应用于工业设备的不间断电源浪涌保护系统及保护方法技术方案

本发明专利技术公开了一种应用于工业设备的不间断电源浪涌保护系统及保护方法，该系统包括输入模块、电源监测模块、继电器模块和显示模块，所述输入模块用于工业设备的输入电源，所述电源监测模块基于HT7038三相电量计智能电表芯片，其用于通过输入模块实时获取当前电源状态信息，对其分析处理后，将处理的电源状态信息传输给显示模块，所述继电器模块从所述电源监测模块获取控制信号，输出与工业设备连接，确保工业设备的运行安全，所述显示模块通过工业设备与电源监测模块相连，用于显示当前电源状态信息、设置电源限定信息和查询相关数据。本发明专利技术以HT7038三相电量计智能电表芯片为硬件平台，具有反应速度快、没有续流、寿命长的优点。

Surge protection system and protection method of UPS applied to industrial equipment

【技术实现步骤摘要】
应用于工业设备的不间断电源浪涌保护系统及保护方法
本专利技术涉及电源设计
，具体涉及一种应用于工业设备的不间断电源浪涌保护系统及保护方法。
技术介绍
在电子系统和网络线路上，经常会受到外界瞬时过电压干扰，这些干扰源主要包括：由于通断感性负载或启停大功率负载，线路故障等产生的操作过电压；由于雷电等自然现象引起的雷电浪涌。这种过电压(或过电流)称为浪涌电压(或浪涌电流)，是一种瞬变干扰。浪涌电压会严重危害电子系统的安全工作。消除浪涌噪声干扰，防止浪涌危害一直是关系电子设备安全可靠运行的核心问题。为了避免浪涌电压损害电子设备，一般采用分流防御措施，即将浪涌电压在非常短的时间内与大地短接，使浪涌电流分流入地，达到削弱和消除过电压、过电流的目的，从而起到保护电子设备安全运行的作用。但传统的浪涌保护系统存在许多缺陷，开关元件类(陶瓷放电管BG、气体放电管GDT、半导体放电管TSS)反应速度慢(200-300us)并且有续流，限压元件类(压敏电阻MOV/VDR、瞬态抑制二极管TVS)电容较大，易老化且寿命较短，防过流、过热元件类(自恢复保险丝、温度保险管)反应速度太慢(秒级)。如图1为通用的安全保护电路。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种应用于工业设备的不间断电源浪涌保护系统，该系统可以解决浪涌保护系统中，开关元件类并且有续流，限压元件类电容较大，易老化且寿命较短，防过流、过热元件类反应速度太慢的问题。技术方案：一方面，应用于工业设备的不间断电源浪涌保护系统，该系统包括输入模块、电源监测模块、继电器模块和显示模块，所述输入模块用于为工业设备提供输入电源，所述电源监测模块包括电流监测模块、电压监测模块和HT7038三相电量计智能电表芯片，所述电流监测模块用于采集工业设备的实时电流，所述电压监测模块用于采集工业设备的实时电压，所述HT7038三相电量计智能电表芯片用于通过电流监测模块和电压监测模块实时获取当前电流电压值，对其分析处理后，将相关信息传输给继电器模块或显示模块，所述继电器模块从所述电源监测模块获取控制信号，输出与工业设备连接，确保工业设备的运行安全，所述显示模块通过工业设备与电源监测模块相连，用于显示当前电源状态信息、设置电源限定信息和查询相关数据。进一步地，包括：所述电源监测模块以HT7038三相电量计智能电表芯片实现，内设判定单元、分析单元和存储单元，所述判定单元用于实时判断工业设备是否过流或过压，若过流和过压均为正常范围，则将相关信息发送给分析单元，否则：若当前电源信息状态为过流和过压中任一项或全部，则将相关信息发送给继电器模块，继电器模块发出控制命令；所述存储单元用于实时存储电源信息，并设置所述显示模块发送的实时电源状态信息后传递给所述显示模块；所述判定单元判断相关信息在正常范围后，所述分析单元获取当前设备的实时电流或/和电压数据信息，对过流和过压的级别进行重新设定，并得到有效电流、电压、电量和功率。进一步地，包括：所述过流的级别根据电流值的大小分为告警级别以及控制级别，过压的级别根据电压值的大小分为告警级别以及控制级别，所述判定单元判断采集的外部数据处于的级别范围，并执行对应级别功能。进一步地，包括：若所述判定单元判断所述过流和/或过压的范围为告警级别，则传输到显示模块，并提示告警信息，否则，若为控制级别，则将相关数据传输到控制器模块，做出处理。进一步地，包括：所述继电器模块包括第一继电器和第二继电器，所述第一继电器输入端连接HT7038三相电量计智能电表芯片，输出端与工业设备连接，正常状态下为常闭导通，当出现过流和/或过压的控制级别时，第一继电器断开与工业设备的连接，达到阻断作用，第二继电器的输入端与HT7038三相电量计智能电表芯片连接，输出与地连接，正常状态下为断开，当出现过流和/或过压控制级别时，第二继电器导通连接地与工业设备的连接，达到分流作用。进一步地，包括：所述电流监测模块由连接在工业设备上的电流监测电路实现，所述电流监测电路包括一路输入端L为并联的限流电阻R3和电阻R16，两电阻的两端并联滤波电容C4后接地，采集电阻R16之间的电压进而得到对应的电流IAP，所述电流监测电路的另一路输入端N为并联的电阻R17和电阻R4，两电阻两端并联滤波电容C5后接地，采集电阻R17之间的电压进而得到对应的电流IAN，IAP与IAN对应线路之间连接滤波电容C1。进一步地，包括：所述电压监测模块由电压监测电路实现，所述电压监测电路包括若干个串联的限压电阻和采样电阻，采样电阻两端连接滤波电容C30，采集采样电阻两端的电压UP。另一方面，本专利技术提供一种上述应用于工业设备的不间断电源浪涌保护系统实现的保护方法，该方法包括：S1显示模块设置电源限定信息，输入模块连接工业设备的输入电源；S2电源监测模块通过输入模块实时获取当前电源状态信息，对其分析处理后，将处理的电源状态信息传输给显示模块；S3继电器模块从所述电源监测模块获取控制信号，根据电源状态信息调整各个继电器的状态，确保工业设备的运行安全；S4显示模块将当前电源状态信息进行显示，人工操作查询相关数据。有益效果：本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：1、本专利技术以HT7038三相电量计智能电表芯片为硬件平台，具有反应速度快(ns级)、没有续流、寿命长的优点，并且保护级别可设定；2、基于该芯片模块实现串口通信，通过监测供电网络的电流、电压、功率及漏电流，实时传输到电源监测模块，再经过工业设备终端显示，建立完整的工业设备电源状况监测系统，对当前工业设备电源状况做出实时反馈，提高了工业设备的可靠性和稳定性；3、通过这个系统可实时观测工业设备的电源状况，实现了对浪涌电压，过电压或过电流的瞬变干扰进行及时消除，相比现有的电源电路设计，在外部瞬变干扰下仍能实现不间断供电，并可通过对电压值、电流值进行预设定，并对电路电源数据采集、分析、处理及上报，可实时查询相关数据。附图说明图1为现有技术中通用的安全保护电路示意图；图2为本专利技术的不间断电源浪涌保护设计系统架构图；图3为本专利技术的不间断电源浪涌保护设计系统总体结构图；图4为本专利技术的不间断电源浪涌保护设计各模块总体结构图；图5为本专利技术的继电器控制原理图；图6为本专利技术的电流监测模块电路图；图7为本专利技术的电压监测模块的电路图。具体实施方式如图2-4所示，一种应用于工业设备的不间断电源浪涌保护系统，该系统包括输入模块1、电源监测模块2、继电器模块3和显示模块4，所述输入模块1用于为工业设备100提供输入电源，电源监测模块2包括电流监测模块21、电压监测模块22和HT7038三相电量计智能电表芯片23，所述电流监测模块21用于采集工业设备的实时电流，所述电压监测模块用于采集工业设备的实时电压，电流监测模块的输出和电压监测模块的输出均与所述HT7038本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于工业设备的不间断电源浪涌保护系统，其特征在于，该系统包括输入模块、电源监测模块、继电器模块和显示模块，所述输入模块用于为工业设备提供输入电源，所述电源监测模块包括电流监测模块、电压监测模块和HT7038三相电量计智能电表芯片，所述电流监测模块用于采集工业设备的实时电流，所述电压监测模块用于采集工业设备的实时电压，所述HT7038三相电量计智能电表芯片用于通过电流监测模块和电压监测模块实时获取当前电流电压值，对其分析处理后，将相关信息传输给继电器模块或显示模块，所述继电器模块从所述电源监测模块获取控制信号，输出与工业设备连接，确保工业设备的运行安全，所述显示模块通过工业设备与电源监测模块相连，用于显示当前电源状态信息、设置电源限定信息和查询相关数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种应用于工业设备的不间断电源浪涌保护系统，其特征在于，该系统包括输入模块、电源监测模块、继电器模块和显示模块，所述输入模块用于为工业设备提供输入电源，所述电源监测模块包括电流监测模块、电压监测模块和HT7038三相电量计智能电表芯片，所述电流监测模块用于采集工业设备的实时电流，所述电压监测模块用于采集工业设备的实时电压，所述HT7038三相电量计智能电表芯片用于通过电流监测模块和电压监测模块实时获取当前电流电压值，对其分析处理后，将相关信息传输给继电器模块或显示模块，所述继电器模块从所述电源监测模块获取控制信号，输出与工业设备连接，确保工业设备的运行安全，所述显示模块通过工业设备与电源监测模块相连，用于显示当前电源状态信息、设置电源限定信息和查询相关数据。


