一种直流宽压输入开入采集电路制造技术

本发明专利技术公开了一种直流宽压输入开入采集电路，包括稳压限流模块、光电隔离模块、输出信号放大模块、信号采集模块；所述稳压限流模块的外接端与输入直流电压的正负端相连接，其内接端与光电隔离模块一端相连接；所述光电隔离模块另一端与输出信号放大模块一端相连接；所述输出信号放大模块另一端与信号采集模块相连接；所述稳压限流模块用于抑制输入电流并过滤干扰电压，光电隔离模块使输出和输入之间绝缘，进行输入输出的电气隔离，通过输出信号放大模块对低采集信号进行放大，信号采集模块采集放大后的信号。本方案能够满足不同直流电压等级输入、抗干扰能力强，适用不同直流电压等级开入量采集的场景。级开入量采集的场景。级开入量采集的场景。

【技术实现步骤摘要】
一种直流宽压输入开入采集电路


[0001]本专利技术涉及电力自动化系统二次保护和测控等自动化设备领域，具体涉及一种直流宽压输入开入采集电路。

技术介绍

[0002]电力自动化系统二次保护和测控设备需要对电力一次设备的开关和节点状态进行采集，根据开关和节点状态进行相应的逻辑判断和控制。因设备面临的应用场景使用的直流系统不同，其操作电压也有多种，而开关和节点的分合等状态输出与操作电压一致，这就要求自动化设备需要检测不同电压等级的开关和节点状态量，同时电力系统应用场景的电磁干扰比较严重，会在开入量输入信号上产生一定的干扰电压，导致开入量信号采集不准确。
[0003]传统的开入量采集电路根据输入的开入量电压等级来选择不同的电阻参数，以达到输入侧电流大小满足光耦的工作区间，但又要考虑不能因为电流过大在电路上产生的发热过高带来的故障风险，导致针对不同的开入量电压等级应用场景需要提供不同参数的板卡，给生产和现场使用带来不便并增加了管理成本。另外在软件上还要针对干扰电压带来的信号进行滤波处理，使软件变的复杂，降低了信号采集效率。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术的目的在于提供一种能够满足不同直流电压等级输入、抗干扰能力强的直流宽压输入开入采集电路。
[0005]技术方案：本专利技术包括稳压限流模块、光电隔离模块、输出信号放大模块、信号采集模块；所述稳压限流模块的外接端与输入直流电压的正负端相连接，其内接端与光电隔离模块一端相连接；所述光电隔离模块另一端与输出信号放大模块一端相连接；所述输出信号放大模块另一端与信号采集模块相连接；所述稳压限流模块用于抑制输入电流并过滤干扰电压，光电隔离模块使输出和输入之间绝缘，进行输入输出的电气隔离，通过输出信号放大模块对低采集信号进行放大，信号采集模块采集放大后的信号。
[0006]所述稳压限流模块包括稳压二级管D1、电阻R1和电阻R2，电阻R1一端连接输入直流电压的正端，电阻R2一端连接输入直流电压的负端，电阻R1另一端与电阻R2另一端汇合之后与稳压二级管D1一端电性连接，稳压二级管D1另一端与光电隔离模块电性连接；稳压限流模块能够实现抑制输入电流以及过滤干扰电压。
[0007]当输入直流电压大于所述稳压二级管D1的阈值时，通过稳压二级管D1保持电阻R2两端的电压基本恒定，即流经电阻R2的电流基本恒定。
[0008]通过所述稳压二级管D1的电压钳位和电阻R2的分流，调节流经电阻R1、电阻R2、稳压二级管D1的电流，从而控制电阻R1、电阻R2、稳压二级管D1上产生的功耗发热。
[0009]所述光电隔离模块包括滤波电容C1、反向二极管D2和光电耦合器O1，反向二极管D2与滤波电容C1并联连接之后，连接在光电耦合器O1的第一引脚和第二引脚之间，光电耦
合器抗干扰能力强，可使输出和输入之间绝缘，反向二极管对光电耦合器起保护作用。
[0010]所述输出信号放大模块包括PNP三极管Q1、偏置电阻R3和电阻R4，偏置电阻R3连接在PNP三极管Q1的基极和发射极之间，PNP三极管Q1的基极还与光电耦合器O1的第四引脚连接；所述电阻R4一端连接光电耦合器O1的第三引脚，其另一端接地连接，输出信号放大模块对光电耦合器输出的信号进行放大。
[0011]所述信号采集模块包括电阻R5和电容C2，电阻R5和电容C2并联连接之后一端接地连接，另一端与PNP三极管Q1的集电极、MCU的I/O端口连接，信号采集模块将放大后的信号经滤波电容C2后接入MCU的I/O进行采集处理。
[0012]有益效果：本专利技术的技术方案与现有技术相比，其有益效果在于：通过稳压限流模块和光电隔离模块实现输入电流抑制、干扰电压过滤、输入输出的电气隔离，通过输出信号放大模块对低采集信号进行放大以满足信号采集要求，最终达到直流输入采集电压范围宽、隔离抗干扰能力强、电路发热量小、信号采集可靠的效果，方便不同应用场景的直流开入量采集，具有良好的应用前景。
