CN220894400U - 一种带电指示装置和一种设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种带电指示装置和一种设备，该装置包括：信号采样模块、反相放大器、电压监控模块和指示模块；信号采样模块的输入端连接输入电压，信号采样模块的输出端连接反相放大器的负向输入端；反相放大器的输出端经过分压模块之后连接至电压监控模块的输入端；电压监控模块的输出端与指示模块的采样时钟输入端连接。信号采样模块采用电压互感器，指示模块采用上升沿触发器。本实用新型还提出了一种设备，包括一种带电指示装置。本实用新型电路灵活性高，通过调节限流电阻、采样电阻和分压电阻的阻值，可以根据不同要求精确指示不同输入电压值；触发器为上升沿触发，使本电路抗干扰能力增强，电路运行更加稳定可靠。

Description

一种带电指示装置和一种设备

技术领域

本实用新型属于供电技术领域，特别涉及一种带电指示装置和一种设备。

背景技术

在用电场景中，规范要求供电额定电压为AC220V，为指示设备的正常运行与停止状态、输入的供电电压是否正常，要求具有供电电压指示灯。指示灯应满足的要求：平时灭，当接入的供电电压大于额定值的预设比例时常亮。在内部空间有限的情况下，要求不能使用太复杂电路，占用太多空间。

目前，电源指示灯常用方法：方法一：输入电压通过限流电阻、电压互感器、采样电阻转换为交流小信号，将交流小信号输入到单片机的模拟数字转换器中，将模拟信号转换为数字信号，根据读取到的电压参数实现运算，控制指示灯亮灭。方法二：输入电压通过二极管进行半波整流，再通过电阻分压限流，使电流极小，稳压二极管稳压点亮指示灯。方法一存在的缺点：单片机控制指示灯虽可精确控制指示灯亮灭，但单片机本身价格较贵，还需要搭建最小系统，占用了较大的电路板空间，还需要编写程序，增加嵌入式软件工程师的工作量，仅仅是用单片机点亮一个指示灯严重浪费资源。方法二存在的缺点：使用简单的二极管整流、电阻分压限流的方式，虽说成本不高，但不能精准到额定值的预设比例时点亮指示灯，只能粗略指示是否有供电，且分压电阻上的压降很大，大部分电能主要消耗在此分压电阻上，所以分压电阻将会发热严重，对电阻的功率要求较高，有一定的安全隐患；大功率电阻体积较大，不符合小空间的要求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种带电指示装置和一种设备，通过调节限流电阻、采样电阻和分压电阻的阻值，可以根据不同要求精确指示不同输入电压值。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种带电指示装置，包括信号采样模块、反相放大器、电压监控模块和指示模块；

所述信号采样模块的输入端连接输入电压，信号采样模块的输出端连接反相放大器的负向输入端；所述反相放大器的输出端经过分压模块之后连接至电压监控模块的输入端；电压监控模块的输出端与指示模块的采样时钟输入端连接。

进一步的，所述信号采样模块采用电压互感器；

所述电压互感器的输入端接入第一工作电压；所述电压互感器的输出端经过电阻R2和反相放大器输出第二工作电压。

进一步的，所述反相放大器的正向输入端接地；所述信号采样模块的输出端还通过电阻R2之后连接至反相放大器的输出端。

进一步的，所述电压监控模块采用SGM706芯片；

所述反相放大器的输出端经过电阻R3和电阻R4分压之后连接至电压监控模块的PFI引脚；且所述电压监控模块的WDI引脚与PFO#引脚连接；所述电压监控模块的MR#引脚与WDO#引脚连接；所述反相放大器的VCC引脚接工作电压。

进一步的，所述电阻R3的另外一路通过电阻R4接地。

进一步的，所述电压监控模块的VCC引脚接工作电压。

进一步的，所述指示模块采用SN74LVC1G175芯片；

所述指示模块的VCC引脚接工作电压。

进一步的，所述电压监控模块的RESET#引脚与指示模块的CLR#引脚相连。

进一步的，所述指示模块的D引脚接工作电压；所述指示模块的Q引脚通过电阻R5连接指示灯LED1。

本实用新型还提出了一种设备，包括所述的一种带电指示装置。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

