CN211127092U - 一种低压电气设备控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种低压电气设备控制电路，包括智能控制器和信号采样单元，智能控制器包括单片机、指令处理单元和继电器驱动芯片，指令处理单元包括指令放大稳定电路和滤波隔离电路，通过设计指令放大稳定电路和滤波隔离电路对控制指令信号进行处理，有效滤除配电系统中电磁扰动和高频噪声干扰，提高控制指令信号的准确性，当采集数据出现异常，单片机下发相应的控制指令信号，该控制指令信号经指令处理单元处理后，由继电器驱动芯片驱动相应的继电器动作，避免低压电气设备内继电器控制误触发，提升低压电气设备控制的安全性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及低压电气设备技术领域，特别是涉及一种低压电气设备控制电路。
背景技术
目前的低压电气设备基本实现智能化保护，其主要原理是通过对电气线路的各个运行参数进行检测，并经过智能控制器判别是否存在故障产生，若存在故障这发出控制指令使对应的继电器动作，从而实现对配电系统的保护，避免产生过载、短路、不平衡电流、谐波等故障造成的危害。由于配电系统中存在大量的电磁扰动与高频噪声，对智能控制器下发的控制指令信号存在干扰，强烈的干扰下可能导致低压电气设备内继电器控制误触发，形成次生安全隐患。
所以本实用新型提供一种新的方案来解决此问题。
实用新型内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的在于提供一种低压电气设备控制电路。
其解决的技术方案是：一种低压电气设备控制电路，包括智能控制器和信号采样单元，所述智能控制器包括单片机、指令处理单元和继电器驱动芯片，所述指令处理单元包括指令放大稳定电路和滤波隔离电路；所述信号采样单元用于采集低压电气设备的工作参数数据，并将采集数据送入所述单片机中对比，当采集数据超出单片机内部预设安全范围值时，所述单片机发出控制指令信号，所述控制指令信号依次经所述指令放大稳定电路、滤波隔离电路处理后送入所述继电器驱动芯片内，所述继电器驱动芯片驱动相应的继电器通断。
进一步的，所述指令放大稳定电路包括运放器AR1，运放器AR1的反相输入端通过电容C1连接所述单片机的指令输出端，并通过电阻R1连接运放器AR1的输出端，运放器AR1的同相输入端通过并联的电阻R2、电容C2接地，并通过电阻R3连接+5V电源。
进一步的，所述指令放大稳定电路还包括三极管VT1，三极管VT1通过电阻R4连接运放器AR1的输出端，并通过电阻R5连接三极管VT1的基极和稳压二极管DZ1的阴极，稳压二极管DZ1的阳极接地，三极管VT1的发射极连接所述滤波隔离电路的输入端。
进一步的，所述滤波隔离电路包括三极管VT2，三极管VT2的基极连接三极管VT3的发射极，并通过并联的电阻R6、电容C3接地，三极管VT2的发射极接地，三极管VT2的集电极通过并联的电阻R7、电感L1连接+5V电源，并通过电容C4连接运放器AR2的同相输入端，运放器AR2的反相输入端、输出端连接所述继电器驱动芯片。
通过以上技术方案，本实用新型的有益效果为：
1.单片机发出的控制指令信号经电容C1耦合后送入运放器AR1中进行放大，+5V电源通过电阻分压后向运放器AR1的同相输入端提供基准电压，电容C2起到基准电压稳定的作用，从而对控制指令信号的放大形成基准电位值，使信号放大更加准确有效；
2.指令放大稳定电路利用三极管稳压电路原理对运放器AR1的输出信号进行稳压，有效提高控制指令信号放大后的稳定性；
3.滤波隔离电路利用RC滤波原理对三极管稳压电路的输出信号进行低通滤波，有效滤除配电系统中的高频噪声对控制指令信号的干扰，然后采用LC滤除器对三极管VT2的输出信号进行选频滤波，很好地滤除外界杂波频率信号，消除电磁扰动，提高控制指令信号的准确性；
4.本实用新型通过有效提高控制指令信号的准确性，避免低压电气设备内继电器控制误触发，提升低压电气设备控制的安全性能。
附图说明
图1为本实用新型指令放大稳定电路原理图。
图2为本实用新型滤波隔离电路原理图。
具体实施方式
有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图2对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。
一种低压电气设备控制电路，包括智能控制器和信号采样单元，智能控制器包括单片机、指令处理单元和继电器驱动芯片，指令处理单元包括指令放大稳定电路和滤波隔离电路。
信号采样单元用于采集低压电气设备的工作参数数据，并将采集数据送入单片机中对比，当采集数据超出单片机内部预设安全范围值时，单片机发出控制指令信号，控制指令信号依次经指令放大稳定电路、滤波隔离电路处理后送入继电器驱动芯片内，继电器驱动芯片驱动相应的继电器通断。
