CN205484496U - 具有输出保护的电压互感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种具有输出保护的电压互感器，包括互感器初级线圈N1以及与互感器初级线圈N1耦合的互感器次级线圈N2，还包括电压传感器T1、整流电路、隔离单元、开关单元以及用于控制开关单元通断的控制电路；所述互感器次级线圈N2的一端通过开关单元与负载连接，互感器次级线圈N2的另一端通过电压传感器T1的初级线圈与负载连接，所述电压传感器T1的次级线圈与整流电路的输入端连接，所述整流电路的输出端与隔离单元的输入端连接，所述隔离单元的输出端与控制单元连接，所述控制单元的输出端与开关单元的控制端连接；在电压互感器的一次侧出现电压浪涌时能够及时断开二次侧的输出回路，从而有效保护电压互感器输出端的用电设备，结构简单，响应速度快。

Description

具有输出保护的电压互感器

技术领域

本实用新型涉及一种电压互感器，尤其涉及一种具有输出保护的电压互感器。

背景技术

电压互感器在现代工业控制中广泛使用，电压互感器在工作过程中通过初级线圈和次级线圈的耦合作用采集被测设备或者线路的电压，但是现有的电压互感器不具有输出保护，也就是说电压互感器在采集过程中，如果一次侧的电压突然升高，由于一次线圈(初级线圈)和二次线圈(次级线圈)匝比固定，那么二次侧的电压也随之升高，从而严重影响电压互感器的输出端的用电设备(负载)的使用安全，尤其是在高压场景中安全隐患更为突出。

因此，需要提出一种新型的电压互感器，在电压互感器的一次侧出现电压浪涌时能够及时断开二次侧的输出回路，从而有效保护电压互感器输出端的用电设备，结构简单，响应速度快。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种具有输出保护的电压互感器，在电压互感器的一次侧出现电压浪涌时能够及时断开二次侧的输出回路，从而有效保护电压互感器输出端的用电设备，结构简单，响应速度快。

本实用新型提供的一种具有输出保护的电压互感器，包括互感器初级线圈N1以及与互感器初级线圈N1耦合的互感器次级线圈N2，还包括电压传感器T1、整流电路、隔离单元、开关单元以及用于控制开关单元通断的控制电路；

所述互感器次级线圈N2的一端通过开关单元与负载连接，互感器次级线圈N2的另一端与负载连接，所述电压传感器T1设置于互感器次级线圈的两端之间且电压传感器T1的输出端与整流电路的输入端连接，所述整流电路的输出端与隔离单元的输入端连接，所述隔离单元的输出端与控制单元连接，所述控制单元的输出端与开关单元的控制端连接；

所述控制电路包括电阻R1、比较器U2、光耦G1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、三极管Q1以及数字电位器R2；

所述电阻R1的一端作为控制电路的输入端与隔离单元的输出端连接，电阻R2的另一端与比较器U2的正相端连接，数字电位器的R2的一端接电源VCC，另一端通过电阻R3接地，数字电位器R2和电阻R3的公共连接点与比较器U2的反相端连接，比较器U2的输出端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极与光耦G1的放光二极管的负极连接，光耦G1的发光二极管的正极通过电阻R4接电源VCC，电阻R5的一端接地，另一端通过电阻R6接电源VCC，所述光耦G1的光敏三极管的集电极连接于电阻R5和电阻R6的公共连接点，光耦G1的光敏三极管的发射极接地，电阻R5和电阻R6的公共连接点与开关单元的控制端连接。

进一步，所述隔离单元为电压跟随器U1。

进一步，所述开关单元为可控硅SCR1，可控硅SCR1的阳极与互感器次级线圈N2连接，可控硅SCR1的阴极与负载连接，可控硅SCR1的控制极与控制电路的输出端连接。

进一步，所述整流电路为桥式整流电路。

本实用新型新型的有益效果：本实用新型的具有输出保护的电压互感器，能够准确检测电压互感器是否有浪涌电压输入，并且当检测到浪涌电压时能够立即断开电压互感器的输出回路，从而对电压互感器输出端的用电设备起到良好的保护作用，而且响应速度，结构简单。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的原理图。

具体实施方式

图1为本实用新型的原理图，如图所示，本实用新型提供的一种具有输出保护的电压互感器，包括互感器初级线圈N1以及与互感器初级线圈N1耦合的互感器次级线圈N2，还包括电压传感器T1、整流电路、隔离单元、开关单元以及用于控制开关单元通断的控制电路；

所述互感器次级线圈N2的一端通过开关单元与负载连接，互感器次级线圈N2的另一端与负载连接，所述电压传感器T1设置于互感器次级线圈的两端之间且电压传感器T1的输出端与整流电路的输入端连接，所述整流电路的输出端与隔离单元的输入端连接，所述隔离单元的输出端与控制单元连接，所述控制单元的输出端与开关单元的控制端连接；

