CN208752428U - 快速启动保护装置 - Google Patents
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Abstract
一种快速启动保护装置。它包括保护模块，在操作系统上电过程中，所述保护模块提供上电保护，保护模块包括处理单元，与所述处理单元连接的采样单元和控制单元。本实用新型的快速启动保护模块由单线程单任务的单片机来完成，上电启动非常快，可达到毫秒级；在保护装置启动过程中，保护模块可先快速启动，采集线路电压、电流，优先执行保护功能，等保护装置启动完毕，程序正常执行时，快速保护模块则完成任务，正常退出。
Description
技术领域
本实用新型涉及电学领域，特别涉及一种快速启动保护装置。
背景技术
现有保护装置存在的问题：由于现有保护装置的操作系统上电启动缓慢，大概在20S左右，在启动过程中如果线路发生或存在故障，保护装置则不能及时启动保护功能，从而不能有效隔离故障。
实用新型内容
为了解决背景技术中操作系统上电缓慢，发生故障时无法快速响应的问题，本实用新型提供一种在操作系统上电过程中，可提供监测、保护功能的快速启动保护装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种快速启动保护装置，设有保护模块，在操作系统上电过程中，所述保护模块提供上电保护，其包括处理单元，与所述处理单元连接的采样单元和控制单元，
所述采样单元在所述操作系统上电过程中，实时获取线路的电压和电流的采样信号；
所述处理单元包括单片机，所述单片机接收所述采样单元发送的采样信号，并对所述采样信号进行监控，发送控制信号；
所述控制单元根据所述处理单元发送的控制信号对系统的开关状态进行控制。
还设有通信单元，所述通信单元在所述操作系统完成上电后，发送完成信号至处理单元，使保护模块退出。
所述采样单元由互感器，所述互感器的输入端为信号检测端，检测线路的电压和电流，输出端并联稳压二极管、电阻和电容；电阻两端为信号输出端，与所述单片机连接。
所述通信单元由型号为SP3232EEN的通信芯片U8，其TI1脚和TI2脚作为信号输入端与单片机连接，TO1脚和TO2脚为信号输出端。
所述控制单元由三级管Q1，三极管Q1的发射极与基极之间依次连接二极管D5、电阻R27和电阻R30，二极管D5并联继电器，继电器的触点与压敏电阻VR2并联；
三极管Q2基极连接单片机，集电极连接P2，发射极和基极之间接电阻R34；
三极管Q3的发射极与基极之间依次连接二极管D6、电阻R35和电阻R36，二极管D6并联继电器，继电器的触点与压敏电阻VR3并联；
三极管Q4基极连接单片机，集电极连接P2，发射极和基极之间接电阻R42。
还设有工作状态指示电路。
还设有独立的电源电路、稳压电路和晶振电路。
本实用新型的有益效果是：快速启动保护模块有单线程单任务的单片机来完成，上电启动非常快，可达到毫秒级，在保护装置启动过程中，保护模块可先快速启动，采集线路电压、电流，优先执行保护功能，等保护装置启动完毕，程序正常执行时，快速保护模块则完成任务，正常退出；若启动过程中如果线路发生或存在故障，保护装置则能及时启动保护功能，从而有效隔离故障。
附图说明
图1为本实用新型实施例的单片机连接示意图。
图2为本实用新型实施例的采样单元电路原理图。
图3为本实用新型实施例的控制单元电路原理图。
图4为本实用新型实施例的通信单元电路原理图。
图5为本实用新型实施例的电源电路电路原理图。
图6为本实用新型实施例的放大电路原理图。
图7、8为本实用新型实施例的稳压电路原理图。
图9为本实用新型实施例的晶振电路原理图。
图10为本实用新型实施例的指示电路原理图。
图11为本实用新型实施例的可编程单元电路原理图。
图12为本实用新型实施例的插座管脚连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型实施例作进一步说明：
本实用新型实施例中，一种快速启动保护装置，其设有保护模块，在操作系统上电时，所述保护模块中的单线程单任务的单片机上电启动非常快，可达到毫秒级，在保护装置启动过程中，保护模块可先快速启动，采集线路电压、电流，优先执行保护功能，其包括采样单元、处理单元、控制单元和通信单元。采样单元在所述操作系统上电过程中，实时获取线路的电压和电流的采样信号；处理单元包括单片机，所述单片机接收所述采样单元发送的采样信号，并对所述采样信号进行监控，发送控制信号；控制单元根据所述处理单元发送的控制信号对系统的开关状态进行控制；通信单元在所述操作系统完成上电后，发送完成信号至处理单元，使保护模块退出。
单片机U6的型号采用STM32F103RDT6，其作为处理芯片，与其他外围电路连接。
采样单元设有六路，包括：
输入端PT1L和输入端PT1N与互感器T2的输入端连接，互感器T2的输出端并联稳压二极管D7、电阻R5和电容C13。电阻R5两端分别与接口P1的ADC_U1`脚和ACD_M`脚连接；
输入端PT2L和输入端PT2N与互感器T3的输入端连接，互感器T3的输出端并联稳压二极管D8、电阻R14和电容C20。电阻R14两端分别与接口P1的ADC_U2`脚和ACD_M`脚连接；
输入端CTAL和输入端CTAN_CTN与互感器T4的输入端连接，互感器T4的输出端并联稳压二极管D9、电阻R17和电容C26。电阻R17两端分别与接口P1的ADC_IA`脚和ACD_M`脚连接；
输入端CTBL和输入端CTBN_CTN与互感器T5的输入端连接，互感器T5的输出端并联稳压二极管D10、电阻R19和电容C32。电阻R19两端分别与接口P1的ADC_IB`脚和ACD_M`脚连接；
