一种基于MOSFET管开关电压的可调特征电流的电路和工作方法技术

本发明专利技术提出了一种基于MOSFET管开关电压的可调特征电流的电路和工作方法所述电路包括：MCU系统、输入保护模块、整流模块、稳压模块、特征电流取样模块、和MOSFET管控制模块。所述输入保护模块依次连接所述整流模块、所述稳压模块和所述MOSFET管控制模块；所述MOSFET管控制模块连接所述MCU系统；所述特征电流取样模块连接MOSFET管Q2；利用所述电路，采用恒流法和恒阻相结合的方法产生特征电流，采用MOSFET管作为开关元件，通过外加辅助电路，由MCU控制MODFET管的开关频率，根据加载到MOSFET管栅源两端的电压大小实现MOSFET管的通断，从而实现取样电阻上的电压有无，控制实现特征电流的加载注入，该电路设计简单，成本价格低廉，性能良好，安全可靠。安全可靠。安全可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种基于MOSFET管开关电压的可调特征电流的电路和工作方法


[0001]本专利技术涉及低压配用电
，特别涉及一种基于MOSFET管开关电压的可调特征电流的电路和工作方法。

技术介绍

[0002]低压配电台区存在户变连接关系不清晰的问题，尤其是新建台区，这导致部分拓扑根本无法直接获取，采取人工摸查工作量巨大，浪费人力物力。为解决该类问题，提出了采用电流注入法实现拓扑结构关系的自动获取，通过该方法，在用户侧及各分支回路中注入特征电流，同时各分支回路具备特征电流的检测功能，通过依次控制用户电表侧及分支回路注入特征电流，依据分支回路是否流过特征电流来判断用户电表及各分支的等级关系。
[0003]特征电流产生方法大致分为两类：第一类是恒阻法产生特征电流信号，该过程中保持电阻不变的投入负载。该方法采用晶闸管或继电器作为开关，电阻作为负载，晶闸管与电阻串联在一起两端分别连接n线与相线，通过晶闸管的关断，在电阻(r)两端施加电压(v)产生电流(i),i＝v/r。这种方案原理简单，但对器件要求高，特别是取样器件的功率要大，相应的价格成本高；第二类是恒流法产生特征电流信号，该过程中保持电流不变的投入负载，该方法与第一类原理相同，采用继电器作为开关元件，在不启动特征电流时能通过继电器实现物理断开，安全性较高，这种方法成本高，体积大。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种基于MOSFET管开关电压的可调特征电流的电路和工作方法，采用恒流法和恒阻相结合的方法产生特征电流，采用MOSFET管作为开关元件，通过外加辅助电路，由MCU控制MODFET管的开关频率，根据加载到MOSFET管栅源两端的电压大小实现MOSFET管的通断，从而实现取样电阻上的电压有无，控制实现特征电流的加载注入，该电路设计简单，成本价格低廉，性能良好，安全可靠。
[0005]本专利技术提出的一种基于MOSFET管开关电压的可调特征电流的电路，所述电路包括：MCU系统：输出TL_PWM_SET控制信号到MOSFET管控制模块；
[0006]输入保护模块：用于线路保护；
[0007]整流模块：用于为控制电路提供回路电压；
[0008]稳压模块：将MOSFET管的栅极电压变为设定的直流电压；
[0009]特征电流取样模块：用于获取特征电流；
[0010]MOSFET管控制模块：接收所述MCU系统的控制信号，控制MOSFET管的通断；同时连接稳压模块获取电压；
[0011]所述输入保护模块依次连接所述整流模块、所述稳压模块和所述MOSFET管控制模块；所述MOSFET管控制模块连接所述MCU系统；所述特征电流取样模块连接MOSFET管Q2。进
一步的，一种基于MOSFET管开关电压的可调整特征电流信号电路，所述MCU系统包括：芯片、晶振和电容。
[0012]进一步的，一种基于MOSFET管开关电压的可调整特征电流信号电路，其特征在于，所述输入保护模块包括R88和R89组成的并联电阻以及R93和R94组成的并联电阻；R88和R89的输入端接入A相电压，输出端连接稳压模块；R93和R94的输入端接入额定电压，输出端连接稳压模块。
