一种智能型低压断路器的在线监控装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种智能型低压断路器的在线监控装置，属于低压断路器控制的技术领域。智能型低压断路器在线监控装置包括：PWM信号隔离电路、信号隔离供电电路、PWM缓冲增强电路、PWM高精度发生电路、PWM信号滤波电路、电压线性范围转换电路、升压供电电路、电流变换电路、电压变换电路。通过控制PWM信号的占空比控制模拟电流/电压的输出，消去了电源波动带来的影响，并提高了输出信号的负载能力，简化了控制电路，降低了成本，可兼容旧设备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开一种智能型低压断路器的在线监控装置，属于低压断路器控制的

技术介绍
低压配电系统中，存在着大量的电气回路，其中一些重要回路需要实时测控以便故障发生后能够及时查寻处理。目前普遍采用“第四代”低压断路器，它具有测量、控制等功能，但成本高，用户很难接受。监控仪表利用其I/O(开关量输入和输出)模块、RS-485通信模块，与断路器配合实现“遥测、遥信、遥控”功能，从而实现电气回路的智能控制。现有的智能断路器监控装置的结构比较复杂，需要双电源供电，且工作不稳定，受电源影响较大，易对控制器造成干扰，输出精度不高，输出信号的带负载能力不足，且成本较高，用户难以接受。现有的智能断路器监控装置的结构比较复杂，且大部分采用数字式通信的方式，很少采用模拟量通信方式，例如CN201410704884.9公开了具有远程监控功能的自动低压断路器控制装置，使用GMS\\3G\\4G实现远程监控，在没有信号覆盖的地方就无法工作，无法兼容旧设备，工作稳定性受电源影响大，且成本较高，用户难以接受。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述
技术介绍
的不足，提供了一种智能型低压断路器的在线监控装置，通过PWM控制4-20mA的电流输出或0-10V的电压输出，解决了现有智能断路器监控装置成本高、精度低、无法兼容旧设备、工作稳定性受电源影响大、输出信号负载能力不足的技术问题。本专利技术为实现上述专利技术目的采用如下技术方案：一种智能型低压断路器的在线监控装置，包括：信号转换模块，输入端与检测三相电压的交流电压传感器、检测三相电流的交流电流传感器、检测储能电容电压的直流电压传感器连接，输出端与控制器的I/O端口连接，用于将三相电压信号、三相电流信号、储能电容电压信号转换为数字信号；控制器，用于接收信号转换模块输出的数字信号，同时将数字信号转换为PWM信号，通过现场总线上传接收的数字信号至上位机；PWM信号隔离电路，输入端与控制器的I/O端口连接，输出端与PWM信号缓冲增强电路的输入端连接，电源端口接电源信号以及信号隔离供电电路的输出信号，用于隔离控制器和PWM信号缓冲增强电路之间的电信号；信号隔离供电电路，输入端接电源信号，用于向PWM信号隔离电路供电；PWM信号缓冲增强电路，输出端与PWM信号滤波电路的输入端连接，电源端口接电源信号以及PWM高精度发生电路的输出信号，用于输出增强的PWM信号；PWM高精度发生电路，输入端接电源信号，用于向PWM信号缓冲增强电路提供高精度电源；PWM信号滤波电路，输出端与电压线性范围转换电路的输入端连接，用于将增强的PWM信号转换为稳定的直流电压信号；电压线性范围转换电路，输出端与电流变换电路的输入端连接，电源端口与升压供电电路的输出端连接，用于缩小直流电压信号范围；升压供电电路，输入端接电源信号以及信号隔离供电电路的输出信号，用于向电压线性范围转换电路供电；电流变换电路，输入端与电压线性范围转换电路的输出端连接，输出端与上位机数据端口连接，用于将电压线性范围转换电路输出的直流电压信号转换为模拟电流信号；电压变换电路，输入端与电流变换电路的输出端连接，输出端与上位机数据端口连接，用于将电流变换电路输出的模拟电流信号转换为模拟电压信号；上位机，用于接收电流变换电路输出的模拟电流信号以及电压变换电路输出的模拟电压信号。作为所述智能型低压断路器在线监控装置的进一步优化方案，信号隔离供电电路，包括：第一电容、第二电容，及，对电源输出的直流电压进行降压处理的为第一电源芯片，其中，第一电源芯片输入端作为隔离供电电路的输入端与电源连接，第一电容的一极、第二电容的正极均与第一电源芯片的输入端连接，第一电源芯片的接地端、第一电容的另一极与电源共同接地，第二电容的负极与第一电源芯片的输出端连接，第一电源芯片输出端作为信号隔离供电电路的输出端与PWM信号隔离电路的电源端口连接。作为所述智能型低压断路器在线监控装置的再进一步优化方案，升压供电电路，包括：第一二极管、第二二极管、第四电容、第五电容、第六电容，及，对电源输出的电压信号进行升压处理的第二电源芯片，其中，第一二极管的正极、第二电源芯片的电源正极性端均接电源，第一二极管阴极、第四电容正极、第二二极管阳极相连接，第四电容的负极与第二电源芯片的外接电容正端口连接，第二二极管阴极与第五电容正极、第六电容一极并接后作为升压供电电路的输出端，第五电容负极、第二电源芯片输出端、第二电源芯片电源负极性端均与信号隔离供电电路的输出端连接，第六电容的另一极与电源共同接地，第二电源芯片的电源正极性端和电源负极性端构成升压供电电路的输入端。