本实用新型提出了一种带电指示装置和一种设备，该装置包括：信号采样模块、反相放大器、电压监控模块和指示模块；信号采样模块的输入端连接输入电压，信号采样模块的输出端连接反相放大器的负向输入端；所述反相放大器的输出端经过分压模块之后连接至电压监控模块的输入端；电压监控模块的输出端与指示模块的采样时钟输入端连接。本实用新型还提出了一种设备，包括一种带电指示装置。本实用新型电路灵活性高，通过调节限流电阻、采样电阻和分压电阻的阻值，可以根据不同要求精确指示不同输入电压值。

本实用新型使用一个电压互感器、一片运算放大器、一片监控和复位芯片、一片D类上升沿触发器及各电阻，实现了接入的供电电压大于额定值的预设比例时常亮，电路搭建更简单，节省了成本，同时，不需要编写程序，减去了嵌入式软件工程师的工作量。

本实用新型采样信号为交流信号，具有周期性，与电压监控模块内部阈值检测器周期性对比，偶尔有外来干扰信号，仅可能影响到一个周期的信号比较，不会影响到下一周期，使本电路抗干扰能力增强，电路运行更加稳定可靠。

附图说明

图1为本实用新型实施例1提出的一种带电指示装置电路示意图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。

实施例1

本实用新型实施例1提出了一种带电指示装置，用于解决现有技术中带电指示存在的技术问题。图1为本实用新型实施例1提出的一种带电指示装置电路示意图。该装置包括：信号采样模块、反相放大器、电压监控模块和指示模块；

信号采样模块的输入端连接输入电压，信号采样模块的输出端连接反相放大器的负向输入端；反相放大器的输出端经过分压模块之后连接至电压监控模块的输入端；电压监控模块的输出端与指示模块的采样时钟输入端连接。

电压互感器的输入端接入第一工作电压；所述电压互感器的输出端经过电阻R2和反相放大器输出第二工作电压。在本实用新型实施例1中当供电额定电压要求为AC220V时，指示灯平时灭，接入电压大于额定电压的80％时，指示灯常亮，如第一工作电压为176VAC，第二工作电压为1.76VAC。本申请保护的范围不局限于实施例1中列举出的电压值，本领域人员可以根据实现情况进行选择。

本实用新型中，信号采样模块采用电流型电压互感器，当供电额定电压要求为AC220V时，指示灯平时灭，接入电压大于额定电压的80％时，指示灯常亮，如电压互感器的输入端接入176VAC；电压互感器的输出端经过电阻R2和反相放大器输出1.76VAC采样电压。R1和R2为低温漂高精密电阻。电流型电压互感器为2mA:2mA电流型电压互感器。本实用新型保护的范围不局限于实施例1列出的电压互感器类型，本领域人员可以根据实际情况进行合理选择。

反相放大器U1为精密运算放大器，反相放大器的正向输入端接地；信号采样模块的输出端还通过电阻R2之后连接至反相放大器的输出端。

反相放大器的输出端经过电阻R3和电阻R4分压之后连接至电压监控模块的PFI引脚；且所述电压监控模块的WDI引脚与PFO#引脚连接；所述电压监控模块的MR#引脚与WDO#引脚连接；所述反相放大器的VCC引脚接工作电压。

本实用新型中，电压监控模块U3利用了看门狗功能，也使用了低电压报警功能。R3和R4为低温漂高精密电阻。电压监控模块的VCC引脚接工作电压。

指示模块U2采用SN74LVC1G175芯片；指示模块的VCC引脚接工作电压。电压监控模块的RESET#引脚与指示模块的CLR#引脚相连。指示模块的D引脚接工作电压；所述指示模块的Q引脚通过电阻R5连接指示灯LED1。指示模块U2为具有异步清零的D类上升沿触发器。