附图说明
[0013]图1为本专利技术所述直流宽压输入开入采集电路的系统框图；
[0014]图2为本专利技术所述直流宽压输入开入采集电路的电路原理图。
具体实施方式
[0015]下面结合具体实施方式和说明书附图对本专利技术的技术方案进行详细介绍。
[0016]如图1和图2所示，本专利技术的直流宽压输入开入采集电路包括稳压限流模块、光电隔离模块、输出信号放大模块、信号采集模块。其中，稳压限流模块的外接端与输入直流电压的正负端相连接，其内接端与光电隔离模块一端相连接；光电隔离模块另一端与输出信号放大模块一端相连接；输出信号放大模块另一端与信号采集模块相连接。稳压限流模块用于抑制输入电流并过滤干扰电压，光电隔离模块使输出和输入之间绝缘，进行输入输出的电气隔离，通过输出信号放大模块对低采集信号进行放大，信号采集模块采集放大后的信号。
[0017]稳压限流模块包括稳压二级管D1、电阻R1和电阻R2，电阻R1一端连接输入直流电压的正端，电阻R2一端连接输入直流电压的负端，电阻R1另一端与电阻R2另一端汇合之后与稳压二级管D1一端电性连接，稳压二级管D1另一端与光电隔离模块电性连接。输入侧的稳压限流模块当输入直流电压大于稳压二极管D1的阈值时，通过稳压二极管D1可以使电阻R2两端的电压基本恒定，即流经R2的电流基本恒定，通过稳压二极管D1的电压钳位和电阻R2的分流，可以有效调节流经电阻R1、电阻R2、稳压二级管D1的电流，从而控制电阻R1、电阻R2、稳压二级管D1上产生的功耗发热，同时稳压二级管D1也可以过滤小于稳压二级管D1阈值的干扰电压。
[0018]光电隔离模块包括滤波电容C1、反向二极管D2和光电耦合器O1，反向二极管D2与滤波电容C1并联连接之后，连接在光电耦合器O1的第一引脚和第二引脚之间。滤波电容C1一端与稳压二级管D1连接，另一端与输入直流电压的负端连接。光电耦合器抗干扰能力强，可使输出和输入之间绝缘，反向二极管D2对光电耦合器起保护作用。
[0019]输出信号放大模块包括PNP三极管Q1、偏置电阻R3和电阻R4，对光电耦合器输出的信号进行放大。偏置电阻R3连接在PNP三极管Q1的基极和发射极之间，PNP三极管Q1的基极还与光电耦合器O1的第四引脚连接；电阻R4一端连接光电耦合器O1的第三引脚，其另一端接地连接。当流经光电耦合器的正向电流IF较小时，光电耦合器的输出电流IC也较小，产生的信号达不到能被识别的门槛，通过由PNP三极管Q1、偏置电阻R3和电阻R4组成的放大电路，对信号进行放大，使其能够被信号采集模块正确识别。
[0020]信号采集模块包括电阻R5和电容C2，电阻R5和电容C2并联连接之后一端接地连接，另一端与PNP三极管Q1的集电极、MCU的I/O端口连接。信号采集模块将放大后的信号经滤波电容C2后接入MCU的I/O进行采集处理。
[0021]下面以直流110V～220V电压输入范围为例，稳压管D1选用1N4762A(标称稳定电压82V)，R1选用47000Ω，R本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流宽压输入开入采集电路，其特征在于：包括稳压限流模块、光电隔离模块、输出信号放大模块、信号采集模块；所述稳压限流模块的外接端与输入直流电压的正负端相连接，其内接端与光电隔离模块一端相连接；所述光电隔离模块另一端与输出信号放大模块一端相连接；所述输出信号放大模块另一端与信号采集模块相连接；所述稳压限流模块用于抑制输入电流并过滤干扰电压，光电隔离模块使输出和输入之间绝缘，进行输入输出的电气隔离，通过输出信号放大模块对低采集信号进行放大，信号采集模块采集放大后的信号。2.根据权利要求1所述的直流宽压输入开入采集电路，其特征在于：所述稳压限流模块包括稳压二级管D1、电阻R1和电阻R2，电阻R1一端连接输入直流电压的正端，电阻R2一端连接输入直流电压的负端，电阻R1另一端与电阻R2另一端汇合之后与稳压二级管D1一端电性连接，稳压二级管D1另一端与光电隔离模块电性连接。3.根据权利要求2所述的直流宽压输入开入采集电路，其特征在于：当输入直流电压大于所述稳压二级管D1的阈值时，通过稳压二级管D1保持电阻R2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘前峰，李晓东，仝堂玉，
申请(专利权)人：江苏楚能工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：