进一步的，所述智能型低压断路器在线监控装置中，电压线性范围转换电路，包括：第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第十电阻、第十一电阻，第一运算放大器、第七电容，其中，第四电阻一端、第七电容一极、第十一电阻一端均与电源连接，第四电阻另一端、第五电阻一端、第六电阻一端相连接，第五电阻另一端与第一运算放大器反相输入端连接，第七电容另一极、第七电阻一端均与第一运算放大器同相输入端连接，第六电阻另一端、第十电阻一端均与第一运算放大器输出端连接，第十电阻另一端与第十一电阻另一端连接后作为电压线性范围转换电路的输出端，第七电阻另一端与第一运算放大器输出端构成电压线性范围转换电路的输入端，第一运算放大器的电源端作为电压线性范围转换电路的电源端口与升压供电电路输出端连接，第一运算放大器接地端与输入电压源共同接地；PWM信号滤波电路，包括：第八电阻、第九电阻、第八电容、第九电容，其中，第九电阻一端作为PWM信号滤波电路输入端与PWM信号缓冲增强电路输出端连接，第九电阻另一端、第九电容一极、第八电阻一端相连接，第八电阻另一端、第八电容一极连接，第八电容另一极、第九电容另一极连接，第八电阻与第八电容的连接点、第八电容与第九电容的连接点构成PWM信号滤波电路的输出端。再进一步的，所述智能型低压断路器在线监控装置中，电流变换电路，包括：第二运算放大器、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十电容、第十一电容，第一场效应管，其中，第二运算放大器反相输入端作为电流变换电路输入端和电压线性范围转换电路输出端连接，第十电容一极与第二运算放大器反相输入端连接，第二运算放大器同相输入端与第十二电阻一端连接，第二运算放大器输出端、第十电容另一极、第十三电阻一端相连接，第十二电阻另一端、第十四电阻一端、第一场效应管漏极相连接，第十四电阻另一端接电源，第十三电阻另一端接第一场效应管栅极，第一场效应管源极接第十一电容一极，第十一电容另一极与电源共同接地，第十一电容的两级构成电流变换电路输出端。更进一步的，所述智能型低压断路器在线监控装置中，电压变换电路，包括：信号切换端子和第十五电阻，其中，信号切换端子一端与第一场效应管源极连接，信号切换端子另一端与第十五电阻一端连接，第十五电阻另一端与电源共同接地。进一步的，所述智能型低压断路器在线监控装置中，PWM信号隔离电路，包括：第一光耦、第一电阻、第二电阻，其中，第一电阻一端作为PWM信号隔离电路的输入端接收控制器输出的PWM信号，第一电阻另一端与第一光耦一次侧正极性输入端连接，第一光耦一次侧负极性输入端接控制器的电源地，第二电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能型低压断路器的在线监控装置，其特征在于，包括：信号转换模块，输入端与检测三相电压的交流电压传感器、检测三相电流的交流电流传感器、检测储能电容电压的直流电压传感器连接，输出端与控制器的I/O端口连接，用于将三相电压信号、三相电流信号、储能电容电压信号转换为数字信号；控制器，用于接收信号转换模块输出的数字信号，同时将数字信号转换为PWM信号，通过现场总线上传接收的数字信号至上位机；PWM信号隔离电路，输入端与控制器的I/O端口连接，输出端与PWM信号缓冲增强电路的输入端连接，电源端口接电源信号以及信号隔离供电电路的输出信号，用于隔离控制器和PWM信号缓冲增强电路之间的电信号；信号隔离供电电路，输入端接电源信号，用于向PWM信号隔离电路供电；PWM信号缓冲增强电路，输出端与PWM信号滤波电路的输入端连接，电源端口接电源信号以及PWM高精度发生电路的输出信号，用于输出增强的PWM信号；PWM高精度发生电路，输入端接电源信号，用于向PWM信号缓冲增强电路提供高精度电源；PWM信号滤波电路，输出端与电压线性范围转换电路的输入端连接，用于将增强的PWM信号转换为稳定的直流电压信号；电压线性范围转换电路，输出端与电流变换电路的输入端连接，电源端口与升压供电电路的输出端连接，用于缩小直流电压信号范围；升压供电电路，输入端接电源信号以及信号隔离供电电路的输出信号，用于向电压线性范围转换电路供电；电流变换电路，输入端与电压线性范围转换电路的输出端连接，输出端与上位机数据端口连接，用于将电压线性范围转换电路输出的直流电压信号转换为模拟电流信号；电压变换电路，输入端与电流变换电路的输出端连接，输出端与上位机数据端口连接，用于将电流变换电路输出的模拟电流信号转换为模拟电压信号；上位机，用于接收电流变换电路输出的模拟电流信号以及电压变换电路输出的模拟电压信号。...