本实用新型实施例1提出的一种带电指示装置，实现在输入供电达到额定值的预设比例及以上时，指示灯被点亮。本申请保护的范围不局限于实施例1中列举出数值，本领域人员可以根据实际情况进行调整。

该指示装置的工作过程为：输入的第一工作电压通过限流电阻R1、电压互感器PT1、采样电阻R2及反相放大器转化为第二工作电压，当供电额定电压要求为AC220V时，指示灯平时灭，接入电压大于额定电压的80％时，指示灯常亮，如第一工作电压为176VAC，第二工作电压为1.76VAC，第二工作电压通过R3、R4实现分压，PFI为低电压监测输入引脚，当PFI读取到R4上的电压时，会与内部1.25V阈值检测器对比。本领域人员可以根据实际情况调整阈值检测器。本申请保护的范围不局限于1.25V。同时将PFO#的输出与WDI和CLK相接，当分压高于1.25V时，PFO#为高电平、同时也在1.6S内改变WDI的电平，WDO#引脚为高电平，MR#与WDO#相连同为高电平，RESET#输出为高电平，因将D的初始状态设为高电平，当CLR#为高电平，在CLK上升沿，D数据传输到Q为高电平，LED1点亮。

当分压低于1.25V时，与内部1.25V阈值检测器对比，PFO#输出为低电平、WDI的电平在1.6S不被改变，看门狗超时，拉低WDO#引脚，MR#与WDO#相连为低电平，RESET#为低，CLR#为低时，Q值变为低电平，则LED1熄灭。

本实用新型实施例1提出的一种带电指示装置电路灵活性高，通过调节限流电阻、采样电阻和分压电阻的阻值，可以根据不同要求精确指示不同输入电压值。

本实用新型实施例1提出的一种带电指示装置使用一个电压互感器、一片运算放大器、一片监控和复位芯片、一片D类上升沿触发器及各电阻，实现了接入的供电电压大于额定值的预设比例时常亮，电路搭建更简单，节省了成本，同时，不需要编写程序，减去了嵌入式软件工程师的工作量。

本实用新型实施例1提出的一种带电指示装置采样信号为交流信号，具有周期性，与电压监控模块内部阈值检测器周期性对比，偶尔有外来干扰信号，仅可能影响到一个周期的信号比较，不会影响到下一周期，使本电路抗干扰能力增强，电路运行更加稳定可靠。

实施例2

基于本实用新型实施例1提出的一种带电指示装置，本实用新型实施例2还提出了一种设备，该设备包括一种带电指示装置。该装置包括：

该装置包括：信号采样模块、反相放大器、电压监控模块和指示模块；

信号采样模块的输入端连接输入电压，信号采样模块的输出端连接反相放大器的负向输入端；反相放大器的输出端经过分压模块之后连接至电压监控模块的输入端；电压监控模块的输出端与指示模块的采样时钟输入端连接。

电压互感器的输入端接入第一工作电压；所述电压互感器的输出端经过电阻R2和反相放大器输出第二工作电压。在本实用新型实施例1中当供电额定电压要求为AC220V时，指示灯平时灭，接入电压大于额定电压的80％时，指示灯常亮，如第一工作电压为176VAC，第二工作电压为1.76VAC。本申请保护的范围不局限于实施例1中列举出的电压值，本领域人员可以根据实现情况进行选择。

本实用新型中，信号采样模块采用电流型电压互感器，当供电额定电压要求为AC220V时，指示灯平时灭，接入电压大于额定电压的80％时，指示灯常亮，如电压互感器的输入端接入176VAC；电压互感器的输出端经过电阻R2和反相放大器输出1.76VAC采样电压。R1和R2为低温漂高精密电阻。电流型电压互感器为2mA:2mA电流型电压互感器。本实用新型保护的范围不局限于实施例1列出的电压互感器类型，本领域人员可以根据实际情况进行合理选择。

反相放大器U1为精密运算放大器，反相放大器的正向输入端接地；信号采样模块的输出端还通过电阻R2之后连接至反相放大器的输出端。

反相放大器的输出端经过电阻R3和电阻R4分压之后连接至电压监控模块的PFI引脚；且所述电压监控模块的WDI引脚与PFO#引脚连接；所述电压监控模块的MR#引脚与WDO#引脚连接；所述反相放大器的VCC引脚接工作电压。

