变压器T1，电阻R1、R2、R3，稳压二极管D1和运算放大器U1A组成，其输出端和具有中断功能的输入输出IN/OUT模块连接，输入端可以随意选择UA和UN、UB和UN、UC和UN任意一相供电电源。
3.根据权利要求1所述的一种剩余电流信号调理电路，其特征在于，所述的微控制器单元MCU包括模数转换模块，定时器模块和具有中断功能的输入输出IN/OUT模块。
4.根据权利要求1所述的一种剩余电流信号调理电路，其特征在于，所述的剩余电流信号检测单元包括剩余电流放大单元、剩余电流精密整流单元和剩余电流过零识别单元。
5.根据权利要求4所述的一种剩余电流信号调理电路，其特征在于，所述的剩余电流放大单元由采样电阻R1跨接在零序电流互感器的输出端VIN和GND之间，二极管D1、D2组成差模电压保护电路，其和电阻R1并联连接，电阻R2、R4组成剩余电流放大单元的增益，电阻R3的一端和运算放大器U1A的同相输入端连接，其另一端和二极管D2的阴极连接，电容C1和电阻R4并联。
6.根据权利要求4所述的一种剩余电流信号调理电路，其特征在于，所述的剩余电流精密整流单元由电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10，二极管D3、D4、D5、D6和运算放大器U1B、U1C组成，其输出端AD1和微控制器单元MCU的模数转换模块连接完成剩余电流有效值的测量和计算。
7.根据权利要求4所述的一种剩余电流信号调理电路，其特征在于，所述的剩余电流过零识别单元由运算放大器U1D，电阻R11、R12，滤波电容C2和晶体管Q1，其输出端和微控制器单元MCU的具有中断功能的输入输出模块IN/OUT连接。
8.根据权利要求1至7任一项权利要求所述的剩余电流信号调理电路，其特征在于，所述电源信号过零检测单元的输出信号为供电电源电压的基准方波信号；所述剩余电流过零识别单元的输出信号为剩余电流的方波信号。
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| CN2013204195480U CN203337727U (zh) | 2013-07-15 | 2013-07-15 | 一种剩余电流信号调理电路 |
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| CN2013204195480U CN203337727U (zh) | 2013-07-15 | 2013-07-15 | 一种剩余电流信号调理电路 |
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Family Applications (1)
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| CN2013204195480U Expired - Fee Related CN203337727U (zh) | 2013-07-15 | 2013-07-15 | 一种剩余电流信号调理电路 |
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| CN (1) | CN203337727U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103364628A (zh) * | 2013-07-15 | 2013-10-23 | 长城电器集团有限公司 | 一种剩余电流信号调理电路 |
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2013
- 2013-07-15 CN CN2013204195480U patent/CN203337727U/zh not_active Expired - Fee Related
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