低压末级用电信息监测开关制造技术

本实用新型专利技术提供了一种低压末级用电信息监测开关，包括开关电路和信号处理电路，信号处理电路包括信号检测处理模块用于检测开关电路的剩余电流和输入电压，并将检测到的信号输入微控制器模块；微控制器模块耦接信号检测模块；隔离通信端口模块耦接微控制器模块，包括光电隔离模块和通讯转换模块，光电隔离模块用于将微控制器模块输出的通讯信号进行光电隔离，通讯转换模块用于将经光电隔离之后的通讯信号转换成通讯协议信号，使微控制器模块与外界进行通讯。本实用新型专利技术提供一种低压末级用电信息监测开关，能够实现对用电信息监测采集和保护功能，如电压、剩余电流的信息采集和故障保护，同时经隔离通信端口模块与外界进行通讯和数据交换。

Low voltage last stage electric information monitoring switch

The utility model provides a low voltage switch electric information monitoring a final stage, including the switch circuit and signal processing circuit, the signal processing circuit comprises a signal processing module is used for detecting the residual current and the input voltage of the switching circuit, and the input signal detected by the micro controller module; micro controller module is coupled with the signal detection module; isolation the communication port module is coupled to the micro controller module, including photoelectric isolation module and communication module, photoelectric isolation module for micro controller communication module output signal of photoelectric isolation, communication conversion module for transmitting the communication signal after photoelectric isolation into a communication protocol signal, the microcontroller module and external communication. The utility model provides a low voltage switch electric information monitoring can be achieved on the final stage, the electricity information collection and monitoring and protection functions, such as information collection and fault protection voltage and residual current, at the same time through the isolated communication port module of communication and data exchange with the outside world.

