CN205229429U - 一种直流电源预检器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直流电源预检器，所述预检器包括：交直流电源模块、传感器模块、比较判断模块、模拟输出模块，所述交直流电源模块用于将交流电源整流为直流电源供装置使用；所述传感器模块用于采集通讯电源被测线路的电流变化信号，并将采集到的信号传递给比较判断模块；所述比较判断模块根据采集到的信号进行比较，若满足比较规则，则输出电压信号到所述模拟输出模块，所述模拟输出模块根据比较判断模块传递来的信号生成模拟电压信号，实现了直流电源监测装置设计合理，监测效率高的技术效果。

Description

一种直流电源预检器

技术领域

本实用新型涉及直流电源监测研究领域，尤其涉及一种通讯电源负荷电流预检器。

背景技术

在发电厂、变电站，有大量的调度命令、运行数据等需要交互传递，要完成这样的交互传递，则离不开48V通讯电源，该通讯电源不论是采用市电降压、整流、滤波、稳压转换而来的线性电源，还是经高频振荡转换而成的开关电源，都有重要性高，造价不菲的特点，同时因负荷重，分支线路多，受到冲击短路和潮湿接地的故障现象时有发生。

在现有技术中，当出了故障，主要是靠人工拉闸，逐条断电的方式来寻找故障线路，这样既繁琐复杂，又造成正常线路受到牵连影响，很是不妥。

综上所述，本申请发明人在实现本申请实施例中实用新型技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

在现有技术中，现有的直流电源预检器存在监测效率较低的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种直流电源预检器，解决了现有的直流电源监测存在监测效率低的技术问题，实现了直流电源预检器设计合理，监测效率高的技术效果。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种直流电源预检器，所述预检器包括：

交直流电源模块、传感器模块、比较判断模块、模拟输出模块：

交直流电源模块：将220V交流电源从①、②端子引入，经开关K1，保险BX传送给变压器B1降压，B1副边中间抽头，作为公共地；二极管D1—D4完成正、负电源整流；D1、D3输出端并联，接三端正稳压器WY1的输入端1脚，WY1的3脚接公共地，WY1的2脚输出正电源；D2、D4输入端并联，接三端负稳压器WY2的输入端3脚，WY2的1脚接公共地，WY2的2脚输出负电源；电容C1、C2、C3、C4分别作三端稳压器输入、输出的滤波；发光二极管Fg1和电阻R1串联，作工作电源指示；

传感器模块：霍尔电流采样器HR、负载L、模拟电阻Rd1、模拟电阻Rd2，其中，所述霍尔电流采样器包括：底座盘，所述底座盘上连接有传感器，所述传感器和所述底座盘上均设有固定孔，所述传感器中部设有测试孔，被测直流线穿过所述测试孔进行监测，所述传感器上设有正极连接端a，负极连接端b，采样信号输出端c，接地端d；其中，所述霍尔电流采样器HR的正极连接端a与所述交直流电源模块的正极连接，所述霍尔电流采样器HR的负极连接端b与所述交直流电源模块的负极连接，模拟电阻Rd1和模拟电阻Rd2串联后与所述负载L并联，所述采样信号输出端c与所述比较判断模块连接；

比较判断模块：电阻R2和稳压二极管WY3串联，构成基准电压，并接往集成运放电路反相输入端2脚；电阻R3、R4串联，构成工作点，并接往集成运放电路同相输入端3脚，集成运放电路同相、反相端结合集成运放电路形成比较判断模块，所述比较判断模块的输出端与电位器W1连接；

所述模拟输出模块的电位器W1的一端与所述比较判断模块的输出端连接，经过电位器的调节，在动触头OUT处对应负荷变化输出电压信号，电位器的另一端与电阻R5串联后接地。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于采用了将直流电源预检器设计为包括：交直流电源模块、传感器模块、比较判断模块、模拟输出模块的技术方案，即，所述交直流电源模块用于将交流电源整流为直流电源供装置使用；所述传感器模块用于采集通讯电源被测线路的电流变化信号，并将采集到的信号传递给比较判断模块；所述比较判断模块根据采集到的信号进行比较，若满足比较规则，则输出电压信号到所述模拟输出模块，所述模拟输出模块根据比较判断模块传递来的信号生成模拟电压信号，避免了传统的采用人工进行监测，所以，有效解决了现有的直流电源监测存在监测效率低的技术问题，进而实现了直流电源预检器设计合理，监测效率高的技术效果。

