CN211318698U - 一种变电站用直流电源检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于变电站电力配套设备技术领域，尤其涉及一种变电站用直流电源检测电路。该变电站用直流电源检测电路可实现对变电站直流电力系统中的直流电源模块的在线监测，可及时发现直流电源模块的运行异常状态。具体包括有：微处理器单元、模数转换单元以及计数单元；其中，微处理器单元的P1引脚与模数转换单元的R/H引脚相连接；微处理器单元的P3.1引脚与计数单元的RESET引脚相连接；微处理器单元的P3.2引脚与模数转换单元的STRO引脚相连接；微处理器单元的P3.3引脚与模数转换单元的BUSY引脚相连接；模数转换单元的INHI引脚与待检测的直流电源的输出端相连接；模数转换单元的REF引脚接收参考电压值。
Description
技术领域
本实用新型属于变电站电力配套设备技术领域，尤其涉及一种变电站用直流电源检测电路。
背景技术
变电站直流电力系统由直流电源模块、蓄电池组、整流调压电路、充放电电路等一系列设备构成，其作用在于当变电站发生故障时，为继电保护装置、断路器、合闸单元以及载波通信等站内设备提供工作所需的直流供电，因此直流电力系统正常与否直接影响着变电站电力系统的运行可靠性。而作为变电站直流电力系统中的核心构件，直流电源模块其电压输出是否稳定连续，其工作状态是否存在过压/欠压/过温等异常情况，又进一步决定了直流电力系统的可靠性。然而发明人发现，现有针对直流电源模块乃至直流电力系统的检查多为由轮值人员进行定期核查，发现并处置相关异常情况。但上述检查过程存在着较大的滞后性，往往无法及时发现直流电源模块中存在的异常工作状态。一旦直流电源模块长期处于异常运行状态，极有可能会导致直流电源模块出现故障，并可能进一步导致影响范围扩大，对变电站系统的工作稳定性产生不利。
实用新型内容
本实用新型提供了一种变电站用直流电源检测电路，该变电站用直流电源检测电路可实现对变电站直流电力系统中的直流电源模块的在线监测，可及时发现直流电源模块的运行异常状态，免去了轮值人员对直流电源模块的现场定检过程，节省了人力物力并可为变电站系统工作的稳定性提供帮助。
为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：
一种变电站用直流电源检测电路，包括有：芯片型号为AT89C51的微处理器单元、芯片型号为ICL7135CQI的模数转换单元以及芯片型号为CD4040的计数单元；
其中，微处理器单元的P1引脚与模数转换单元的R/H引脚相连接；微处理器单元的P3.1引脚与计数单元的RESET引脚相连接；微处理器单元的P3.2引脚与模数转换单元的STRO引脚相连接；微处理器单元的P3.3引脚与模数转换单元的BUSY引脚相连接；
模数转换单元的INTO引脚与模数转换单元的AZIN引脚之间设置有积分电容；模数转换单元的AZIN引脚与模数转换单元的BUFFO引脚之间设置有积分电阻；模数转换单元的INHI引脚与待检测的直流电源的输出端相连接，用于接收直流电源输出电压值；模数转换单元的REF引脚接收参考电压值；
计数单元的CLK引脚与微处理器单元的XTAL2引脚之间通过分压电压以及斯密特触发反相器相连接；计数单元的Q0-Q10引脚分别与VDD端相连接；计数单元的Q11引脚与模数转换单元的CLK引脚相连接。
较为优选的，模数转换单元的INHI引脚与模数转换单元的INLO引脚之间还设置有隔离电容，该隔离电容的电容值不大于0.1μF。
较为优选的，模数转换单元的REFC+引脚与模数转换单元的REFC-引脚之间还设置有参考电容，该参考电容的电容值不大于1μF。
可选择的，模数转换单元的GND引脚接地；计数单元的GND引脚接地。