【技术特征摘要】
1.一种智能型低压断路器的在线监控装置，其特征在于，包括：信号转换模块，输入端与检测三相电压的交流电压传感器、检测三相电流的交流电流传感器、检测储能电容电压的直流电压传感器连接，输出端与控制器的I/O端口连接，用于将三相电压信号、三相电流信号、储能电容电压信号转换为数字信号；控制器，用于接收信号转换模块输出的数字信号，同时将数字信号转换为PWM信号，通过现场总线上传接收的数字信号至上位机；PWM信号隔离电路，输入端与控制器的I/O端口连接，输出端与PWM信号缓冲增强电路的输入端连接，电源端口接电源信号以及信号隔离供电电路的输出信号，用于隔离控制器和PWM信号缓冲增强电路之间的电信号；信号隔离供电电路，输入端接电源信号，用于向PWM信号隔离电路供电；PWM信号缓冲增强电路，输出端与PWM信号滤波电路的输入端连接，电源端口接电源信号以及PWM高精度发生电路的输出信号，用于输出增强的PWM信号；PWM高精度发生电路，输入端接电源信号，用于向PWM信号缓冲增强电路提供高精度电源；PWM信号滤波电路，输出端与电压线性范围转换电路的输入端连接，用于将增强的PWM信号转换为稳定的直流电压信号；电压线性范围转换电路，输出端与电流变换电路的输入端连接，电源端口与升压供电电路的输出端连接，用于缩小直流电压信号范围；升压供电电路，输入端接电源信号以及信号隔离供电电路的输出信号，用于向电压线性范围转换电路供电；电流变换电路，输入端与电压线性范围转换电路的输出端连接，输出端与上位机数据端口连接，用于将电压线性范围转换电路输出的直流电压信号转换为模拟电流信号；电压变换电路，输入端与电流变换电路的输出端连接，输出端与上位机数据端口连接，用于将电流变换电路输出的模拟电流信号转换为模拟电压信号；上位机，用于接收电流变换电路输出的模拟电流信号以及电压变换电路输出的模拟电压信号。2.根据权利要求1所述一种智能型低压断路器的在线监控装置，其特征在于，所述信号隔离供电电路，包括：第一电容、第二电容，及，对电源输出的直流电压进行降压处理的为第一电源芯片，其中，所述第一电源芯片输入端作为隔离供电电路的输入端与电源连接，第一电容的一极、第二电容的正极均与第一电源芯片的输入端连接，第一电源芯片的接地端、第一电容的另一极与电源共同接地，第二电容的负极与第一电源芯片的输出端连接，第一电源芯片输出端作为信号隔离供电电路的输出端与PWM信号隔离电路的电源端口连接。3.根据权利要求2所述一种智能型低压断路器的在线监控装置，其特征在于，所述升压供电电路，包括：第一二极管、第二二极管、第四电容、第五电容、第六电容，及，对电源输出的电压信号进行升压处理的第二电源芯片，其中，所述第一二极管的正极、第二电源芯片的电源正极性端均接电源，第一二极管阴极、第四电容正极、第二二极管阳极相连接，第四电容的负极与第二电源芯片的外接电容正端口连接，第二二极管阴极与第五电容正极、第六电容一极并接后作为升压供电电路的输出端，第五电容负极、第二电源芯片输出端、第二电源芯片电源负极性端均与信号隔离供电电路的输出端连接，第六电容的另一极与电源共同接地，第二电源芯片的电源正极性端和电源负极性端构成升压供电电路的输入端。4.根据权利要求3所述一种智能型低压断路器的在线监控装置，其特征在于，所述电压线性范围转换电路，包括：第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第十电阻、第十一电阻，第一运算放大器、第七电容，其中，第四电阻一端、第七电容一极、第十一电阻一端均与电源连接，第四电阻另一端、第五电阻一端、第六电阻一端相连接，第五电阻另一端与第一运算放大器反相输入端连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪先兵，陈良启，张政，彭靳，王祥傲，叶玺臣，王欢，庞军，
申请(专利权)人：滁州学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34