CN210038065U - 一种能够判断断路器断零和断相的电路结构 - Google Patents

一种能够判断断路器断零和断相的电路结构 Download PDF

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CN210038065U CN201920623844.XU CN201920623844U CN210038065U CN 210038065 U CN210038065 U CN 210038065U CN 201920623844 U CN201920623844 U CN 201920623844U CN 210038065 U CN210038065 U CN 210038065U
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高鹏宇
陈静
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Abstract

为了解决目前的塑壳断路器中当电压异常时,无法判断到底是断零还是断相的问题,本实用新型提出一种能够判断断路器断零和断相的电路结构,其包括:电压采样电路,其特征在于:还包括断零保护电路,断零保护电路的输入信号来自于电压采样电路中的A相、B相、C相和N相电输入信号UA、UB、UC和UN,具体的断零保护电路分为三组,第一组过零保护电路的结构为输入信号UA和UN与整流桥堆连接,整流桥堆与降压电路连接,降压电路与整流滤波电路连接,整流滤波电路与保护电路连接,保护电路与光耦的第一引脚和第二引脚连接,光耦的第三引脚接地,光耦的第四引脚上连接有稳压电路,并且从稳压电路与光耦的第四引脚连接处输出信号Broken。

Description

一种能够判断断路器断零和断相的电路结构
技术领域
本实用新型属于智能电动操作机构技术领域,较为具体的,涉及到一种塑壳断路器中的能够判断断路器断零和断相的电路结构。
背景技术
目前,现有的塑壳断路器中仅仅存在压差采样电路,其可以判断出,采用压差采样电路,可以判断出塑壳断路器中的电压出现了异常,比如,当电压采样电路输出电压高于280V,则可能是出现了过压,也可能出现了断零,但是具体是哪种情况,则无从判断;又比如,当电压采样电路输出的电压低于160V时,则可能出现了欠压或者断相,但是具体是哪种情况,则无从判断。
实用新型内容
有鉴于此,为了解决目前的塑壳断路器中当电压异常时,无法判断到底是断零还是断相的问题,本实用新型提出一种能够判断断路器断零和断相的电路结构,其通过将电压采样电路上的相线和零线信号分别接入到断零保护电路,然后通过观察断零保护电路是否输出高电压,来判断是否发生零线断开或断相(火线断开),若断零保护电路输出高压电,则判定零线或者火线中有一根线断开;然后再结合压差采样电路的输出来判断到底是断零还是断相,采用本实用新型的电路结构不但可以判断出断零和断相,甚至还能够判断出来到底是三相线中的那一相断开了。
一种能够判断断路器断零和断相的电路结构,其包括:电压采样电路,其特征在于:还包括断零保护电路,断零保护电路的输入信号来自于电压采样电路中的A相、B相、C相和N相电输入信号UA、UB、UC和UN,具体的断零保护电路分为三组,其中第一组用于接入信号UA和UN,第二组用于接入信号UB和UN,第三组用于接入信号UC和UN,以上三组断零保护电路的连接结构完全相同,仅仅只是接入信号UA、UB和UC的区别,第一组过零保护电路的结构为输入信号UC和UN与整流桥堆连接,整流桥堆与降压电路连接,降压电路与整流滤波电路连接,整流滤波电路与保护电路连接,保护电路与光耦的第一引脚和第二引脚连接,光耦的第三引脚接地,光耦的第四引脚上连接有稳压电路,并且从稳压电路与光耦的第四引脚连接处输出信号Broken。