本实用新型提供了一种变电站用直流电源检测电路，该变电站用直流电源检测电路具体包含有微处理器单元、模数转换单元以及计数单元等。具有上述结构特征的变电站用直流电源检测电路，其电路设计紧凑合理、抗干扰性能良好且具有较高的检测精度，可用于对变电站直流电力系统中直流电源模块的在线监控，为及时发现直流电源模块中的运行异常状态提供帮助。
附图说明
图1为本实用新型提供的变电站用直流电源检测电路中微处理器单元的电路示意图；
图2为本实用新型提供的变电站用直流电源检测电路中模数转换单元的电路示意图；
图3为本实用新型提供的变电站用直流电源检测电路中计数单元的电路示意图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种变电站用直流电源检测电路，该变电站用直流电源检测电路可实现对变电站直流电力系统中的直流电源模块的在线监测，可及时发现直流电源模块的运行异常状态，免去了轮值人员对直流电源模块的现场定检过程，节省了人力物力并可为变电站系统工作的稳定性提供帮助。
本实用新型提供的一种变电站用直流电源检测电路，其具体包括有三部分结构单元：分别为微处理器单元、模数转换单元以及计数单元。其中，如图1所示，微处理器单元的芯片型号选择AT89C51。AT89C51为带有2K字节闪速可编程可擦除只读存储器（EEPROM）的低电压，高性能8位CMOS微处理器。其可提供如下标准功能：2K字节闪速存储器、128字节RAM、15根I/O口、两个16位定时器、一个五向量两级中断结构、一个全双工串行口、一个精密模拟比较器以及两种可选的节电工作方式。如图2所示，模数转换单元的芯片型号选择ICL7135CQI。ICI7135为一4位双积分A/D转换芯片,可以转换输出±20000个数字量,且具有STB选通控制的BCD码输出的特点。如图3所示，计数单元的芯片型号选择CD4040。CD4040为一12位二进制串行计数器，所有计数器位均为主从触发器。
具体的，如图1-3所示，微处理器单元的P1引脚与模数转换单元的R/H引脚相连接。其中微处理器单元的P1引脚是一个8位双向I/O口，模数转换单元的R/H引脚则为自动转换/停顿控制输入端；因此将上述微处理器单元的P1引脚与模数转换单元的R/H引脚连接，可实现利用微处理器单元控制程序启动模数转换单元A/D转换的过程，模数转换单元会自动启动下一次模数转换过程，直至接收到低电平时停止。
微处理器单元的P3.1引脚与计数单元的RESET引脚相连接。其中，微处理器单元的P3.1引脚为一TXD串行输出端口，计数单元的RESET引脚为数据清除端，利用微处理器单元输出串行控制信号从而实现对计数单元的数据清除操作。微处理器单元的P3.2引脚与模数转换单元的STRO引脚相连接，微处理器单元的P3.3引脚与模数转换单元的BUSY引脚相连接。其中，模数转换单元的STRO引脚为数据输出选通信号(负脉冲)；在每次A/D转换结束时,该引脚端输出5个负脉冲,分别选通由高到低的BCD码数据(5位)，并以第一个负脉冲作为转换结束信号，向微处理器请求中断（该中断作为微处理器单元的P3.2引脚所接收的外中断0事件）。模数转换单元的BUSY引脚为忙信号输出端；具体实现形式为高电平有效，正向积分开始时自动变高，反向积分结束时自动变低。即当模数转换单元输出忙信号（高电平）时，说明模数转换单元正在进行A/D转换，向微处理器请求中断（该中断作为微处理器单元的P3.3引脚所接收的外中断1事件）；而当输出低电平时，则说明模数转换单元A/D转换已经结束，此时外中断1事件结束。
模数转换单元的INTO引脚与模数转换单元的AZIN引脚之间设置有积分电容C1。具体的，该积分电容C1用来消除INTO引脚输出端可能存在的高频干扰信号。模数转换单元的AZIN引脚与模数转换单元的BUFFO引脚之间设置有积分电阻R1。具体的，该积分电R1阻用来消除BUFFO引脚输出端可能存在的偏置电流所引起的直流失调。模数转换单元的INHI引脚与待检测的直流电源的输出端相连接，用于接收直流电源输出电压值Vc；模数转换单元的REF引脚接收参考电压值Vref。也就是说，在确定参考电压的前提下，通过计算采样阶段与测量阶段所需的振荡脉冲个数之比，即可计算得到被测电压值即直流电源输出电压值Vc。