本实用新型中，电压监控模块U3利用了看门狗功能，也使用了低电压报警功能。R3和R4为低温漂高精密电阻。电压监控模块的VCC引脚接工作电压。

指示模块U2采用SN74LVC1G175芯片；指示模块的VCC引脚接工作电压。电压监控模块的RESET#引脚与指示模块的CLR#引脚相连。指示模块的D引脚接工作电压；所述Q引脚通过电阻R5连接指示灯LED1。指示模块U2为具有异步清零的D类上升沿触发器。

本实用新型实施例1提出的一种带电指示装置，实现在输入供电达到额定值的预设比例及以上时，指示灯被点亮。本申请保护的范围不局限于实施例1中列举出数值，本领域人员可以根据实际情况进行调整。

任意包含实施例1提出的一种带电指示装置的设备均在本申请的保护范围之内。该装置的工作过程可参照实施例1中的工作过程，在此不做赘述。

本实用新型实施例2提出的一种设备，电路灵活性高，通过调节限流电阻、采样电阻和分压电阻的阻值，可以根据不同要求精确指示不同输入电压值。

本实用新型实施例2提出的一种设备，使用一个电压互感器、一片运算放大器、一片监控和复位芯片、一片D类上升沿触发器及各电阻，实现了接入的供电电压大于额定值的预设比例时常亮，电路搭建更简单，节省了成本，同时，不需要编写程序，减去了嵌入式软件工程师的工作量。

本实用新型实施例2提出的一种设备采样信号为交流信号，具有周期性，与电压监控模块内部阈值检测器周期性对比，偶尔有外来干扰信号，仅可能影响到一个周期的信号比较，不会影响到下一周期，使本电路抗干扰能力增强，电路运行更加稳定可靠。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的修改或变形。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种带电指示装置，其特征在于，包括信号采样模块、反相放大器、电压监控模块和指示模块；

所述信号采样模块的输入端连接输入电压，信号采样模块的输出端连接反相放大器的负向输入端；所述反相放大器的输出端经过分压模块之后连接至电压监控模块的输入端；电压监控模块的输出端与指示模块的采样时钟输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种带电指示装置，其特征在于，所述信号采样模块采用电压互感器；

所述电压互感器的输入端接入第一工作电压；所述电压互感器的输出端经过电阻R2和反相放大器输出第二工作电压。

3.根据权利要求1所述的一种带电指示装置，其特征在于，所述反相放大器的正向输入端接地；所述信号采样模块的输出端还通过电阻R2之后连接至反相放大器的输出端。

4.根据权利要求1所述的一种带电指示装置，其特征在于，所述电压监控模块采用SGM706芯片；

所述反相放大器的输出端经过电阻R3和电阻R4分压之后连接至电压监控模块的PFI引脚；且所述电压监控模块的WDI引脚与PFO#引脚连接；所述电压监控模块的MR#引脚与WDO#引脚连接；所述反相放大器的VCC引脚接工作电压。

5.根据权利要求4所述的一种带电指示装置，其特征在于，所述电阻R3的另外一路通过电阻R4接地。

6.根据权利要求4所述的一种带电指示装置，其特征在于，所述电压监控模块的VCC引脚接工作电压。

7.根据权利要求1所述的一种带电指示装置，其特征在于，所述指示模块采用SN74LVC1G175芯片；

所述指示模块的VCC引脚接工作电压。

8.根据权利要求7所述的一种带电指示装置，其特征在于，所述电压监控模块的RESET#引脚与指示模块的CLR#引脚相连。

9.根据权利要求7所述的一种带电指示装置，其特征在于，所述指示模块的D引脚接工作电压；所述指示模块的Q引脚通过电阻R5连接指示灯LED1。

10.一种设备，其特征在于，包括权利要求1至9任意一项所述的一种带电指示装置。