进一步的,整流桥堆选用MB6S,整流桥堆MB6S的第一引脚用于连接相信号UA、UB或者UC,整流桥堆MB6S的第二引脚用于连接零线信号UN,整流桥堆MB6S的第三引脚用于分别连接第一电阻R1的一端和第二电阻R2的第一端,整流桥堆MB6S的第四引脚用于连接第一电容C1的一端,第一电容C1的另外一端分别与第一电阻R1的另外一端和第二电阻R2的另外一端相连;第一二极管D1和第二二极管D2并联,且第一二极管D1和第二二极管D2的阴极通过引线连接在第一电容C1、第一电阻R1和第二电阻R2的连接点与光耦的第一引脚上,第一二极管D1和第二二极管D2的阳极分别连接在引线上,所述引线的一端连接在第一电容C1的一端,所述引线的另外一端连接在光耦的第二引脚。
进一步的,第一电阻R1的阻值为330K,第二电阻R2的阻值为330K,第一电容C1的工作参数为100uF/16V,两个二极管的型号为BAV70,光耦的型号为EL817,稳压电路可以输出5V的电压,可以适用于CPU的芯片的工作电压。
进一步的,电压采样电路可以采用传统的含有电压互感器的电压采样电路,也可以采用本实用新型提出的差动采样电路,采用本实用新型的电压差动采样电路,可以有利于将高压信号转换为适合MCU工作的0~5V的电压信号。
进一步的,差动采样电路包括:A相信号UA经过第三电阻R3和第四电阻R4降压后进入到第一运放U1的正向输入端,2.5V电压经过第一排祖RP1的第一电阻RP1A后连接在第四电阻R4与第一运放U1的正向输入端的引线上,第一运放U1的负向输入端直接与第一运放U1的输出端相连,然后接入到第二排组RP2的第二电阻RP2B的一端,第二排组RP2的第二电阻RP2B的另外一端与第二排组RP2的第一电阻RP2A的另外一端相连后进入到第五运放U5的负向输入端,第二排组RP2的第一电阻RP2A的一端与第五运放U5的输出端连接后然后在接入到第十一电阻R11的一端,第十一电阻R11的另外一端接入第二电容C2后接地,在第十一电阻R11的另外一端与第二电容C2之间输出差动信号UA-AD;B相信号UB经过第五电阻R5和第六电阻R6降压后进入到第二运放U2的正向输入端,2.5V电压经过第一排祖RP1的第二电阻RP1B后连接在第六电阻R6与第二运放U2的正向输入端的引线上,第二运放U2的负向输入端直接与第二运放U2的输出端相连,然后接入到第二排组RP2的第三电阻RP2C的一端,第二排组RP2的第三电阻RP2C的另外一端与第二排组RP2的第三电阻RP2C的另外一端相连后进入到第六运放U6的负向输入端,第二排组RP2的第四电阻RP2D的一端与第六运放U6的输出端连接后然后在接入到第十二电阻R12的一端,第十二电阻R12的另外一端接入第三电容C3后接地,在第十二电阻R12的另外一端与第三电容C3之间输出差动信号UB-AD;C相信号UC经过第七电阻R7和第八电阻R8降压后进入到第三运放U3的正向输入端,2.5V电压经过第一排祖RP1的第三电阻RP1C后连接在第八电阻R8与第三运放U3的正向输入端的引线上,第三运放U3的负向输入端直接与第三运放U3的输出端相连,然后接入到第三排组RP3的第二电阻RP3B的一端,第三排组RP3的第二电阻RP3B的另外一端与第三排组RP3的第一电阻RP3A的另外一端相连后进入到第七运放U7的负向输入端,第三排组RP3的第一电阻RP3A的一端与第七运放U7的输出端连接后然后在接入到第十三电阻R13的一端,第十三电阻R13的另外一端接入第四电容C4后接地,在第十三电阻R13的另外一端与第四电容C4之间输出差动信号UC-AD;N相信号UN经过第九电阻R9和第十电阻R10降压后进入到第四运放U4的正向输入端,2.5V电压经过第一排祖RP1的第四电阻RP1D后连接在第十电阻R10与第四运放U4的正向输入端的引线上,第四运放U4的负向输入端直接与第四运放U4的输出端相连,然后接入到第三排组RP3的第三电阻RP3C的一端,第三排组RP3的第三电阻RP3C的另外一端进入到第七运放U7的正向输入端,且25V电压经过第三排组RP3后连接在第三排组RP3的第三电阻RP3C的另外一端与第七运放U7的正向输入端之间的引线上;在第三排组RP3的第三电阻RP3C和第四电阻RP3D的连接点与第七运放U7的正向输入端上取信号分别传输到第五运放U5和第六运放U6的正向输入端,用于做差动信号。