附图说明

图1是本申请实施例中霍尔电流采样器的结构示意图；

图2是本申请实施例中电流采样模拟电路示意图；

图3是本申请实施例中直流电源监测电路示意图；

其中，1-被监测直流线路，2-霍尔传感器，3-测试孔，4-接线端，5-底座盘，6-固定孔。

具体实施方式

本实用新型提供了一种直流电源预检器，解决了现有的直流电源监测存在监测效率低的技术问题，实现了直流电源预检器设计合理，监测效率高的技术效果。

本申请实施中的技术方案为解决上述技术问题。总体思路如下：

采用了将直流电源预检器设计为包括：交直流电源模块、传感器模块、比较判断模块、模拟输出模块的技术方案，即，所述交直流电源模块用于将交流电源整流为直流电源供装置使用；所述传感器模块用于采集通讯电源被测线路的电流变化信号，并将采集到的信号传递给比较判断模块；所述比较判断模块根据采集到的信号进行比较，若满足比较规则，则输出电压信号到所述模拟输出模块，所述模拟输出模块根据比较判断模块传递来的信号生成模拟电压信号，避免了传统的采用人工进行监测，所以，有效解决了现有的直流电源监测存在监测效率低的技术问题，进而实现了直流电源预检器设计合理，监测效率高的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例：

在实施例中，提供了一种直流电源预检器，请参考图1-图3，所述预检器包括：

交直流电源模块、传感器模块、比较判断模块、模拟输出模块：

交直流电源模块：将220V交流电源从①、②端子引入，经开关K1，保险BX传送给变压器B1降压，B1副边中间抽头，作为公共地；二极管D1—D4完成正、负电源整流；D1、D3输出端并联，接三端正稳压器WY1的输入端1脚，WY1的3脚接公共地，WY1的2脚输出正电源；D2、D4输入端并联，接三端负稳压器WY2的输入端3脚，WY2的1脚接公共地，WY2的2脚输出负电源；电容C1、C2、C3、C4分别作三端稳压器输入、输出的滤波；发光二极管Fg1和电阻R1串联，作工作电源指示；

传感器模块：霍尔电流采样器HR、负载L、模拟电阻Rd1、模拟电阻Rd2，其中，所述霍尔电流采样器包括：底座盘，所述底座盘上连接有传感器，所述传感器和所述底座盘上均设有固定孔，所述传感器中部设有测试孔，被测直流线穿过所述测试孔进行监测，所述传感器上设有正极连接端a，负极连接端b，采样信号输出端c，接地端d；其中，所述霍尔电流采样器HR的正极连接端a与所述交直流电源模块的正极连接，所述霍尔电流采样器HR的负极连接端b与所述交直流电源模块的负极连接，模拟电阻Rd1和模拟电阻Rd2串联后与所述负载L并联，所述采样信号输出端c与所述比较判断模块连接；

比较判断模块：电阻R2和稳压二极管WY3串联，构成基准电压，并接往反相输入端2脚；电阻R3、R4串联，构成工作点，并接往同相输入端3脚，在同相、反相端并结合集成运放电路形成比较判断模块，所述比较判断模块的输出端与电位器W1连接；

所述模拟输出模块的电位器W1的一端与所述比较判断模块的输出端连接，经过电位器的调节，在动触头OUT处对应负荷变化输出电压信号，电位器的另一端与电阻R5串联后接地。

我们具体实施采用的是霍尔传感技术，解决了这样的问题，此技术中主要的霍尔传感器是一种半导体器件，在无电流通过时，处于固定状态；当有电流流过时，便会激活电荷，送出对应变化的电压信号，我们再将该信号传送给主机，做量值比较和判断控制，在确认为故障时，再将信号传送给后续智能系统，做进一步分析处理，直发出行声光报警信号等，所用霍尔传感器型号是CS1000EK2。

其中，霍尔传感器结构及采样方式如图1和图2所示：在图1中，被监测直流线路1（可以是电源总线，也可是分支线路），从正端M穿过霍尔传感器2中心的测试孔3，线路的另一端接有负载L，回到负端N，4是接线端，其中a为+15V、b为-15V、c为采样信号输出端、d是接地端，5为底座盘，6是固定孔，可根据现场位置做选用，在本图中只要被测线穿过测试孔3，接上工作电源，即可进入被监测状态。

图2是采样模拟电路图，正常时，总电流Iz与负荷电流If相同，即Iz=If，在霍尔传感器HR中，可作为一个常规量值输出，当故障发生时，如线路中出现接地现象，将产生接地电流Id，总电流Iz增大，则Iz=If+Id，这时霍尔传感器采集到的电量信号增加，经转换处理后，在图2的c端子送出对应的更大电压信号，图2中Rd1、Rd2只是模拟接地电阻。

其中，在本申请实施例中，请参考图3，图3为通讯电源负荷电流监测电路示意图，在图3中，有以下几个部分，将分别予以介绍。

交直流电源模块：电源是工作基础，所以，让我们首先进行设计，在图3前面，220V交流电源从①、②端子引入，经开关K1，保险BX传送给变压器B1降压，B1副边中间抽头，作为公共地；二极管D1—D4完成正、负电源整流；D1、D3输出端并联，接三端正稳压器WY1的输入端1脚，WY1的3脚接公共地，2脚输出正电源；D2、D4输入端并联，接三端负稳压器WY2的输入端3脚，WY2的1脚接公共地，2脚输出负电源，其中WY1的型号是W7815,WY2的型号是W7915；C1、C2是电解电容，C3、C4是涤纶电容，它们分别作三端稳压器输入、输出的50Hz和中高频滤波；发光二极管Fg1和电阻R1串联，作工作电源指示。

