CN215067101U - 低压线路自动拓扑检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种低压线路自动拓扑检测电路，包括CPU、电流电压采集传感器及畸变电流发生模块；CPU分别与所述电流电压采集传感器及所述畸变电流发生模块连接；畸变电流发生模块包括运算放大器，所述运算放大器的同相输入端及正极供电端均与所述CPU的第一电源端连接，所述运算放大器的输出端分别与所述运算放大器的反相输入端及参考电压端连接；电流电压采集传感器为穿刺型；本实用新型可部署在低压网中的多个不同节点上，畸变电流发生模块产生畸变电流，电流电压采集传感器可检测节点中的电压和电流，实现了对低压线路中节点的电流、电压数据采集的同时，确定各个节点之间的拓扑关系。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路检测领域，尤其涉及一种低压线路自动拓扑检测电路。
背景技术
现有的低压网中所使用的测量设备功能都较单一且价格较贵，难以在每个需检测的节点都安装监测工具，则需要人工多次更换检测节点，耗费大量人力和时间，且大多只能测量单个节点，无法获取节点之间的上下级关系；如现有的漏电检测终端，只能检测线路中是否出现漏电情况，功能单一，且单套设备的单价昂贵，若需要测量大量节点需要人工多次前往不同节点所在位置。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种低压线路自动拓扑检测电路，在实现对节点的数据采集的同时获取节点之间的上下级关系。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种低压线路自动拓扑检测电路，包括CPU、电流电压采集传感器及畸变电流发生模块；
所述CPU分别与所述电流电压采集传感器及所述畸变电流发生模块连接；
所述畸变电流发生模块包括运算放大器，所述运算放大器的同相输入端及正极供电端均与所述CPU的第一电源端连接，所述运算放大器的输出端分别与所述运算放大器的反相输入端及参考电压端连接；
所述电流电压采集传感器为穿刺型。
进一步地，还包括电流数据处理电路及电压数据处理电路；
所述电流电压采集传感器分别与所述电流数据处理电路及所述电压数据处理电路的输入端连接，所述电流数据处理电路的输出端及所述电压数据处理电路的输出端与所述CPU连接。
进一步地，还包括漏电电流采集传感器；
所述漏电电流采集传感器与所述电流数据处理电路的输入端连接。
进一步地，还包括LORA自组网通讯模块及天线；
所述LORA自组网通讯模块的一端与所述CPU连接，另一端与天线连接。
进一步地，还包括第一分压电阻及第二分压电阻；
所述运算放大器的同相输入端与所述第一分压电阻连接后与所述第一电源端连接；
所述正极供电端依次连接所述第一分压电阻及所述第二分压电阻后与负极供电端连接；所述负极供电端接地。
进一步地，还包括晶振电路，所述晶振电路与所述CPU连接。
进一步地，还包括电池管理模块，所述电池管理模块与所述CPU连接。
进一步地，所述畸变电流发生模块还包括MOS管、继电器及变压器；
所述MOS管的栅极与所述CPU的PA5管脚连接；
所述MOS管的漏极与所述继电器的第一管脚连接，所述MOS管的源极接地；
所述继电器的第二管脚与所述CPU的第二电源端连接，所述继电器的NC管脚与所述变压器输出端的零线连接，所述变压器输出端的火线连接待测节点；
所述变压器输入端与所述参考电压端连接。
进一步地，所述CPU的型号为STM32系列处理器。
进一步地，还包括第二芯片，所述第二芯片的CS管脚与所述CPU的PB10管脚连接。
