本发明专利技术公开了一种直流充电桩用剩余电流及故障电弧检测装置，所述装置包括剩余电流采样互感器(102)以及剩余电流采样模块(203)，其中：所述剩余电流采样互感器(102)基于磁芯非线性磁化特性与快速磁饱和的特性，结合外围电路产生自激震荡电路，用于检测主回路中的直流剩余电流信号；所述剩余电流采样模块(203)中含激磁震荡电路、积分解调电路、有源滤波放大电路，剩余电流采样互感器(102)与激磁震荡电路产生的激磁信号经过积分解调电路、有源滤波放大电路后，还原主回路中剩余电流特征，还原后电压信号作为剩余电流微控制器(301)的ADC输入信号。提高了整个综合检测模块的安全性，能够让充电桩在使用过程中更加地易于监测和维护。维护。维护。
【技术实现步骤摘要】
一种直流充电桩用剩余电流及故障电弧检测装置
[0001]本专利技术涉及直流剩余电流和直流电弧检测保护
，并且更具体地，涉及一种直流充电桩用剩余电流及故障电弧检测装置。
技术介绍
[0002]随着直流充电桩的普及，对充电桩的检测保护要求也在不断地提高。在对充电桩的过压、欠压、短路、过载、剩余电流、电弧等故障检测方式中，传统的方法是使用众多单一功能的模块进行检测，存在功能模块冗余、误动作频繁、系统复杂等缺点。
技术实现思路
[0003]根据本专利技术，提供了一种直流充电桩用剩余电流及故障电弧检测装置，以解决传统的方法使用众多单一功能的模块进行检测，存在功能模块冗余、误动作频繁、系统复杂等缺点的技术问题。
[0004]根据本专利技术的第一个方面，提供了一种直流充电桩用剩余电流及故障电弧检测装置，所述装置包括剩余电流采样互感器(102)以及剩余电流采样模块(203)，其中：
[0005]所述剩余电流采样互感器(102)基于磁芯非线性磁化特性与快速磁饱和的特性，结合外围电路产生自激震荡电路，用于检测主回路中的直流剩余电流信号；
[0006]所述剩余电流采样模块(203)中含激磁震荡电路、积分解调电路、有源滤波放大电路，剩余电流采样互感器(102)与激磁震荡电路产生的激磁信号经过积分解调电路、有源滤波放大电路后，还原主回路中剩余电流特征，还原后电压信号作为剩余电流微控制器(301)的ADC输入信号。
[0007]可选地，所述装置还包括剩余电流控制器(301)，所述剩余电流控制器 (301)通过软件算法实现剩余电流、过压、欠压、短路、过流保护的判断，给脱扣执行电路(400)提供脱扣信号。
[0008]可选地，所述装置还包括电弧采样互感器(103)，所述电弧采样互感器 (103)为铁硅铝材质的铁芯互感器，用于采集25kHz以下频率的电流信号，作为电弧采样模块(204)的输入。
[0009]可选地，所述装置还包括电弧采样模块(204)，所述电弧采样模块(204) 用于将电弧采样互感器(103)的采样信号进行两次二阶有源滤波后，作为电弧微控制器(302)的ADC和内部比较器输入，经过电弧微控制器(302) 处理后作为电弧特征判定依据。
[0010]可选地，所述装置还包括电弧微控制器(302)，所述电弧微控制器(302) 用于通过软件算法实现直流故障电弧的判断，给脱扣执行电路(400)提供脱扣信号。
[0011]可选地，所述装置还包括脱扣执行电路(400)，所述脱扣执行电路(400) 收到剩余电流微控制器(301)或者电弧微控制器(302)发出的脱扣控制信号后，脱扣电路带动脱扣装置动作切断主回路，完成对充电桩的保护。
[0012]可选地，所述装置还包括电源模块(200)，所述电源模块(200)用于通过DC
‑
DC降压
电路及LDO电路产生12V和3.3V电源，其中12V电源作为剩余电流采样模块(203)以及脱扣执行电路(400)的工作电源，3.3V 电源作为电压采样模块(201)、电流采样模块(202)和剩余电流微控制器 (301)、电弧微控制器(302)的工作电源。
[0013]可选地，所述装置还包括电源监测模块(205)，所述电源监测模块(205) 用于检测电源是否有效建立。
[0014]可选地，所述装置还包括电压采样模块(201)，所述电压采样模块(201) 用于通过电阻分压后经隔离运放采样和差分放大电路处理，作为剩余电流微控制器(301)的ADC输入，ADC采样值作为过压、欠压保护阈值判断依据。
[0015]可选地，所述装置包括电流采样模块(202)，所述电流采样模块(202) 用于通过将锰铜分流器(101)串联在主回路的负极进行采集，将采集到的分流器两端直流电压数据，经过隔离电流采样运放和差分放大电路处理，作为剩余电流微控制器(301)的ADC输入，ADC采样值作为短路、过流保护阈值判断依据。
[0016]从而，将过压、欠压、短路、过流、过载、剩余电流和故障电弧功能集成到同一个模块，并采用了隔离采样的技术，减少了系统的冗余器件、减小了设备的物理尺寸，降低了系统的复杂度，提高了整个综合检测模块的安全性，能够让充电桩在使用过程中更加地易于监测和维护。