传感器模块：在图3的左侧可以看到，我们设计了霍尔传感器及其连接方式，其采集到的电信号从接线4输出，再对应传送给图3中的输入插座CZ1，从图中可见，CZ1的a端接+15V电源，b端接-15V电源，c端为采集转换后的故障信号，接往比较放大器，d为公共地。

器件连接好后，将被监测直流线穿过霍尔传感器中芯孔，接上正负电源，即可开始电流变化采集工作。

比较判断模块：在图3中，以IC1为中心形成比较判断模块，其中电阻R2和稳压二极管WY3串联，构成基准电压，接往集成运放电路反相输入端2脚；电阻R3、R4串联，构成工作点，接往集成运放电路同相输入端3脚，由此，集成运放电路同相、反相端并结合集成运放IC1形成比较判断器。

在正常状况下，负荷电流变化不大，霍尔传感器常规输入电压较低，处于U2﹥U3状态，集成运放IC1截至；但若出现接地、负荷冲击等故障现象，直流电流Iz上升，经霍尔传感器采样转换后，从c脚送来对应变化的较高电压，将转换为U2﹤U3，此时集成运放IC1翻转，在6脚输出高电平。

IC1集成运放块信号选用的是F007，它可以适应±15V工作。

模拟输出模块：当集成运放IC1翻转后，在6脚送出高电平，该高电平接往电位器W1的一端，经过W1的调节，在动触头OUT处对应负荷变化输出0-3.6V电压信号，为智能计算做好量值准备，此前电路组合完成预检功能；W1的另一端与电阻R5串联后接地，R5是保护电阻，可防止电位器动触头调节到下部端头时造成输出信号对地短路。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

由于采用了将直流电源预检器设计为包括：交直流电源模块、传感器模块、比较判断模块、模拟输出模块的技术方案，即，所述交直流电源模块用于将交流电源整流为直流电源供装置使用；所述传感器模块用于采集通讯电源被测线路的电流变化信号，并将采集到的信号传递给比较判断模块；所述比较判断模块根据采集到的信号进行比较，若满足比较规则，则输出电压信号到所述模拟输出模块，所述模拟输出模块根据比较判断模块传递来的信号生成模拟电压信号，避免了传统的采用人工进行监测，所以，有效解决了现有的直流电源监测存在监测效率低的技术问题，进而实现了直流电源预检器设计合理，监测效率高的技术效果。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (1)

1.一种直流电源预检器，其特征在于，所述预检器包括：

交直流电源模块、传感器模块、比较判断模块、模拟输出模块：

交直流电源模块：将220V交流电源从①、②端子引入，经开关K1，保险BX传送给变压器B1降压，B1副边中间抽头，作为公共地；二极管D1—D4完成正、负电源整流；D1、D3输出端并联，接三端正稳压器WY1的输入端1脚，WY1的3脚接公共地，WY1的2脚输出正电源；D2、D4输入端并联，接三端负稳压器WY2的输入端3脚，WY2的1脚接公共地，WY2的2脚输出负电源；电容C1、C2、C3、C4分别作三端稳压器输入、输出的滤波；发光二极管Fg1和电阻R1串联，作工作电源指示；

传感器模块：霍尔电流采样器HR、负载L、模拟电阻Rd1、模拟电阻Rd2，其中，所述霍尔电流采样器包括：底座盘，所述底座盘上连接有传感器，所述传感器和所述底座盘上均设有固定孔，所述传感器中部设有测试孔，被测直流线穿过所述测试孔进行监测，所述传感器上设有正极连接端a，负极连接端b，采样信号输出端c，接地端d；其中，所述霍尔电流采样器HR的正极连接端a与所述交直流电源模块的正极连接，所述霍尔电流采样器HR的负极连接端b与所述交直流电源模块的负极连接，模拟电阻Rd1和模拟电阻Rd2串联后与所述负载L并联，所述采样信号输出端c与所述比较判断模块连接；

比较判断模块：电阻R2和稳压二极管WY3串联，构成基准电压，并接往集成运放电路反相输入端2脚；电阻R3、R4串联，构成工作点，并接往集成运放电路同相输入端3脚，集成运放电路同相端、反相端结合集成运放电路形成比较判断模块，所述比较判断模块的输出端与电位器W1连接；

所述模拟输出模块的电位器W1的一端与所述比较判断模块的输出端连接，经过电位器的调节，在动触头OUT处对应负荷变化输出电压信号，电位器的另一端与电阻R5串联后接地。