CN204947569U - 感性负载低电压保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种感性负载低电压保护电路，属于感性负载低电压保护领域，为解决现有技术准确性差等问题而设计。本实用新型感性负载低电压保护电路至少包括直流电源输出单元、处理器单元、低电压过流检测单元、以及脱扣器驱动单元；直流电源输出单元分别为处理器单元和低电压过流检测单元提供电源；处理器单元用于控制保护电路的运作过程；低电压过流检测单元用于检测低电压过流的电磁噪声特性和参考波形；脱扣器驱动单元用于在条件满足时切断其所带负载的电源。本实用新型感性负载低电压保护电路使用方便，适用范围广，可靠性更高。

Description

感性负载低电压保护电路

技术领域

本实用新型涉及感性负载低电压保护领域，尤其涉及一种感性负载低电压保护电路。

背景技术

回路传输阻抗会导致低电压引起感性负载空调压缩机造成恶劣事故。鉴于回路传输阻抗问题主要出现在回路连接端子、接头、插座以及回路中的激磁特性的负载上，因而出现的问题都归类为连接端子或接头或插座或激磁特性的负载的本身问题。

当回路传输阻抗增大到激磁负载需求的最小回路阻抗时,激磁负载进入过载运行状态,对激磁负载寿命影响极大。空调整机的可靠性会因回路传输阻抗过高分压使激磁负载发生低电压过载失效,降低了可靠性。另外，低电压引起感性负载的过电流会造成端子接触不良、插头和插座接触不良进而发生火灾。

目前低电压保护通常采用侦测过电流和电源端电压跌落两种保护方式。主要缺陷是：1、原侦测过电流的低压保护受电流互感器磁饱和问题和电流互感器精度问题的影响，使原有低电压保护出现保护失效或误动作的可靠性问题；2、原侦测电源端电压跌落的低电压保护对检测点前端的电压跌落有效，而对检测点后端的接触不良造成回路阻抗过大的电压跌落是无能为力的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种可靠性更高的感性负载低电压保护电路。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种感性负载低电压保护电路，所述保护电路至少包括直流电源输出单元、处理器单元、低电压过流检测单元、以及脱扣器驱动单元；所述直流电源输出单元分别为所述处理器单元和低电压过流检测单元提供电源；所述处理器单元用于控制所述保护电路的运作过程；所述低电压过流检测单元用于检测低电压过流的电磁噪声特性和参考波形；所述脱扣器驱动单元用于在条件满足时切断其所带负载的电源；其中，所述低电压过流检测单元至少包括设置有作为低电压过流检测的电流互感器的两个输出引脚的第三端子XOO3，所述第三端子XOO3的第一引脚分别连接至检测单元第一电容C31的第一端和检测单元第一电阻R31的第一端；所述第三端子XOO3的第二引脚连接至低电平；所述检测单元第一电容C31的第二端连接至检测单元第一二极管D31的阳极；所述第一二极管D31的阴极分别连接至检测单元第二电容C32的第一端、检测单元第二电阻R32的第一端以及所述处理器单元的第四管脚P1.2；检测单元第二电容C32的第二端和检测单元第二电阻R32的第二端连接至低电平；形成低电压过流的电磁噪声特性检测电路；检测单元第一电阻R31的第二端连接至第二二极管D32的阳极，所述第二二极管D32的阴极分别连接至检测单元第三电阻R33的第一端、检测单元第三电容C33的第一端、以及检测单元第四电阻R34的第一端；检测单元第四电阻R34的第二端分别连接至稳压二极管D33的阴极、检测单元第五电阻R35的第一端、以及所述处理器单元的第五管脚P1.3；所述检测单元第三电阻R33的第二端、所述检测单元第三电容C33的第二端、所述稳压二极管D33的阳极、以及所述检测单元第五电阻R35的第二端均连接至低电平；形成低电压过流检测的参考波形检测电路。

特别是，所述直流电源输出单元至少包括第一端子X001，所述第一端子X001的第二引脚通过火线分别连接至压敏电阻R10的第一端、电源单元第一电阻R11的第一端、电源单元第一电容C11的第一端、以及电源单元第二电阻R12的第一端，所述电源单元第二电阻R12的第二端通过火线连接至整流桥BG1的第一输入端；所述第一端子X001的第一引脚通过零线分别连接至所述压敏电阻R10的第二端、所述电源单元第一电阻R11的第二端、所述电源单元第一电容C11的第二端、以及所述整流桥BG1的第三输入端；所述整流桥BG1的第二输入端分别连接至电解电容C10的正极、电源单元第三电阻R13的第一端、电源单元第四电阻R14的第一端、电源单元第五电阻R15的第一端；所述电源单元第四电阻R14的第二端连接至发光二极管D11的阳极，所述电源单元第五电阻R15的第二端分别连接至高电平和稳压二极管D12的阴极；所述整流桥BG1的第四输入端分别连接至所述电解电容C10的负极、所述电源单元第三电阻R13的第二端、所述发光二极管D11的阴极、所述稳压二极管D12的阳极、以及低电平。