本实用新型的有益效果在于：低压线路自动拓扑检测电路可部署在低压网中的多个不同节点上，畸变电流发生模块产生畸变电流，电流电压采集传感器可检测节点中的电压和电流，并传递给CPU，CPU可识别出是否接受到下级节点上的畸变电流发生模块所产生的畸变电流，同时本节点所产生的畸变电流可被上级节点检测到，实现了对低压线路中节点的电流、电压数据采集的同时，确定各个节点之间的拓扑关系，且电流电压采集传感器为穿刺型，放置于待检测节点上之后可直接为电路中CPU等元件供电，现场使用方便。
附图说明
图1为本实用新型实施例的一种低压线路自动拓扑检测电路模块示意图；
图2为本实用新型实施例的一种畸变电流发生模块及接收模块示意图；
标号说明：
1、电流电压采集传感器；2、天线；3、LORA自组网通讯模块；4、电池管理模块；5、数据接口；6、晶振电路；7、畸变电流发生模块；8、工作电源模块；9、电流数据处理电路；10、漏电电流采集传感器；11、电压数据处理电路。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1，一种低压线路自动拓扑检测电路，包括CPU、电流电压采集传感器及畸变电流发生模块；
所述CPU分别与所述电流电压采集传感器及所述畸变电流发生模块连接；
所述畸变电流发生模块包括运算放大器，所述运算放大器的同相输入端及正极供电端均与所述CPU的第一电源端连接，所述运算放大器的输出端分别与所述运算放大器的反相输入端及参考电压端连接；
所述电流电压采集传感器为穿刺型。
从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：低压线路自动拓扑检测电路可部署在低压网中的多个不同节点上，畸变电流发生模块产生畸变电流，电流电压采集传感器可检测节点中的电压和电流，并传递给CPU，CPU可识别出是否接受到下级节点上的畸变电流发生模块所产生的畸变电流，同时本节点所产生的畸变电流可被上级节点检测到，实现了对低压线路中节点的电流、电压数据采集的同时，确定各个节点之间的拓扑关系，且电流电压采集传感器为穿刺型，放置于待检测节点上之后可直接为电路中CPU等元件供电，现场使用方便。
进一步地，还包括电流数据处理电路及电压数据处理电路；
所述电流电压采集传感器分别与所述电流数据处理电路及所述电压数据处理电路的输入端连接，所述电流数据处理电路的输出端及所述电压数据处理电路的输出端与所述CPU连接。
由上述描述可知，电流电压采集传感器所采集到的电流/电压数据通过电流数据处理电路及电压数据处理电路进行初步处理之后再传入CPU中，如进行A/D模数转换数字信号，减小CPU的数据处理压力，电流电压采集装置可采集在线负荷电流、畸变电流、电压等电量数据。
进一步地，还包括漏电电流采集传感器；
所述漏电电流采集传感器与所述电流数据处理电路的输入端连接。
由上述描述可知，漏电电流采集传感器输出端与电流数据处理电路连接，输入端放置目标线路(如三相四线电缆)上采集漏电电流，能够获取到线路外围是否有漏电电流，并对相应电流数据进行初步处理。
进一步地，还包括LORA自组网通讯模块及天线；
所述LORA自组网通讯模块的一端与所述CPU连接，另一端与天线连接。
由上述描述可知，LORA自组网通讯模块能够通过天线接收通过自组网下发的畸变电流发送时序等信号，在多个节点上都安装了低压线路自动拓扑检测电路的情况下，能够通过自组网控制各个节点上的电路防止多个电路同时发送畸变电流导致拓扑图的测量结果混乱；并且能够通过LORA自组网通讯模块和天线实现本地所检测到的畸变电流的上报。
进一步地，所述畸变电流发生模块还包括第一分压电阻及第二分压电阻；
所述运算放大器的同相输入端与所述第一分压电阻连接后与所述第一电源端连接；
所述正极供电端依次连接所述第一分压电阻及所述第二分压电阻后与负极供电端连接；所述负极供电端接地。
由上述描述可知，设置分压电阻，保证电路中的电流不会过大，防止电路短路，起到保护电流的作用。
进一步地，还包括晶振电路，所述晶振电路与所述CPU连接。
由上述描述可知，设置晶振电路，能够为CPU提供时钟信号，在多个节点都布置有低压线路自动拓扑检测电路的情况下，能够为保证各个节点根据晶振电路的时序顺序进行畸变电流的发送。
