CN216819505U - 一种配电监测电路、装置和系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及能源监测技术领域，尤指一种配电监测电路，包含：电源电路、逻辑切换芯片、运算放大器和MCU处理器，所述逻辑切换芯片通过所述运算放大器与所述MCU处理器连接，所述逻辑切换芯片的输入端连接有若干采样电路，所述逻辑切换芯片用于将多路所述采样电路的采样信号合并为一路采样信号，所述电源电路用于为所述采样电路、逻辑切换芯片、运算放大器以及MCU处理器供电。与传统的信号监测电路相比，本实用新型不需要使用电压跟随器，同时可以减少运算放大器以及外围电阻电容等元器件的数量，节省成本，释放PCB板空间。本实用新型还提供一种配电监测装置和系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及能源监测技术领域，尤指一种配电监测电路。
背景技术
随着技术发展和对能源的重视，能源监测设备也在飞速的发展，各种各样的能源监测设备层出不穷，产品形态也不断改进。
在传统的信号监测电路中，请参阅图1－2所示，由于采样路数较多，MCU的ADC端口有限，因此选用逻辑切换芯片来降低MCU的ADC端口使用数量。为了保证采样的准确性以及电源的隔离性，采样信号先经过运算放大器处理后，再给到逻辑切换芯片采集。而逻辑切换芯片在切换过程中容易产生瞬时干扰信号，为了避免逻辑切换芯片切换时造成的干扰，需要在逻辑切换芯片与MCU之间连接电压跟随器。
随着采样路数的增多，上述信号监测方案所用到的运算放大器数量也需增加，同时，外围电路所用到的电阻和电容也增加；从而影响产品的小型化和生产成本。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种配电监测电路，其不需要使用电压跟随器，同时可以减少运算放大器以及外围电阻电容等元器件的数量，节省成本，释放PCB板空间。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种配电监测电路，包含：电源电路、逻辑切换芯片、运算放大器和MCU处理器，所述逻辑切换芯片通过所述运算放大器与所述MCU处理器连接，所述逻辑切换芯片的输入端连接有若干采样电路，所述逻辑切换芯片用于将多路所述采样电路的采样信号合并为一路采样信号，所述电源电路用于为所述采样电路、逻辑切换芯片、运算放大器以及MCU处理器供电。
进一步，所述电源电路的输入端连接直流电压或交流电压，所述电源电路的输入端所连接的直流电压为36V－400V，交流电压为100V－300V。
进一步，所述电源电路包括：
第一电源模块，所述第一电源模块的输入端连接直流电压或交流电压，所述第一电源模块的输出端输出24V直流电压；
第二电源模块，所述第二电源模块与所述第一电源模块的输出端相连，用于将第一电源模块输出的24V转化为±12V；
第三电源模块，所述第三电源模块与所述第二电源模块的输出端相连，用于将第二电源模块输出的±12转化为±5V；
第四电源模块，所述第四电源模块与所述第三电源模块的输出端相连，用于将第三电源模块输出的±5V转化为3.3V。
进一步，所述第三电源模块的输出端与所述逻辑切换芯片连接，所述第四电源模块的输出端与所述运算放大器、MCU处理器连接。
进一步，所述第三电源模块包括78L05稳压器和79L05稳压器，所述78L05稳压器的GND端与所述79L05稳压器的GND端共同接地，所述78L05稳压器的VIN端连接+5V电压，所述79L05稳压器的VIN端连接－5V电压。
进一步，所述MCU处理器连接有485通讯模块。
本实用新型还提供一种配电监测装置，包括以上所述的一种配电监测电路。
本实用新型还提供一种配电监测系统，包括以上所述的一种配电监测装置。
进一步，所述配电监测系统包括触摸屏、电压传感器、电流传感器和温度传感器，所述配电监测装置的信号输入端与所述触摸屏、电压传感器、电流传感器以及温度传感器连接。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型所述逻辑切换芯片通过所述运算放大器与所述MCU处理器连接，所述逻辑切换芯片的输入端连接有若干采样电路，所述逻辑切换芯片用于将多路所述采样电路的采样信号合并为一路采样信号。与传统的信号监测电路相比，本实用新型不需要使用电压跟随器，同时可以减少运算放大器以及外围电阻电容等元器件的数量，节省成本，释放PCB板空间。