输入端CTCL和输入端CTCN_CTN与互感器T6的输入端连接，互感器T6的输出端并联稳压二极管D11、电阻R25和电容C34。电阻R25两端分别与接口P1的ADC_IC`脚和ACD_M`脚连接；
输入端CT0L和输入端CT0L_CTN与互感器T7的输入端连接，互感器T7的输出端并联稳压二极管D12、电阻R32和电容C36。电阻R32两端分别与接口P1的ADC_I0`脚和ACD_M`脚连接；
接口P2的ADC_U1``脚与单片机的ADC_U1脚连接，两者之间通过电容C14接地；
ADC_U2``脚与单片机的ADC_U2脚连接，两者之间通过电容C21接地；
ADC_IA``脚与单片机的ADC_IA脚连接，两者之间通过电容C27接地；
ADC_IB``脚与单片机的ADC_IB脚连接，两者之间通过电容C33接地；
ADC_IC``脚与单片机的ADC_IC脚连接，两者之间通过电容C35接地；
ADC_I0``脚与单片机的ADC_I0脚连接，两者之间通过电容C37接地。
控制单元设有两路，由三级管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4，三极管Q1的发射极与基极之间依次连接二极管D5、电阻R27和电阻R30，二极管D5并联继电器，继电器的触点与压敏电阻VR2并联；
三极管Q2基极连接单片机，集电极连接P2，发射极和基极之间接电阻R34；
三极管Q3的发射极与基极之间依次连接二极管D6、电阻R35和电阻R36，二极管D6并联继电器，继电器的触点与压敏电阻VR3并联；
三极管Q4基极连接单片机，集电极连接P2，发射极和基极之间接电阻R42。
单片机经过对采样信号的判断，通过控制单元控制断路器的分合闸。
通信单元由型号为SP3232EEN的通信芯片U8，其TI1脚和TI2脚作为信号输入端与单片机连接，TO1脚和TO2脚为信号输出端。
在操作系统完成上电后，通信单元发送完成信号，保护模块正常退出。
另外，保护装置还设有相对操作系统独立的电源电路、稳压电路、放大电路和晶振电路
电源电路如图5所示，输入端PT1L和输入端PT1N之间并联压敏电阻VR1、电容C3、共模电感，输入端PT1L上设有保险丝F1，输入端PT1L、输入端PT1N分别通过电容C1和电容C2接地，并分别连接继电器的两个触点开关，然后连接变压器T1、整流桥B1、稳压器U1，稳压器U1型号为CJ7812。
稳压电路如图7所示，稳压器U2的输入端与接口P2的VCC_12V``脚连接，输出端通过电容C4、电容C45、电容C5和电容C6并联接地。稳压器U3的输入电压为5V，输出电压为3.3V。3.3V的电源VCC经过电容C11与存储器U5的A0脚、A1脚、A2脚和VSS脚连接，存储器U5的SCL脚与单片机的I2C1_SCL脚连接，SDA脚与单片机的I2C1_SDA脚连接，稳压器U2型号为CJ7805。
放大电路如图6所示，电源AVCC通过电阻R4、电阻R10和电感L2接地，电阻R4和电阻R10之间接入运放U4同相输入端，运放U4输出端反馈至反相输入端，单片机U2的ADC_M脚与运放U4的输出端连接。
晶振电路如图9所示，其中芯片U7是型号HT7027电压检测器。
单片机还设有工作状态指示电路，如图10所示，在单片机的WORK脚依次连接电阻R13、发光二极管D4。图11和图12分别为可编程单元电路图和各插座连接管脚示意图。
各位技术人员须知：虽然本实用新型已按照上述具体实施方式做了描述，但是本实用新型的发明思想并不仅限于此实用新型，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。
Claims (7)
1.一种快速启动保护装置，其特征在于：设有保护模块，在操作系统上电过程中，所述保护模块提供上电保护，其包括处理单元，与所述处理单元连接的采样单元和控制单元，
所述采样单元在所述操作系统上电过程中，实时获取线路的电压和电流的采样信号；
所述处理单元包括单片机，所述单片机接收所述采样单元发送的采样信号，对所述采样信号进行监控并发出控制信号；
所述控制单元根据所述处理单元发送的控制信号对系统的开关状态进行控制。
2.根据权利要求1所述的快速启动保护装置，其特征在于：还设有通信单元，所述通信单元在所述操作系统完成上电后，发送完成信号至单片机，由所述单片机控制使所述保护模块退出。
3.根据权利要求1所述的快速启动保护装置，其特征在于：所述采样单元由互感器，所述互感器的输入端为信号检测端，检测线路的电压和电流，输出端并联稳压二极管、电阻和电容；电阻两端为信号输出端，与所述单片机连接。
4.根据权利要求2所述的快速启动保护装置，其特征在于：所述通信单元由型号为SP3232EEN的通信芯片U8，其TI1脚和TI2脚作为信号输入端与单片机连接，TO1脚和TO2脚为信号输出端。
5.根据权利要求1所述的快速启动保护装置，其特征在于：所述控制单元由三级管Q1，三极管Q1的发射极与基极之间依次连接二极管D5、电阻R27和电阻R30，二极管D5并联继电器，继电器的触点与压敏电阻VR2并联；
三极管Q2基极连接单片机，集电极连接P2，发射极和基极之间接电阻R34；
三极管Q3的发射极与基极之间依次连接二极管D6、电阻R35和电阻R36，二极管D6并联继电器，继电器的触点与压敏电阻VR3并联；
三极管Q4基极连接单片机，集电极连接P2，发射极和基极之间接电阻R42。
6.根据权利要求1所述的快速启动保护装置，其特征在于：还设有工作状态指示电路。
7.根据权利要求1所述的快速启动保护装置，其特征在于：还设有独立的电源电路、稳压电路和晶振电路。
Priority Applications (1)
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