进一步的,第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻R10的阻值为1M,第十一电阻R11、第十二电阻R12、地十三电阻R13的阻值为200Ω,第一排阻RP1、第二排阻RP2和第三排阻RP3的阻值为2K,第一运放U1、第二运放U2、第三运放U3、第四运放U4、第五运放U5、第六运放U6和第七运放U7的型号为LM2902。
本实用新型的工作原理为:采用过零保护电路将检测出是否出现了断零或者断相的情形,假若没有出现断零或者断相的现象,则光耦左侧电路导通,使得光耦内部的二极管发光,从而使得光耦右侧电路导通,则信号Broken则输出低电平,表明此时塑壳断路器的工作电路正常,没有出现断零点或者断相的现象。若塑壳断路器无论出现了断零还是断相后,光耦左侧电路不导通,光耦内部的二极管不再发光,则光耦右侧的第三引脚和第四引脚无法形成回路,则信号Broken输出高电平,此时则可以判定,一定是出现了断零或者断相。
接下来,再去看电压采样电路,若相线断开,假设A相断开,则B相和C相依旧是对N相进行差动,则信号UB-AD和UC-AD输出的信号对应的压差为220V和220V,而信号UA-AD输出的信号对应的压差低于100V;B相断开和C相断开也都是输出对应两个220V和一个小于100V的信号。假若N相断开,则A相和B相就会对C相进行差动同时信号Broken输出高电平,则信号UA-AD和UB-AD输出的信号对应的电压为300V以上,UC-AD输出的信号对应的电压为小于100V。若C相断开则A相和B相就会对N相进行差动同时信号Broken输出高电平,则信号UA-AD和UB-AD输出的信号对应的电压为220V正常电压,UC-AD输出的信号对应的电压为小于100V。综上,根据信号Broken输出,再看到电压采样电路中有两个220V的电压信号则可以判定为断相,看到有两个300V以上的电压信号则可以判定为断零。
由此可见,采用本实用新型的电路结构,可以快速判断出塑壳断路器中到底是断零还是断相了,方便进行维修。
附图说明
图1为断零保护电路的结构示意图。
图2为电压采样电路的结构示意图。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
实施例1:
如图1所示,为断零保护电路的结构示意图;如图2所示,为电压采样电路的结构示意图。
一种能够判断断路器断零和断相的电路结构,其包括:电压采样电路,其特征在于:还包括断零保护电路,断零保护电路的输入信号来自于电压采样电路中的A相、B相、C相和N相电输入信号UA、UB、UC和UN,具体的断零保护电路分为三组,其中第一组用于接入信号UA和UN,第二组用于接入信号UB和UN,第三组用于接入信号UC和UN,以上三组断零保护电路的连接结构完全相同,仅仅只是接入信号UA、UB和UC的区别,第一组过零保护电路的结构为输入信号UC和UN与整流桥堆连接,整流桥堆与降压电路连接,降压电路与整流滤波电路连接,整流滤波电路与保护电路连接,保护电路与光耦的第一引脚和第二引脚连接,光耦的第三引脚接地,光耦的第四引脚上连接有稳压电路,并且从稳压电路与光耦的第四引脚连接处输出信号Broken。
进一步的,整流桥堆选用MB6S,整流桥堆MB6S的第一引脚用于连接相信号UA、UB或者UC,整流桥堆MB6S的第二引脚用于连接零线信号UN,整流桥堆MB6S的第三引脚用于分别连接第一电阻R1的一端和第二电阻R2的第一端,整流桥堆MB6S的第四引脚用于连接第一电容C1的一端,第一电容C1的另外一端分别与第一电阻R1的另外一端和第二电阻R2的另外一端相连;第一二极管D1和第二二极管D2并联,且第一二极管D1和第二二极管D2的阴极通过引线连接在第一电容C1、第一电阻R1和第二电阻R2的连接点与光耦的第一引脚上,第一二极管D1和第二二极管D2的阳极分别连接在引线上,所述引线的一端连接在第一电容C1的一端,所述引线的另外一端连接在光耦的第二引脚。