附图说明
图1和图2是背景技术中所述传统的信号监测电路的示意图。
图3是本实用新型所述一种配电监测电路的示意图。
图4是本实用新型所述一种配电监测电路的电路示意图。
图5是本实用新型所述第三电源模块的电路图。
图6是本实用新型所述逻辑切换芯片的示意图。
图7是本实用新型所述一种配电监测系统的示意图。
附图标号说明：1.电流传感器。
具体实施方式
请参阅图3－4所示，本实用新型关于一种配电监测电路，包含：电源电路、逻辑切换芯片、运算放大器和MCU处理器，所述逻辑切换芯片通过所述运算放大器与所述MCU处理器连接，所述逻辑切换芯片的输入端连接有若干采样电路，所述逻辑切换芯片用于将多路所述采样电路的采样信号合并为一路采样信号，所述电源电路用于为所述采样电路、逻辑切换芯片、运算放大器以及MCU处理器供电。
本实用新型所述逻辑切换芯片通过所述运算放大器与所述MCU处理器连接，所述逻辑切换芯片的输入端连接有若干采样电路，所述逻辑切换芯片用于将多路所述采样电路的采样信号合并为一路采样信号。与传统的信号监测电路相比，本实用新型不需要使用电压跟随器，同时可以减少运算放大器以及外围电阻电容等元器件的数量，节省成本，释放PCB板空间；具体为：
背景技术中所述传统的信号监测电路将采样信号先经运算放大器处理，再给逻辑切换芯片的传统方案；而本实用新型将采样信号先经过逻辑切换芯片采样，再给运算放大器处理。在传统方案中，按照54路CT采样信号计算，需要至少14个四运算放大器来处理该信号，再经过7个逻辑切换芯片输出，给到2个四运算放大器的电压跟随器，最终将采样信号给到MCU处理，至少需要16个四运算放大器来处理；然而，在本实施例中，54路采样信号，给到7个逻辑切换芯片，再输出7个AD采样通道，只需要2个四运算放大器就可以完成，同样的54路信号采样处理，可以节省14个四运算放大器以及200多个外围电阻电容等元器件，节省成本，释放PCB板空间，提高采样精度。
进一步地，所述电源电路的输入端连接直流电压或交流电压，所述电源电路的输入端所连接的直流电压为36V－400V，交流电压为100V－300V。
进一步地，所述电源电路包括：
第一电源模块，所述第一电源模块的输入端连接直流电压或交流电压，所述第一电源模块的输出端输出24V直流电压；
第二电源模块，所述第二电源模块与所述第一电源模块的输出端相连，用于将第一电源模块输出的24V转化为±12V；
第三电源模块，所述第三电源模块与所述第二电源模块的输出端相连，用于将第二电源模块输出的±12转化为±5V；
第四电源模块，所述第四电源模块与所述第三电源模块的输出端相连，用于将第三电源模块输出的±5V转化为3.3V。
进一步地，所述第三电源模块的输出端与所述逻辑切换芯片连接，所述第四电源模块的输出端与所述运算放大器、MCU处理器连接。
请参阅图5所示，所述第三电源模块包括78L05稳压器和79L05稳压器，所述78L05稳压器的GND端与所述79L05稳压器的GND端共同接地，所述78L05稳压器的VIN端连接+5V电压，所述79L05稳压器的VIN端连接－5V电压。此处限定的目的在于可以有效节约成本。
进一步地，所述MCU处理器连接有485通讯模块。
在本实施例中，按照外接54路CT电流进行描述，整体框架参考图4，电源输入端既可以直流D36V－400V输入，也可交流AC100－300V输入，该产品外接54路CT，首先经过CT采样后，将信号给到逻辑切换芯片，所述逻辑切换芯片(请参阅图6)可以将8路输入信号，按照一定的频率，进行切换输出，可以将8路信号合并成1路信号，再按照一定的频率进行切换采样，输出给到运算放大器，该运算放大器采用1.5V的基准电源进行计算；外接CT值输出电压范围为正负4V，为了满足该测量范围，需要降逻辑切换芯片供电方式改为±5V供电，运算放大器也要兼容正负4V的输入信号范围，此运算放大器将信号缩小3倍后进行输出，给到MCU处理器的ADC端口上计算；运算放大器输出的信号相对稳定，不需要再接电压跟随器，可以提高电压采样切换频率。
与传统的信号监测电路相比，本实用新型所述的一种配电监测电路的优势如下：减少上百个元器件，简化方案，节省成本；缩小产品体积，增加兼容性美观性；增加路数，加强产品竞争力；释放PCB板空间，提高采样精度。
本实用新型还提供一种配电监测装置，包括以上所述的一种配电监测电路。