所述控制电路包括电阻R1、比较器U2、光耦G1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、三极管Q1以及数字电位器R2；

所述电阻R1的一端作为控制电路的输入端与隔离单元的输出端连接，电阻R2的另一端与比较器U2的正相端连接，数字电位器的R2的一端接电源VCC，另一端通过电阻R3接地，数字电位器R2和电阻R3的公共连接点与比较器U2的反相端连接，比较器U2的输出端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极与光耦G1的放光二极管的负极连接，光耦G1的发光二极管的正极通过电阻R4接电源VCC，电阻R5的一端接地，另一端通过电阻R6接电源VCC，所述光耦G1的光敏三极管的集电极连接于电阻R5和电阻R6的公共连接点，光耦G1的光敏三极管的发射极接地，电阻R5和电阻R6的公共连接点与开关单元的控制端连接，通过上述结构，能够准确检测电压互感器是否有浪涌电压输入，并且当检测到浪涌电压时能够立即断开电压互感器的输出回路，从而对电压互感器输出端的用电设备起到良好的保护作用，而且响应速度，结构简单，其中，电源VCC通过外部电源供电，比如蓄电池或者具有直流输出的电源转换电路，属于现有技术。

本实施例中，所述隔离单元为电压跟随器U1，由于电压跟随器具有高输入阻抗、低输出阻抗的特性，从而电压跟随器U1的输入端电路与输出端电路进行隔离保护，而且电压跟随器能够保证输出电压的稳定性，利于控制电路准确控制开关单元的通断。

本实施例中，所述开关单元为可控硅SCR1，可控硅SCR1的阳极与互感器次级线圈N2连接，可控硅SCR1的阴极与负载连接，可控硅SCR1的控制极与控制电路的输出端连接，采用这种结构，体积小，而且响应速度快，效率高，成本低廉。

本实施例中，所述整流电路为桥式整流电路，结构简单可靠，稳定性高。

本实用新型的原理：正常状态下，比较器U2输出低电平，光耦G1截止，可控硅SCR1从电阻R5获得导通电压，可控硅SCR1导通；

电压传感器检测电压互感器二次侧的电压，并通过整流电路和电压跟随器U1输入到比较器U2，比较器U2将输入电压与设定电压进行比较，如果超过设定电压，则输出高电平，三极管Q1导通，光耦G1随之导通，从而可控硅SCR1的控制极失电，从而可控硅SCR1立即进入截止状态，从而关断电压互感器的输出回路，当比较器U2正相端的输入电压小于设定电压，则比较器U2输出低电平，三极管Q1和光耦G1均截止，此时SCR1重新进入到导通状态。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种具有输出保护的电压互感器，其特征在于：包括互感器初级线圈N1以及与互感器初级线圈N1耦合的互感器次级线圈N2，还包括电压传感器T1、整流电路、隔离单元、开关单元以及用于控制开关单元通断的控制电路；

所述互感器次级线圈N2的一端通过开关单元与负载连接，互感器次级线圈N2的另一端与负载连接，所述电压传感器T1设置于互感器次级线圈的两端之间且电压传感器T1的输出端与整流电路的输入端连接，所述整流电路的输出端与隔离单元的输入端连接，所述隔离单元的输出端与控制单元连接，所述控制单元的输出端与开关单元的控制端连接；

所述控制电路包括电阻R1、比较器U2、光耦G1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、三极管Q1以及数字电位器R2；

所述电阻R1的一端作为控制电路的输入端与隔离单元的输出端连接，电阻R2的另一端与比较器U2的正相端连接，数字电位器的R2的一端接电源VCC，另一端通过电阻R3接地，数字电位器R2和电阻R3的公共连接点与比较器U2的反相端连接，比较器U2的输出端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极与光耦G1的放光二极管的负极连接，光耦G1的发光二极管的正极通过电阻R4接电源VCC，电阻R5的一端接地，另一端通过电阻R6接电源VCC，所述光耦G1的光敏三极管的集电极连接于电阻R5和电阻R6的公共连接点，光耦G1的光敏三极管的发射极接地，电阻R5和电阻R6的公共连接点与开关单元的控制端连接。

2.根据权利要求1所述具有输出保护的电压互感器，其特征在于：所述隔离单元为电压跟随器U1。

3.根据权利要求1所述具有输出保护的电压互感器，其特征在于：所述开关单元为可控硅SCR1，可控硅SCR1的阳极与互感器次级线圈N2连接，可控硅SCR1的阴极与负载连接，可控硅SCR1的控制极与控制电路的输出端连接。

4.根据权利要求1所述具有输出保护的电压互感器，其特征在于：所述整流电路为桥式整流电路。