特别是，所述处理器单元为MSP430F2012。

特别是，脱扣器驱动单元至少包括可控硅BT1；所述可控硅BT1的控制极分别连接至驱动单元第一电阻R41的第一端和驱动单元第一电容C41的第一端；所述驱动单元第一电阻R41的第二端连接至所述处理器单元的第二管脚P1.0；所述驱动单元第一电容C41的第二端连接至所述可控硅BT1的阴极；所述可控硅BT1的阳极连接至脱扣器跳闸线圈TKQ的第一端，所述脱扣器跳闸线圈TKQ的第二端连接至脱扣器静触点D9；当脱扣器动触点TK＿L闭合时，所述脱扣器静触点D9与所述第一端子X001的第二引脚相连。

本实用新型感性负载低电压保护电路包括直流电源输出单元、处理器单元、低电压过流检测单元、以及脱扣器驱动单元，能利用通过高频采样电路的高频信号在故障大电流状态下高频信号在大电流磁场区域内被抑制，出现高频载波高次谐波减少或消失的现象，作为低电压过流保护。该保护电路使用方便，适用范围广，可靠性更高。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例一提供的低电压过流检测单元拓补图；

图2是本实用新型优选实施例一提供的直流电源输出单元拓补图；

图3是本实用新型优选实施例一提供的处理器单元拓补图；

图4是本实用新型优选实施例一提供的脱扣器驱动单元拓补图；

图5是本实用新型优选实施例一提供的可控硅BT1触发导通状态示意图；

图6是本实用新型优选实施例一提供的感性负载低电压保护方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

优选实施例一：

本优选实施例公开一种感性负载低电压保护电路。该保护电路至少包括直流电源输出单元、处理器单元、低电压过流检测单元、以及脱扣器驱动单元。其中，直流电源输出单元分别为处理器单元和低电压过流检测单元提供电源；处理器单元用于控制保护电路的运作过程；低电压过流检测单元用于检测低电压过流的电磁噪声特性和参考波形；脱扣器驱动单元用于在条件满足时切断其所带负载的电源。

如图1所示，低电压过流检测单元至少包括设置有作为低电压过流检测的电流互感器的两个输出引脚的第三端子XOO3，第三端子XOO3的第一引脚分别连接至检测单元第一电容C31的第一端和检测单元第一电阻R31的第一端；第三端子XOO3的第二引脚连接至低电平。

检测单元第一电容C31的第二端连接至检测单元第一二极管D31的阳极；第一二极管D31的阴极分别连接至检测单元第二电容C32的第一端、检测单元第二电阻R32的第一端以及处理器单元的第四管脚P1.2；检测单元第二电容C32的第二端和检测单元第二电阻R32的第二端连接至低电平；形成低电压过流的电磁噪声特性检测电路。

检测单元第一电阻R31的第二端连接至第二二极管D32的阳极，第二二极管D32的阴极分别连接至检测单元第三电阻R33的第一端、检测单元第三电容C33的第一端、以及检测单元第四电阻R34的第一端；检测单元第四电阻R34的第二端分别连接至稳压二极管D33的阴极、检测单元第五电阻R35的第一端、以及处理器单元的第五管脚P1.3；检测单元第三电阻R33的第二端、检测单元第三电容C33的第二端、稳压二极管D33的阳极、以及检测单元第五电阻R35的第二端均连接至低电平；形成低电压过流检测的参考波形检测电路。

通过在电流互感器的输出端接入一路高频分量检测电路对保护线路中所产生的高频噪声分量进行采样，在低电压过流产生前后电路中的高频噪声分量会发生不同的变化，检测得到所需信息；为了区分真伪(低电压过流引起的变化也有可能是不真的信号采样)，低电压过流故障检测是通过两个不同支路进行信号采样值，并进行比较后，才能做出真的判断。

如图2所示，直流电源输出单元至少包括第一端子X001，所述第一端子X001的第二引脚通过火线分别连接至压敏电阻R10的第一端、电源单元第一电阻R11的第一端、电源单元第一电容C11的第一端、以及电源单元第二电阻R12的第一端，电源单元第二电阻R12的第二端通过火线连接至整流桥BG1的第一输入端。

第一端子X001的第一引脚通过零线分别连接至压敏电阻R10的第二端、电源单元第一电阻R11的第二端、电源单元第一电容C11的第二端、以及整流桥BG1的第三输入端。