【技术实现步骤摘要】
低压末级用电信息监测开关
本技术涉及电源电路
，特别涉及一种低压末级用电信息监测开关。
技术介绍
随着电网建设的不断进步和发展，低压末级用电信息监测与管理已经成为供电系统中十分重要的组成部分。目前，大多数低压末级保护开关只具有保护功能或者监测功能单一不全面，如只能实现剩余电流动作保护功能，而不能读取或上传剩余电流信息；能实现电压检测，进行过欠压等电压故障保护，但不能实现数字化记录，这样即使有这类保护开关，但出现故障后仍不易于故障排查和解决。因此，为了提高低压配电网络的监测和管理功能，需要设计一种低压末级用电信息监测开关。
技术实现思路
本技术提供一种低压末级用电信息监测开关，能够实现对用电信息监测采集和保护功能，如电压、剩余电流的信息采集和故障保护，同时经隔离通信端口模块与外界进行通讯和数据交换。为解决上述问题，本技术实施例提供一种低压末级用电信息监测开关，包括开关电路和信号处理电路，所述信号处理电路包括微控制器模块以及耦接微控制处理模块的信号检测处理模块、隔离通信端口模块，所述信号检测处理模块用于检测开关电路的剩余电流和输入电压，并将检测到的信号输入微控制器模块；所述微控制器模块接收信号检测处理模块的相关信号用于对电压、漏电信号进行分析并作出相应的控制和处理，生成通讯信号；所述隔离通信端口模块包括光电隔离模块和通讯转换模块，所述光电隔离模块耦接所述微控制器模块的输出端，用于将微控制器模块输出的通讯信号进行光电隔离，所述通讯转换模块耦接所述光电隔离模块，用于将经光电隔离之后的通讯信号转换成通讯协议信号，使微控制器模块与外界进行通讯。作为一种实施方式，所述信号处理电路还包括电源处理模块，所述电源处理模块用于信号处理电路的供电。作为一种实施方式，所述信号处理电路还包括自生隔离电源模块，所述自生隔离电源模块耦接所述电源处理模块和所述通讯转换模块，用于给所述通讯转换模块提供一个隔离电源。作为一种实施方式，所述信号处理电路还包括控制输出及预付费信号处理模块，所述控制输出及预付费信号处理模块耦接所述微控制器模块，所述控制输出及预付费信号处理模块包括预付费控制输入信号处理模块和控制输出模块，所述预付费控制输入信号处理模块的输入端耦接预付费设备，输出端耦接微控制器模块，用于将预付费输入控制信号转换为微控制器模块所适应的控制信号；所述控制输出模块包括脱扣器，所述控制输出模块的输入端耦接预付费设备和微控制器模块，输出端耦接脱扣执行部件，，所述脱扣器的电源输入耦接所述开关电路，用于控制并检测开关电路的开合状态，并反馈至微控制器模块。作为一种实施方式，所述控制输出模块还包括模拟试验电路，用于模拟生成一个剩余电流使开关电路自检。作为一种实施方式，所述信号检测处理模块包括剩余电流检测模块、电压检测模块、基准电压输出模块和同步信号输出电路，所述剩余电流检测模块包括剩余电流互感器，用于开关电路的检测剩余电流；所述电压检测模块用于检测开关电路的输入电压并将其转换为微控制器模块分析电压范围内的电压信号；所述同步信号输出电路耦接所述电压检测模块，用于接收电压检测模块输出的电压信号并输出一个和电压信号同步的方波信号；所述基准电压输出模块耦接所述剩余电流检测模块和所述电压检测模块，用于给剩余电流检测模块、电压检测模块提供基准电压。作为一种实施方式，所述开关电路为断路器。本技术相比于现有技术的有益效果在于：能够实现对用电信息监测采集和保护功能，如电压、剩余电流、开关分合状态、跳闸次数等信息采集以及相应的故障保护功能，同时又具有数据记录和预付费控制等辅助功能，为低压智能电网的系统化建设提供必不可少的开关设备。附图说明图1为本技术的低压末级用电信息监测开关的结构图；图2(a)为本技术的剩余电流检测模块的电路图；图2(b)为本技术的电压检测模块的电路图；图2(c)为本技术的同步信号输出电路的电路图；图2(d)为本技术的基准电压输出模块的电路图；图3为本技术的微控制器模块的电路图；图4为本技术的电源处理模块的电路图；图5为本技术的自生隔离电源模块的电路图；图6为本技术的隔离通信端口模块的电路图；图7为本技术的控制输出及预付费信号处理模块的电路图。附图标注：1、开关电路；2、信号处理电路；51、光电隔离模块；52、通讯转换模块；61、钳位电路；62、倍压整流滤波电路；71、预付费控制输入信号处理模块；72、控制输出模块。具体实施方式以下结合附图，对本技术上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的部分实施例，而不是全部实施例。如图1所示，本技术的一种低压末级用电信息监测开关由开关电路1和信号处理电路2组成，开关电路1可以是断路器即可，主要创新点是在信号处理电路2部分。信号处理电路2包括信号检测处理模块、微控制器模块、电源处理模块、自生隔离电源模块、隔离通讯端口模块、控制输出及预付费信号处理模块。各电路的组成和功能说明如下：信号检测处理模块包括剩余电流检测模块、电压检测模块、同步信号输出电路和基准电压输出模块。如图2(a)所示，剩余电流检测模块包括剩余电流互感器CJ1和由运算放大器IC1B组成的放大电路，剩余电流互感器CJ1用于检测开关电路1得到剩余电流，经R6转化为感应电压，再输入到运算放大器IC1B，经放大后的剩余电流信号SYDL_I1，输入到微控制器模块进行处理。如图2(b)所示，电压检测模块由R11、R23～26、C9和IC1C组成，用于检测开关电路1的输入电压并将其转换为微控制器模块分析电压范围内的电压信号。该电压信号由图中DY节点同时输入到如图2(c)所示的由R3、R8、R14、R27、R28、C10和IC1D组成的同步信号输出电路，输出一个和电压信号同步的方波信号，供微控制器模块进行同步分析使用。如图2(d)所示，基准电压输出模块由R1、R2、C1、C2和IC1A组成，用于给剩余电流检测、电压检测模块提供基准电压。如图3所示，微控制器模块主要包括微控制器U1，微控制器模块实现各项监测控制功能，通过对电压、漏电、预付费等信号的分析作出相应的控制和处理，同时存储相关历史数据，通过J1中的485通讯接口可实现用电信息的监测采集并能修改相关参数。如图4所示，电源处理模块采用阻容降压的方式供电，大大减小了设备体积和成本，是小型电器设备电源电路优选方案。电路组成如下所示：YM1是一个PTC电阻和压敏电阻的组合体，PTC的阻值和压敏电阻的参数选配合适的情况下，可以实现过压保护功能，本实施例中的PTC的阻值为50～100欧姆，压敏电阻的参数为DC390V。电源输入经YM1中的PTC后，经R53、C25组成的阻容降压电路降压，再由整流桥B1、EMC扼流圈T2、C26整流滤波，并经D14稳压后输出较高电压的直流电源。该直流电源再经过DC-DC变换电路变换成适应微控制器模块及外围检测电路使用的低压直流电源V1、V2。该DC-DC变换电路由电阻R44～46，电容C4、C15～16、C21～23、C26、C28～29、二极管D5、D9、集成电路U2、U3组成。如图5所示，隔离通信端口模块包括光电隔离模块51和通讯转换模块52，光电隔离模块51本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压末级用电信息监测开关，其特征在于，包括开关电路和信号处理电路，所述信号处理电路包括微控制器模块以及耦接微控制处理模块的信号检测处理模块、隔离通信端口模块，所述信号检测处理模块用于检测开关电路的剩余电流和输入电压，并将检测到的信号输入微控制器模块；所述微控制器模块接收信号检测处理模块的相关信号用于对电压、漏电信号进行分析并作出相应的控制和处理，生成通讯信号；所述隔离通信端口模块包括光电隔离模块和通讯转换模块，所述光电隔离模块耦接所述微控制器模块的输出端，用于将微控制器模块输出的通讯信号进行光电隔离，所述通讯转换模块耦接所述光电隔离模块，用于将经光电隔离之后的通讯信号转换成通讯协议信号，使微控制器模块与外界进行通讯。