而计数单元的CLK引脚与微处理器单元的XTAL2引脚之间通过分压电压R0以及斯密特触发反相器HC相连接。其中，计数单元的CLK引脚作为计数单元时钟输入端，与微处理器单元的XTAL2引脚相连接，用以实现利用微处理器单元内部定时器对计数单元中时钟信号的计数控制。而计数单元的Q0-Q10引脚均与VDD端（高电位）相连接，计数单元的Q11引脚则与模数转换单元的CLK引脚相连接。需要说明的是，计数单元作为一分频处理器，其具体用于在对微处理器单元内部定时器提供的输入信号进行分频处理后，进一步将分频处理后生成的信号输出至模数转换单元，从而用作为模数转换单元的工作时钟信号。在上述分频处理的过程中，通过计数单元的分频操作，降低了模数转换单元工作时钟信号的工作频带，减少了模数转换单元低频过载可能性，以期提高模数转换单元的稳定性。
进一步的，作为本实用新型一种较为优选的实施方式，模数转换单元的INHI引脚与模数转换单元的INLO引脚之间设置有隔离电容C2，该隔离电容C2的电容值优选不大于0.1μF。而模数转换单元的REFC+引脚与模数转换单元的REFC-引脚之间设置有参考电容C3，该参考电容C3的电容值优选不大于1μF。以及，可选择的，模数转换单元的GND引脚接地；计数单元的GND引脚接地。
本实用新型提供了一种变电站用直流电源检测电路，该变电站用直流电源检测电路进一步包含有微处理器单元、模数转换单元以及计数单元等。具有上述结构特征的变电站用直流电源检测电路，其电路设计紧凑合理、抗干扰性能良好且具有较高的检测精度，可用于对变电站直流电力系统中直流电源模块的在线监控，为及时发现直流电源模块中的运行异常状态提供帮助。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种变电站用直流电源检测电路，其特征在于，包括有：
芯片型号为AT89C51的微处理器单元、芯片型号为ICL7135CQI的模数转换单元以及芯片型号为CD4040的计数单元；
其中，微处理器单元的P1引脚与模数转换单元的R/H引脚相连接；微处理器单元的P3.1引脚与计数单元的RESET引脚相连接；微处理器单元的P3.2引脚与模数转换单元的STRO引脚相连接；微处理器单元的P3.3引脚与模数转换单元的BUSY引脚相连接；
模数转换单元的INTO引脚与模数转换单元的AZIN引脚之间设置有积分电容；模数转换单元的AZIN引脚与模数转换单元的BUFFO引脚之间设置有积分电阻；模数转换单元的INHI引脚与待检测的直流电源的输出端相连接，用于接收直流电源输出电压值；模数转换单元的REF引脚接收参考电压值；
计数单元的CLK引脚与微处理器单元的XTAL2引脚之间通过分压电压以及斯密特触发反相器相连接；计数单元的Q0-Q10引脚分别与VDD端相连接；计数单元的Q11引脚与模数转换单元的CLK引脚相连接。
2.根据权利要求1所述的一种变电站用直流电源检测电路，其特征在于，模数转换单元的INHI引脚与模数转换单元的INLO引脚之间还设置有隔离电容；该隔离电容的电容值不大于0.1μF。
3.根据权利要求1所述的一种变电站用直流电源检测电路，其特征在于，模数转换单元的REFC+引脚与模数转换单元的REFC-引脚之间还设置有参考电容；该参考电容的电容值不大于1μF。
4.根据权利要求1所述的一种变电站用直流电源检测电路，其特征在于，模数转换单元的GND引脚接地。
5.根据权利要求1所述的一种变电站用直流电源检测电路，其特征在于，计数单元的GND引脚接地。
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