本实用新型还提供一种配电监测系统，请参阅图7所示，包括以上所述的一种配电监测装置，本实施例所述配电监测装置为直流配电监测装置。
进一步地，所述配电监测系统包括触摸屏、电压传感器、电流传感器1和温度传感器，所述配电监测装置的信号输入端与所述触摸屏、电压传感器、电流传感器1以及温度传感器连接。
以上实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种配电监测电路，其特征在于，包含：电源电路、逻辑切换芯片、运算放大器和MCU处理器，所述逻辑切换芯片通过所述运算放大器与所述MCU处理器连接，所述逻辑切换芯片的输入端连接有若干采样电路，所述逻辑切换芯片用于将多路所述采样电路的采样信号合并为一路采样信号，所述电源电路用于为所述采样电路、逻辑切换芯片、运算放大器以及MCU处理器供电。
2.根据权利要求1所述的一种配电监测电路，其特征在于：所述电源电路的输入端连接直流电压或交流电压，所述电源电路的输入端所连接的直流电压为36V－400V，交流电压为100V－300V。
3.根据权利要求2所述的一种配电监测电路，其特征在于：所述电源电路包括：
第一电源模块，所述第一电源模块的输入端连接直流电压或交流电压，所述第一电源模块的输出端输出24V直流电压；
第二电源模块，所述第二电源模块与所述第一电源模块的输出端相连，用于将第一电源模块输出的24V转化为±12V；
第三电源模块，所述第三电源模块与所述第二电源模块的输出端相连，用于将第二电源模块输出的±12转化为±5V；
第四电源模块，所述第四电源模块与所述第三电源模块的输出端相连，用于将第三电源模块输出的±5V转化为3.3V。
4.根据权利要求3所述的一种配电监测电路，其特征在于：所述第三电源模块的输出端与所述逻辑切换芯片连接，所述第四电源模块的输出端与所述运算放大器、MCU处理器连接。
5.根据权利要求4所述的一种配电监测电路，其特征在于：所述第三电源模块包括78L05稳压器和79L05稳压器，所述78L05稳压器的GND端与所述79L05稳压器的GND端共同接地，所述78L05稳压器的VIN端连接+5V电压，所述79L05稳压器的VIN端连接－5V电压。
6.根据权利要求1所述的一种配电监测电路，其特征在于：所述MCU处理器连接有485通讯模块。
7.一种配电监测装置，其特征在于：包括如权利要求1－6任一项所述的一种配电监测电路。
8.一种配电监测系统，其特征在于：包括如权利要求7所述的一种配电监测装置。
9.根据权利要求8所述的一种配电监测系统，其特征在于：包括触摸屏、电压传感器、电流传感器和温度传感器，所述配电监测装置的信号输入端与所述触摸屏、电压传感器、电流传感器以及温度传感器连接。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202123174053.XU CN216819505U (zh) | 2021-12-15 | 2021-12-15 | 一种配电监测电路、装置和系统 |
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| CN202123174053.XU CN216819505U (zh) | 2021-12-15 | 2021-12-15 | 一种配电监测电路、装置和系统 |
Publications (1)
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| CN216819505U true CN216819505U (zh) | 2022-06-24 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202123174053.XU Active CN216819505U (zh) | 2021-12-15 | 2021-12-15 | 一种配电监测电路、装置和系统 |
Country Status (1)
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2021
- 2021-12-15 CN CN202123174053.XU patent/CN216819505U/zh active Active
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