2.根据权利要求1所述的应用于工业设备的不间断电源浪涌保护系统，其特征在于，所述HT7038三相电量计智能电表芯片内设判定单元、分析单元和存储单元，所述判定单元用于实时判断工业设备是否过流或过压，若过流和过压均为正常范围，则将相关信息发送给分析单元，否则：
若当前电源信息状态为过流和过压中任一项或全部，则将相关信息发送给继电器模块，继电器模块发出控制命令；
所述存储单元用于实时存储电源信息，并设置所述显示模块发送的实时电源状态信息后传递给所述显示模块；
所述判定单元判断相关信息在正常范围后，所述分析单元获取当前设备的实时电流或/和电压数据信息，对过流和过压的级别进行重新设定，并得到有效电流、电压、电量和功率。


3.根据权利要求2所述的应用于工业设备的不间断电源浪涌保护系统，其特征在于，所述过流的级别根据电流值的大小分为告警级别以及控制级别，过压的级别根据电压值的大小分为告警级别以及控制级别，所述判定单元判断采集的外部数据处于的级别范围，并执行对应级别功能。


4.根据权利要求3所述的应用于工业设备的不间断电源浪涌保护系统，其特征在于，若所述判定单元判断所述过流和/或过压的范围为告警级别，则传输到显示模块，并提示告警信息，否则，若为控...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛相成，孔繁亮，王富林，何杏兴，王琼，
申请(专利权)人：南京熊猫电子股份有限公司，南京熊猫电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32