整流桥BG1的第二输入端分别连接至电解电容C10的正极、电源单元第三电阻R13的第一端、电源单元第四电阻R14的第一端、电源单元第五电阻R15的第一端；电源单元第四电阻R14的第二端连接至发光二极管D11的阳极，电源单元第五电阻R15的第二端分别连接至高电平和稳压二极管D12的阴极。

整流桥BG1的第四输入端分别连接至电解电容C10的负极、电源单元第三电阻R13的第二端、发光二极管D11的阴极、稳压二极管D12的阳极、以及低电平。

如图3所示，处理器单元的具体型号不限，优选为MSP430F2012。

如图4所示，脱扣器驱动单元至少包括可控硅BT1；可控硅BT1的控制极(g极)分别连接至驱动单元第一电阻R41的第一端和驱动单元第一电容C41的第一端；驱动单元第一电阻R41的第二端连接至处理器单元的第二管脚P1.0；驱动单元第一电容C41的第二端连接至可控硅BT1的阴极(k极)。

可控硅BT1的阳极(a极)连接至脱扣器跳闸线圈TKQ的第一端，脱扣器跳闸线圈TKQ的第二端连接至脱扣器静触点D9；当脱扣器动触点TK＿L闭合时，脱扣器静触点D9与所述第一端子X001的第二引脚相连。

如图5所示，触发指令由处理器单元的第二管脚P1.0发出、经驱动单元第一电阻R41给可控硅BT1的控制极(g极)提供触发尖脉冲，可控硅BT1触发导通，脱扣器的跳闸线圈TKQ的电路回路接通、并有直流电流流过跳闸线圈TKQ，脱扣器动作机构动作，使脱扣器完成脱扣跳闸，切断脱扣器所带负载的电源。

基于上述保护电路的感性负载低电压保护方法是通过高频采样电路得到的高频信号在大电流磁场区域内被抑制，以减少或消失高频载波高次谐波、进而形成低电压过流保护。

如图6所示，该保护方法包括下述步骤：

步骤1、初始化；

步骤2、判断200us中断标志是否为1，是则转至步骤3，否则转至步骤7；

步骤3、执行计时子程序，计时达到设定时间；

步骤4、执行200us中断响应子程序，200us中断标志清零；

步骤5、执行A/D转换子程序，完成对低电压过流的电磁噪声特性电弧采样和参考波形电弧采样的A/D转换；

步骤6、执行低电压过流保护子程序，所述处理器单元的第四管脚P1.2和第五管脚P1.3的计数均清零；

步骤7、判断低电压过流保护标志是否为1，是则转至步骤8，否则转至步骤9；

步骤8、脱扣器断开；

步骤9、转至步骤2。

其中，在步骤3中，计时子程序包括下述步骤：

步骤3.1、判断200μs中断次数是否大于四次，是则转至步骤3.2，否则转至步骤3.6；

步骤3.2、ms计时器的计时加1，200us中断次数清零；

步骤3.3、判断各类计时标志是否为1，是则转至步骤3.4，否则转至步骤3.5；

步骤3.4、计时器各自计时；

步骤3.5、判断ms计时器的计时是否大于999，是则转至步骤3.6，否则转至步骤3.7；

步骤3.6、时、分、秒计时器均计时；

步骤3.7、返回。

在步骤4中，200us中断响应子程序包括下述步骤：

步骤4.1、200μs中断次数加1；

步骤4.2、200μs中断标志置1；

步骤4.3、开中断；

步骤4.4、返回。

在步骤5中，A/D转换子程序包括下述步骤：

步骤5.1、选择采样通道；

步骤5.2、开始A/D转换；

步骤5.3、等待A/D转换完成；

步骤5.4、返回。

在步骤6中，低电压过流保护子程序包括下述步骤：

步骤6.1、设置3秒计数器；

步骤6.2、判断是否出现低电压过流保护，是则转至步骤6.12，否则转至步骤6.3；

步骤6.3、判定3ms计数器是否等于0，是则转至步骤6.6，否则转至步骤6.4；

步骤6.4、当处理器单元的第五管脚P1.3检测口处的电压大于200mV时第一计数器CNT1计数值加1，当处理器单元的第四管脚P1.2检测口处的电压大于200mV时第二计数器CNT2计数值加1，(若检测到脉冲，计数器只加1次。)

步骤6.5、判断第二计数器CNT2计数值是否小于2、且第一计数器CNT1计数值是否等于1，是则转至步骤6.10，否则转至步骤6.8；

步骤6.6、当处理器单元的第五管脚P1.3检测口处的电压大于200mV时第一计数器CNT1计数值加1，(若检测到脉冲，计数器只加1次。)