进一步地，还包括电池管理模块，所述电池管理模块与所述CPU连接。
由上述描述可知，设置电池管理模块，能够进行自带电源和线路中所取电源之间的电源分配。
进一步地，所述畸变电流发生模块还包括MOS管、继电器及变压器；
所述MOS管的栅极与所述CPU的PA5管脚连接；
所述MOS管的漏极与所述继电器的第一管脚连接，所述MOS管的源极接地；
所述继电器的第二管脚与所述CPU的第二电源端连接，所述继电器的NC管脚与所述变压器输出端的零线连接，所述变压器输出端的火线连接待测节点；
所述变压器输入端与所述参考电压端连接。
由上述描述可知，使用MOS管作为开关，接收芯片发出的信号控制是否导通电路，再通过变压器实现将所产生的畸变电流输出到电路中。
进一步地，所述CPU的型号为STM32系列处理器。
由上述描述可知，STM32系列处理器的型号多样且价格适中，在具体应用中能够根据不同的需求选择不同的型号。
进一步地，还包括第二芯片，所述第二芯片的CS管脚与所述CPU的PB10管脚连接。
由上述描述可知，第二芯片的CS管脚接收到CPU发送的信号之后才会开始工作传递相应数据到CPU中，实现从芯片与主芯片(CPU)之间的通信。
请参照图1及图2，本实用新型的实施例一为：
一种低压线路自动拓扑检测电路，包括CPU12、电流电压采集传感器1、电流数据处理电路9、电压数据处理电路11、LORA自组网通讯模块3、天线2、电池管理模块4、数据接口5、晶振电路6、畸变电流发生模块7、工作电源模块8、漏电电流采集传感器10和第二芯片U6；
所述CPU分别与电流数据处理电路、电压数据处理电路、LORA自组网通讯模块、电池管理模块、数据接口、晶振电路、畸变电流发生模块、工作电源模块连接以及维持电路正常运行的电容C47及C52、电阻R72及R73；
其中，电流电压采集传感器分别与电流数据处理电路及电压数据处理电路的输入端连接，所述电流数据处理电路的输出端及所述电压数据处理电路的输出端与所述CPU连接；漏电电流采集传感器与电流数据处理电路的输入端连接；LORA自组网通讯模块的一端与所述CPU连接，另一端与天线连接。
在本实施例中，畸变电流发生模块包括运算放大器、第一分压电阻R68、第二分压电阻R70、MOS管Q3、继电器RLY1及变压器T1，运算放大器的同相输入端及正极供电端均与CPU的第一电源端连接，运算放大器的输出端分别与运算放大器的反相输入端及参考电压端连接；所述运算放大器的同相输入端与所述第一分压电阻连接后与所述第一电源端连接；所述正极供电端依次连接所述第一分压电阻及所述第二分压电阻后与负极供电端连接；所述负极供电端接地。
如图2所示，MOS管的栅极与所述CPU的PA5管脚连接；所述MOS管的漏极与所述继电器的第一管脚连接，所述MOS管的源极接地；所述继电器的第二管脚与所述CPU的第二电源端连接，所述继电器的NC管脚与所述变压器输出端的零线连接，所述变压器输出端的火线连接待测节点；所述变压器输入端与所述参考电压端连接；继电器的第二管脚与CPU的第二电源连接，第一管脚与MOS管的漏极连接，MOS管的栅极与CPU连接，接收CPU的控制信号控制MOS管漏极和源极之间的导通，即芯片控制继电器的开关，继电器的常闭NC管脚与变压器输出端的零线连接，在继电器第一管脚与第二管脚导通情况下变压器输出端断开，MOS管栅极接收到CPU输出的相应信号后断开源极与漏极之间的电路，则继电器第一管脚与第二管脚断开，变压器输出端闭合，实现对发送畸变电流的时机的控制。
如图2所示，所述第二芯片的CS管脚与所述CPU的PB10管脚连接，第二芯片通过对外接口J10获取电路中信号。
在本实施例中，所述电流电压采集传感器为穿刺型；穿刺取相电压，实现为低压线路自动拓扑检测电路的供电，具体的，通过工作电源模块进行降压实现供电，防止击穿，同时通过电池管理模块进行电源分配。