进一步的,第一电阻R1的阻值为330K,第二电阻R2的阻值为330K,第一电容C1的工作参数为100uF/16V,两个二极管的型号为BAV20,光耦的型号为EL817,稳压电路可以输出5V的电压,可以适用于CPU的芯片的工作电压。
进一步的,电压采样电路可以采用传统的含有电压互感器的电压采样电路,也可以采用本实用新型提出的差动采样电路,采用本实用新型的电压差动采样电路,可以有利于将高压信号转换为适合MCU工作的0~5V的电压信号。
进一步的,差动采样电路包括:A相信号UA经过第三电阻R3和第四电阻R4降压后进入到第一运放U1的正向输入端,2.5V电压经过第一排祖RP1的第一电阻RP1A后连接在第四电阻R4与第一运放U1的正向输入端的引线上,第一运放U1的负向输入端直接与第一运放U1的输出端相连,然后接入到第二排组RP2的第二电阻RP2B的一端,第二排组RP2的第二电阻RP2B的另外一端与第二排组RP2的第一电阻RP2A的另外一端相连后进入到第五运放U5的负向输入端,第二排组RP2的第一电阻RP2A的一端与第五运放U5的输出端连接后然后在接入到第十一电阻R11的一端,第十一电阻R11的另外一端接入第二电容C2后接地,在第十一电阻R11的另外一端与第二电容C2之间输出差动信号UA-AD;B相信号UB经过第五电阻R5和第六电阻R6降压后进入到第二运放U2的正向输入端,2.5V电压经过第一排祖RP1的第二电阻RP1B后连接在第六电阻R6与第二运放U2的正向输入端的引线上,第二运放U2的负向输入端直接与第二运放U2的输出端相连,然后接入到第二排组RP2的第三电阻RP2C的一端,第二排组RP2的第三电阻RP2C的另外一端与第二排组RP2的第三电阻RP2C的另外一端相连后进入到第六运放U6的负向输入端,第二排组RP2的第四电阻RP2D的一端与第六运放U6的输出端连接后然后在接入到第十二电阻R12的一端,第十二电阻R12的另外一端接入第三电容C3后接地,在第十二电阻R12的另外一端与第三电容C3之间输出差动信号UB-AD;C相信号UC经过第七电阻R7和第八电阻R8降压后进入到第三运放U3的正向输入端,2.5V电压经过第一排祖RP1的第三电阻RP1C后连接在第八电阻R8与第三运放U3的正向输入端的引线上,第三运放U3的负向输入端直接与第三运放U3的输出端相连,然后接入到第三排组RP3的第二电阻RP3B的一端,第三排组RP3的第二电阻RP3B的另外一端与第三排组RP3的第一电阻RP3A的另外一端相连后进入到第七运放U7的负向输入端,第三排组RP3的第一电阻RP3A的一端与第七运放U7的输出端连接后然后在接入到第十三电阻R13的一端,第十三电阻R13的另外一端接入第四电容C4后接地,在第十三电阻R13的另外一端与第四电容C4之间输出差动信号UC-AD;N相信号UN经过第九电阻R9和第十电阻R10降压后进入到第四运放U4的正向输入端,2.5V电压经过第一排祖RP1的第四电阻RP1D后连接在第十电阻R10与第四运放U4的正向输入端的引线上,第四运放U4的负向输入端直接与第四运放U4的输出端相连,然后接入到第三排组RP3的第三电阻RP3C的一端,第三排组RP3的第三电阻RP3C的另外一端进入到第七运放U7的正向输入端,且25V电压经过第三排组RP3后连接在第三排组RP3的第三电阻RP3C的另外一端与第七运放U7的正向输入端之间的引线上;在第三排组RP3的第三电阻RP3C和第四电阻RP3D的连接点与第七运放U7的正向输入端上取信号分别传输到第五运放U5和第六运放U6的正向输入端,用于做差动信号。
进一步的,第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻R10的阻值为1M,第十一电阻R11、第十二电阻R12、地十三电阻R13的阻值为200Ω,第一排阻RP1、第二排阻RP2和第三排阻RP3的阻值为2K,第一运放U1、第二运放U2、第三运放U3、第四运放U4、第五运放U5、第六运放U6和第七运放U7的型号为LM2902。