【技术特征摘要】
1.一种低压末级用电信息监测开关，其特征在于，包括开关电路和信号处理电路，所述信号处理电路包括微控制器模块以及耦接微控制处理模块的信号检测处理模块、隔离通信端口模块，所述信号检测处理模块用于检测开关电路的剩余电流和输入电压，并将检测到的信号输入微控制器模块；所述微控制器模块接收信号检测处理模块的相关信号用于对电压、漏电信号进行分析并作出相应的控制和处理，生成通讯信号；所述隔离通信端口模块包括光电隔离模块和通讯转换模块，所述光电隔离模块耦接所述微控制器模块的输出端，用于将微控制器模块输出的通讯信号进行光电隔离，所述通讯转换模块耦接所述光电隔离模块，用于将经光电隔离之后的通讯信号转换成通讯协议信号，使微控制器模块与外界进行通讯。2.根据权利要求1所述的低压末级用电信息监测开关，其特征在于，所述信号处理电路还包括电源处理模块，所述电源处理模块用于信号处理电路的供电。3.根据权利要求2所述的低压末级用电信息监测开关，其特征在于，所述信号处理电路还包括自生隔离电源模块，所述自生隔离电源模块耦接所述电源处理模块和所述通讯转换模块，用于给所述通讯转换模块提供一个隔离电源。4.根据权利要求1所述的低压末级用电信息监测开关，其特征在于，所述信号处理电路还包括控制输出及预付费信号处理模块，所述控制输出及预付费信号处理模块耦接所述微控制器模块，所述控制输出及预付...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊志明，徐晓安，徐升维，陈立荣，朱宏伟，董凯，
申请(专利权)人：杭州乾龙电器有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33