在本实施例中，数据接口能够接收对CPU进行仿真及嵌入式程序编写的数据。
在本实施例中，CPU的型号为STM32系列处理器。
综上所述，本实用新型提供的一种低压线路自动拓扑检测电路，包括CPU、电流电压采集传感器、电流数据处理电路、电压数据处理电路及畸变电流发生模块，畸变电流发生模块中包括运算放大器、MOS管、继电器及变压器，MOS管的栅极与CPU的PA5管脚连接，能够接收CPU中输出的信号控制MOS管中源极和漏极之间的导通，从而控制继电器的第一管脚和第二管脚之间的导通，而变压器中的零线连接继电器的常闭节点，实现控制变压器的导通，最终控制发送畸变电流的时机，通过运算放大器产生特定频率的畸变电流，设定频率为100赫兹，在不影响电路正常运行的情况下保证畸变电流能够被检测到，所发送的畸变电流能够被上游节点的低压线路自动拓扑检测电路获取到，并且也可以接收到下游节点所发送的畸变电流，最终实现对电路拓扑结构的获取；并且电流电压采集传感器和漏电电流采集传感器还能够过去电路中的各种电量数据，通过LORA自组网通讯模块和天线进行发送，无需人工抄表。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种低压线路自动拓扑检测电路，其特征在于，包括CPU、电流电压采集传感器及畸变电流发生模块；
所述CPU分别与所述电流电压采集传感器及所述畸变电流发生模块连接；
所述畸变电流发生模块包括运算放大器，所述运算放大器的同相输入端及正极供电端均与所述CPU的第一电源端连接，所述运算放大器的输出端分别与所述运算放大器的反相输入端及参考电压端连接；
所述电流电压采集传感器为穿刺型。
2.根据权利要求1所述的一种低压线路自动拓扑检测电路，其特征在于，还包括电流数据处理电路及电压数据处理电路；
所述电流电压采集传感器分别与所述电流数据处理电路及所述电压数据处理电路的输入端连接，所述电流数据处理电路的输出端及所述电压数据处理电路的输出端与所述CPU连接。
3.根据权利要求2所述的一种低压线路自动拓扑检测电路，其特征在于，还包括漏电电流采集传感器；
所述漏电电流采集传感器与所述电流数据处理电路的输入端连接。
4.根据权利要求1所述的一种低压线路自动拓扑检测电路，其特征在于，还包括LORA自组网通讯模块及天线；
所述LORA自组网通讯模块的一端与所述CPU连接，另一端与天线连接。
5.根据权利要求1所述的一种低压线路自动拓扑检测电路，其特征在于，所述畸变电流发生模块还包括第一分压电阻及第二分压电阻；
所述运算放大器的同相输入端与所述第一分压电阻连接后与所述第一电源端连接；
所述正极供电端依次连接所述第一分压电阻及所述第二分压电阻后与负极供电端连接；所述负极供电端接地。
6.根据权利要求1所述的一种低压线路自动拓扑检测电路，其特征在于，还包括晶振电路，所述晶振电路与所述CPU连接。
7.根据权利要求1所述的一种低压线路自动拓扑检测电路，其特征在于，还包括电池管理模块，所述电池管理模块与所述CPU连接。
8.根据权利要求1所述的一种低压线路自动拓扑检测电路，其特征在于，所述畸变电流发生模块还包括MOS管、继电器及变压器；
所述MOS管的栅极与所述CPU的PA5管脚连接；
所述MOS管的漏极与所述继电器的第一管脚连接，所述MOS管的源极接地；
所述继电器的第二管脚与所述CPU的第二电源端连接，所述继电器的NC管脚与所述变压器输出端的零线连接，所述变压器输出端的火线连接待测节点；
所述变压器输入端与所述参考电压端连接。
9.根据权利要1所述的一种低压线路自动拓扑检测电路，其特征在于，所述CPU的型号为STM32系列处理器。
10.根据权利要1所述的一种低压线路自动拓扑检测电路，其特征在于，还包括第二芯片，所述第二芯片的CS管脚与所述CPU的PB10管脚连接。
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