步骤6.7、转至步骤6.5；

步骤6.8、低电压过流计数器清零；

步骤6.9、判断第一计数器CNT1的计数值是否大于等于4，是则转至步骤6.12，否则转至步骤6.13；

步骤6.10、低电压过流计数器计数加1；

步骤6.11、转至步骤6.9；

步骤6.12、脱扣器脱扣；

步骤6.13、第一计数器CNT1计数值置0，第二计数器CNT2计数值置0；

步骤6.14、返回。

优选实施例二：

本优选实施例公开一种感性负载低电压保护电路，其结构与优选实施例一基本相同。该保护电路至少包括直流电源输出单元、处理器单元、低电压过流检测单元、以及脱扣器驱动单元。

不同之处在于：感性负载低电压保护电路的具体结构不限，能通过高频采样电路得到的高频信号在大电流磁场区域内被抑制、以减少或消失高频载波高次谐波、进而形成低电压过流保护即可。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (4)

1.一种感性负载低电压保护电路，其特征在于，所述保护电路至少包括直流电源输出单元、处理器单元、低电压过流检测单元、以及脱扣器驱动单元；所述直流电源输出单元分别为所述处理器单元和低电压过流检测单元提供电源；所述处理器单元用于控制所述保护电路的运作过程；所述低电压过流检测单元用于检测低电压过流的电磁噪声特性和参考波形；所述脱扣器驱动单元用于在条件满足时切断其所带负载的电源；

其中，所述低电压过流检测单元至少包括设置有作为低电压过流检测的电流互感器的两个输出引脚的第三端子XOO3，所述第三端子XOO3的第一引脚分别连接至检测单元第一电容C31的第一端和检测单元第一电阻R31的第一端；所述第三端子XOO3的第二引脚连接至低电平；

所述检测单元第一电容C31的第二端连接至检测单元第一二极管D31的阳极；所述第一二极管D31的阴极分别连接至检测单元第二电容C32的第一端、检测单元第二电阻R32的第一端以及所述处理器单元的第四管脚P1.2；检测单元第二电容C32的第二端和检测单元第二电阻R32的第二端连接至低电平；形成低电压过流的电磁噪声特性检测电路；

检测单元第一电阻R31的第二端连接至第二二极管D32的阳极，所述第二二极管D32的阴极分别连接至检测单元第三电阻R33的第一端、检测单元第三电容C33的第一端、以及检测单元第四电阻R34的第一端；检测单元第四电阻R34的第二端分别连接至稳压二极管D33的阴极、检测单元第五电阻R35的第一端、以及所述处理器单元的第五管脚P1.3；所述检测单元第三电阻R33的第二端、所述检测单元第三电容C33的第二端、所述稳压二极管D33的阳极、以及所述检测单元第五电阻R35的第二端均连接至低电平；形成低电压过流检测的参考波形检测电路。

2.根据权利要求1所述的感性负载低电压保护电路，其特征在于，所述直流电源输出单元至少包括第一端子X001，所述第一端子X001的第二引脚通过火线分别连接至压敏电阻R10的第一端、电源单元第一电阻R11的第一端、电源单元第一电容C11的第一端、以及电源单元第二电阻R12的第一端，所述电源单元第二电阻R12的第二端通过火线连接至整流桥BG1的第一输入端；

所述第一端子X001的第一引脚通过零线分别连接至所述压敏电阻R10的第二端、所述电源单元第一电阻R11的第二端、所述电源单元第一电容C11的第二端、以及所述整流桥BG1的第三输入端；

所述整流桥BG1的第二输入端分别连接至电解电容C10的正极、电源单元第三电阻R13的第一端、电源单元第四电阻R14的第一端、电源单元第五电阻R15的第一端；所述电源单元第四电阻R14的第二端连接至发光二极管D11的阳极，所述电源单元第五电阻R15的第二端分别连接至高电平和稳压二极管D12的阴极；

所述整流桥BG1的第四输入端分别连接至所述电解电容C10的负极、所述电源单元第三电阻R13的第二端、所述发光二极管D11的阴极、所述稳压二极管D12的阳极、以及低电平。

3.根据权利要求1或2所述的感性负载低电压保护电路，其特征在于，所述处理器单元为MSP430F2012。

4.根据权利要求2所述的感性负载低电压保护电路，其特征在于，所述脱扣器驱动单元至少包括可控硅BT1；所述可控硅BT1的控制极分别连接至驱动单元第一电阻R41的第一端和驱动单元第一电容C41的第一端；所述驱动单元第一电阻R41的第二端连接至所述处理器单元的第二管脚P1.0；所述驱动单元第一电容C41的第二端连接至所述可控硅BT1的阴极；

所述可控硅BT1的阳极连接至脱扣器跳闸线圈TKQ的第一端，所述脱扣器跳闸线圈TKQ的第二端连接至脱扣器静触点D9；当脱扣器动触点TK＿L闭合时，所述脱扣器静触点D9与所述第一端子X001的第二引脚相连。