如上所述的能够判断断路器断零和断相的电路结构的工作原理为:采用过零保护电路将检测出是否出现了断零或者断相的情形,假若没有出现断零或者断相的现象,则光耦左侧电路导通,使得光耦内部的二极管发光,从而使得光耦右侧电路导通,则信号Broken则输出低电平,表明此时塑壳断路器的工作电路正常,没有出现断零点或者断相的现象。若塑壳断路器无论出现了断零还是断相后,光耦左侧电路不导通,光耦内部的二极管不再发光,则光耦右侧的第三引脚和第四引脚无法形成回路,则信号Broken输出高电平,此时则可以判定,一定是出现了断零或者断相。
接下来,再去看电压采样电路,若相线断开,假设A相断开,则B相和C相依旧是对N相进行差动,则信号UB-AD和UC-AD输出的信号对应的压差为220V和220V,而信号UA-AD输出的信号对应的压差低于100V;B相断开和C相断开也都是输出对应两个220V和一个小于100V的信号。假若N相断开,则A相和B相就会对C相进行差动同时信号Broken输出高电平,则信号UA-AD和UB-AD输出的信号对应的电压为300V以上,UC-AD输出的信号对应的电压为小于100V。若C相断开则A相和B相就会对N相进行差动同时信号Broken输出高电平,则信号UA-AD和UB-AD输出的信号对应的电压为220V正常电压,UC-AD输出的信号对应的电压为小于100V。综上,根据信号Broken输出,再看到电压采样电路中有两个220V的电压信号则可以判定为断相,看到有两个300V以上的电压信号则可以判定为断零。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种能够判断断路器断零和断相的电路结构,其包括:电压采样电路,其特征在于:还包括断零保护电路,断零保护电路的输入信号来自于电压采样电路中的A相、B相、C相和N相电输入信号UA、UB、UC和UN,具体的断零保护电路分为三组,其中第一组用于接入信号UA和UN,第二组用于接入信号UB和UN,第三组用于接入信号UC和UN,以上三组断零保护电路的连接结构完全相同,仅仅只是接入信号UA、UB和UC的区别,第一组过零保护电路的结构为输入信号UC和UN与整流桥堆连接,整流桥堆与降压电路连接,降压电路与整流滤波电路连接,整流滤波电路与保护电路连接,保护电路与光耦的第一引脚和第二引脚连接,光耦的第三引脚接地,光耦的第四引脚上连接有稳压电路,并且从稳压电路与光耦的第四引脚连接处输出信号Broken。
2.如权利要求1所述的能够判断断路器断零和断相的电路结构,其特征在于:整流桥堆选用MB6S,整流桥堆MB6S的第一引脚用于连接相信号UA、UB或者UC,整流桥堆MB6S的第二引脚用于连接零线信号UN,整流桥堆MB6S的第三引脚用于分别连接第一电阻R1的一端和第二电阻R2的第一端,整流桥堆MB6S的第四引脚用于连接第一电容C1的一端,第一电容C1的另外一端分别与第一电阻R1的另外一端和第二电阻R2的另外一端相连;第一二极管D1和第二二极管D2并联,且第一二极管D1和第二二极管D2的阴极通过引线连接在第一电容C1、第一电阻R1和第二电阻R2的连接点与光耦的第一引脚上,第一二极管D1和第二二极管D2的阳极分别连接在引线上,所述引线的一端连接在第一电容C1的一端,所述引线的另外一端连接在光耦的第二引脚。
3.如权利要求2所述的能够判断断路器断零和断相的电路结构,其特征在于:第一电阻R1的阻值为330K,第二电阻R2的阻值为330K,第一电容C1的工作参数为100uF/16V,两个二极管的型号为BAV70,光耦的型号为EL817,稳压电路可以输出5V的电压,可以适用于CPU的芯片的工作电压。
4.如权利要求1所述的能够判断断路器断零和断相的电路结构,其特征在于:电压采样电路可以采用传统的含有电压互感器的电压采样电路,也可以采用的差动采样电路。