由于单片机发出的控制指令信号无法直接驱动继电器动作，因此将该控制指令信号首先送入指令放大稳定电路中进行增强处理。如图1所示，指令放大稳定电路包括运放器AR1，运放器AR1的反相输入端通过电容C1连接单片机的指令输出端，并通过电阻R1连接运放器AR1的输出端，运放器AR1的同相输入端通过并联的电阻R2、电容C2接地，并通过电阻R3连接+5V电源。
单片机发出的控制指令信号经电容C1耦合后送入运放器AR1中进行放大，+5V电源通过电阻分压后向运放器AR1的同相输入端提供基准电压，电容C2起到基准电压稳定的作用，从而对控制指令信号的放大形成基准电位值，使信号放大更加准确有效。
为了使放大后的信号幅值更加稳定，指令放大稳定电路还利用三极管稳压电路原理对运放器AR1的输出信号进行稳压，有效提高控制指令信号放大后的稳定性。其中，三极管稳压电路包括三极管VT1，三极管VT1通过电阻R4连接运放器AR1的输出端，并通过电阻R5连接三极管VT1的基极和稳压二极管DZ1的阴极，稳压二极管DZ1的阳极接地，三极管VT1的发射极连接滤波隔离电路的输入端。
指令放大稳定电路的输出信号送入滤波隔离电路中进行降噪，如图2所示，滤波隔离电路包括三极管VT2，三极管VT2的基极连接三极管VT3的发射极，并通过并联的电阻R6、电容C3接地，三极管VT2的发射极接地，三极管VT2的集电极通过并联的电阻R7、电感L1连接+5V电源，并通过电容C4连接运放器AR2的同相输入端，运放器AR2的反相输入端、输出端连接继电器驱动芯片。
在滤波隔离电路的处理过程中，电阻R6、电容C3形成RC滤波对三极管稳压电路的输出信号进行低通滤波，有效滤除配电系统中的高频噪声对控制指令信号的干扰。然后电感L1与电容C4形成LC滤除器对三极管VT2的输出信号进行选频滤波，很好地滤除外界杂波频率信号，消除电磁扰动，提高控制指令信号的准确性，最后经运放器AR2对信号形成电气隔离后送入继电器驱动芯片中，由继电器驱动芯片驱动相应的继电器动作。
本实用新型在具体使用时，信号采样单元通过各种电传感器对低压电气设备中的电气线路运行参数进行实时采集，包括电压、电流、频率等信号的采集，并将采集数据送入单片机中进行比较运算处理，当采集数据出现异常，即采集数据超出单片机内部预设安全范围值时，单片机下发相应的控制指令信号，该控制指令信号经指令处理单元处理后，由继电器驱动芯片驱动相应的继电器动作。
本实用新型通过设计指令放大稳定电路和滤波隔离电路对控制指令信号进行处理，有效滤除配电系统中电磁扰动和高频噪声干扰，提高控制指令信号的准确性，避免低压电气设备内继电器控制误触发，提升低压电气设备控制的安全性能。
以上所述是结合具体实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施仅局限于此；对于本实用新型所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本实用新型技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本实用新型保护范围之内。
Claims (4)
1.一种低压电气设备控制电路，包括智能控制器和信号采样单元，其特征在于：所述智能控制器包括单片机、指令处理单元和继电器驱动芯片，所述指令处理单元包括指令放大稳定电路和滤波隔离电路；
所述信号采样单元用于采集低压电气设备的工作参数数据，并将采集数据送入所述单片机中对比，当采集数据超出单片机内部预设安全范围值时，所述单片机发出控制指令信号，所述控制指令信号依次经所述指令放大稳定电路、滤波隔离电路处理后送入所述继电器驱动芯片内，所述继电器驱动芯片驱动相应的继电器通断。
2.根据权利要求1所述的低压电气设备控制电路，其特征在于：所述指令放大稳定电路包括运放器AR1，运放器AR1的反相输入端通过电容C1连接所述单片机的指令输出端，并通过电阻R1连接运放器AR1的输出端，运放器AR1的同相输入端通过并联的电阻R2、电容C2接地，并通过电阻R3连接+5V电源。
3.根据权利要求2所述的低压电气设备控制电路，其特征在于：所述指令放大稳定电路还包括三极管VT1，三极管VT1通过电阻R4连接运放器AR1的输出端，并通过电阻R5连接三极管VT1的基极和稳压二极管DZ1的阴极，稳压二极管DZ1的阳极接地，三极管VT1的发射极连接所述滤波隔离电路的输入端。
4.根据权利要求3所述的低压电气设备控制电路，其特征在于：所述滤波隔离电路包括三极管VT2，三极管VT2的基极连接三极管VT3的发射极，并通过并联的电阻R6、电容C3接地，三极管VT2的发射极接地，三极管VT2的集电极通过并联的电阻R7、电感L1连接+5V电源，并通过电容C4连接运放器AR2的同相输入端，运放器AR2的反相输入端、输出端连接所述继电器驱动芯片。
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