附图说明
[0017]通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：
[0018]图1为本实施方式所述的一种直流充电桩用剩余电流及故障电弧检测装置的框架示意图；
[0019]图2为本实施方式所述的电源监测模块(205)的电路示意图；
[0020]图3为本实施方式所述的剩余电流采样模块(203)的电路示意图；
[0021]图4为本实施方式所述的电弧采样互感器(103)的电路示意图；
[0022]图5为本实施方式所述的分压电阻和隔离运放采样电路的电路示意图；
[0023]图6为本实施方式所述的差分放大电路的电路示意图；
[0024]图7为本实施方式所述的电流采样模块(202)的电路示意图。
具体实施方式
[0025]现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
[0026]除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
[0027]根据本专利技术的第一个方面，提供了一种直流充电桩用剩余电流及故障电弧检测装置，所述装置包括剩余电流采样互感器(102)以及剩余电流采样模块(203)，其中：
[0028]所述剩余电流采样互感器(102)基于磁芯非线性磁化特性与快速磁饱和的特性，结合外围电路产生自激震荡电路，用于检测主回路中的直流剩余电流信号；
[0029]所述剩余电流采样模块(203)中含激磁震荡电路、积分解调电路、有源滤波放大电路，剩余电流采样互感器(102)与激磁震荡电路产生的激磁信号经过积分解调电路、有源滤波放大电路后，还原主回路中剩余电流特征，还原后电压信号作为剩余电流微控制器(301)的ADC输入信号。
[0030]可选地，所述装置还包括剩余电流控制器(301)，所述剩余电流控制器(301)通过软件算法实现剩余电流、过压、欠压、短路、过流保护的判断，给脱扣执行电路(400)提供脱扣信号。
[0031]可选地，所述装置还包括电弧采样互感器(103)，所述电弧采样互感器(103)为铁硅铝材质的铁芯互感器，用于采集25kHz以下频率的电流信号，作为电弧采样模块(204)的输入。
[0032]可本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种直流充电桩用剩余电流及故障电弧检测装置，其特征在于，所述装置包括剩余电流采样互感器(102)以及剩余电流采样模块(203)，其中：所述剩余电流采样互感器(102)基于磁芯非线性磁化特性与快速磁饱和的特性，结合外围电路产生自激震荡电路，用于检测主回路中的直流剩余电流信号；所述剩余电流采样模块(203)中含激磁震荡电路、积分解调电路、有源滤波放大电路，剩余电流采样互感器(102)与激磁震荡电路产生的激磁信号经过积分解调电路、有源滤波放大电路后，还原主回路中剩余电流特征，还原后电压信号作为剩余电流微控制器(301)的ADC输入信号。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括剩余电流控制器(301)，所述剩余电流控制器(301)通过软件算法实现剩余电流、过压、欠压、短路、过流保护的判断，给脱扣执行电路(400)提供脱扣信号。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括电弧采样互感器(103)，所述电弧采样互感器(103)为铁硅铝材质的铁芯互感器，用于采集25kHz以下频率的电流信号，作为电弧采样模块(204)的输入。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括电弧采样模块(204)，所述电弧采样模块(204)用于将电弧采样互感器(103)的采样信号进行两次二阶有源滤波后，作为电弧微控制器(302)的ADC和内部比较器输入，经过电弧微控制器(302)处理后作为电弧特征判定依据。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括电弧微控制器(302)，所述电弧微控制器(302)用于通过软件算法实现直流故障电弧的判断，给脱扣执行电路(4...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊素琴，成达，赵兵，林繁涛，邹和平，李求洋，李扬，高天予，杨巍，郭建宁，李龙涛，赵越，许佳佳，陈思禹，王雅涛，秦程林，谭琛，孙南南，李禹凡，赵立涛，岳云奇，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：
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