5.如权利要求4所述的能够判断断路器断零和断相的电路结构,其特征在于:差动采样电路最终输出的信号为0~5V,可以适用于CPU的工作电压。
6.如权利要求4所述的能够判断断路器断零和断相的电路结构,其特征在于:差动采样电路包括:A相信号UA经过第三电阻R3和第四电阻R4降压后进入到第一运放U1的正向输入端,2.5V电压经过第一排祖RP1的第一电阻RP1A后连接在第四电阻R4与第一运放U1的正向输入端的引线上,第一运放U1的负向输入端直接与第一运放U1的输出端相连,然后接入到第二排组RP2的第二电阻RP2B的一端,第二排组RP2的第二电阻RP2B的另外一端与第二排组RP2的第一电阻RP2A的另外一端相连后进入到第五运放U5的负向输入端,第二排组RP2的第一电阻RP2A的一端与第五运放U5的输出端连接后然后在接入到第十一电阻R11的一端,第十一电阻R11的另外一端接入第二电容C2后接地,在第十一电阻R11的另外一端与第二电容C2之间输出差动信号UA-AD;B相信号UB经过第五电阻R5和第六电阻R6降压后进入到第二运放U2的正向输入端,2.5V电压经过第一排祖RP1的第二电阻RP1B后连接在第六电阻R6与第二运放U2的正向输入端的引线上,第二运放U2的负向输入端直接与第二运放U2的输出端相连,然后接入到第二排组RP2的第三电阻RP2C的一端,第二排组RP2的第三电阻RP2C的另外一端与第二排组RP2的第三电阻RP2C的另外一端相连后进入到第六运放U6的负向输入端,第二排组RP2的第四电阻RP2D的一端与第六运放U6的输出端连接后然后在接入到第十二电阻R12的一端,第十二电阻R12的另外一端接入第三电容C3后接地,在第十二电阻R12的另外一端与第三电容C3之间输出差动信号UB-AD;C相信号UC经过第七电阻R7和第八电阻R8降压后进入到第三运放U3的正向输入端,2.5V电压经过第一排祖RP1的第三电阻RP1C后连接在第八电阻R8与第三运放U3的正向输入端的引线上,第三运放U3的负向输入端直接与第三运放U3的输出端相连,然后接入到第三排组RP3的第二电阻RP3B的一端,第三排组RP3的第二电阻RP3B的另外一端与第三排组RP3的第一电阻RP3A的另外一端相连后进入到第七运放U7的负向输入端,第三排组RP3的第一电阻RP3A的一端与第七运放U7的输出端连接后然后在接入到第十三电阻R13的一端,第十三电阻R13的另外一端接入第四电容C4后接地,在第十三电阻R13的另外一端与第四电容C4之间输出差动信号UC-AD;N相信号UN经过第九电阻R9和第十电阻R10降压后进入到第四运放U4的正向输入端,2.5V电压经过第一排祖RP1的第四电阻RP1D后连接在第十电阻R10与第四运放U4的正向输入端的引线上,第四运放U4的负向输入端直接与第四运放U4的输出端相连,然后接入到第三排组RP3的第三电阻RP3C的一端,第三排组RP3的第三电阻RP3C的另外一端进入到第七运放U7的正向输入端,且25V电压经过第三排组RP3后连接在第三排组RP3的第三电阻RP3C的另外一端与第七运放U7的正向输入端之间的引线上;在第三排组RP3的第三电阻RP3C和第四电阻RP3D的连接点与第七运放U7的正向输入端上取信号分别传输到第五运放U5和第六运放U6的正向输入端,用于做差动信号。
7.如权利要求6所述的能够判断断路器断零和断相的电路结构,其特征在于:第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻R10的阻值为1M,第十一电阻R11、第十二电阻R12、地十三电阻R13的阻值为200Ω,第一排阻RP1、第二排阻RP2和第三排阻RP3的阻值为2K,第一运放U1、第二运放U2、第三运放U3、第四运放U4、第五运放U5、第六运放U6和第七运放U7的型号为LM2902。
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