[0013]进一步的，一种基于MOSFET管开关电压的可调整特征电流信号电路，其特征在于，所述特征电流取样模块包括并联电阻R102和R103；其中，R103和R102的一端接地，另一端通过电容连接MOSFET管Q2的栅极，同时另一端还直接连接MOSFET管Q2的源极。
[0014]进一步的，一种基于MOSFET管开关电压的可调整特征电流信号电路，其特征在于，所述MOSFET管控制模块包括光耦合OP1、隔直保护电容C96和稳压管D18；所述光耦合OP1输入端正极与3.3V电源正极相连；所述光耦合OP1输入端负极通过电阻与三极管Q3的C极相连；所述三极管Q3的E极接地；所述MCU系统的TL_PWM_SET输出端通过电阻和所述隔直保护电容C96与所述三极管Q3的B极相连；所述稳压管D18输出端连接MOSFET管Q2的栅极。
[0015]进一步的，一种基于MOSFET管开关电压的可调整特征电流信号电路，其特征在于，所述整流模块为全波整流，包括二极管VD1、VD2、VD3和VD4。
[0016]进一步的，一种基于MOSFET管开关电压的可调整特征电流信号电路，其特征在于，所述电路还包括检测模块，所述检测模块包括PWM信号检测模块和MOSFET管开关频率检测模块；所述PWM信号检测模块用来检测PWM的频率和占空比。
[0017]进一步的，一种基于MOSFET管开关电压的可调整特征电流信号电路，其特征在于，根据PWM信号检测模块和MOSFET管开关频率检测模块，计算延迟时ΔT；并根据频率和占空比确定信号输出是否正确，如果不正确则提醒MCU系统进行调整；在一个PWM周期中，假设需要的占空比为D(0≤D≤1)，PWM周期为T，MOSFET管开关频率为f，则延迟时间ΔT＝|1/f
‑
T|,如果检测到PWM的频率和占空比发生变化，则在下一个周期开始前ΔT时间内进行调整，如果调整后T+2ΔT时间内开关频率或者PWM的频率仍然不稳定或者稳定时间小于3T+2ΔT后又发生变化，则发出报警提醒，提醒后台进行元器件检测。
[0018]本专利技术所述一种基于MOSFET管开关电压的可调整特征电流的工作方法，其特征在于，所述方法包括：
[0019]S1、MCU根据设置的开关频率输出TL_PWM_SET控制信号，当TL_PWM_SET信号为高电平时，控制光耦OP1导通；
[0020]S2、稳压电路输出连接MOSFET管控制电路输入，利用稳压电路使MOSFET管的栅极电压变为直流电压；
[0021]S3、所述MOSFET管Q2的栅极电压大于导通电压时，导通所述MOSFET管Q2，
[0022]S4、利用所述Q2的栅源两极节点电压和并联电阻R102、R103产生特征电流；所述特征电流叠加到A相回路上；
[0023]S5、所述MOSFET管Q2的栅源两极节点电压小于导通电压时；MOSFET管Q2关断。
[0024]本专利技术有益效果：本实施例主要目的是控制MOSFET管的通断，实现对负载的精确控制。具体实现过程如下：MCU系统通过输出TL_PWM_SET信号来控制MOSFET管控制模块，该模块根据接收到的信号控制MOSFET管的通断状态。保护模块用于保护线路，防止电路出现
过流、过压等问题。整流模块用于为控制电路提供回路电压，在工作过程中保证电路稳定性。稳压模块将MOSFET管的栅极电压变为设定的直流电压，以确保MOSFET管能够正常工作。特征电流取样模块用于获取特征电流，从而可以得到负载工作状态下的电流波形。通过以上步骤，PWM控制器可以精确地控制负载工作状态，并且可以通过特征电流取样来反馈实际负载工作情况。这种PWM控制方式具有响应速度快、效率高、稳定可靠等优点；采用恒流法和恒阻相结合的方法产生特征电流，采用MOSFET本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MOSFET管开关电压的可调特征电流的电路，其特征在于，所述电路包括：MCU系统：输出TL_PWM_SET控制信号到MOSFET管控制模块；输入保护模块：用于线路保护；整流模块：用于为控制电路提供回路电压；稳压模块：将MOSFET管的栅极电压变为设定的直流电压；特征电流取样模块：用于获取特征电流；MOSFET管控制模块：接收所述MCU系统的控制信号，控制MOSFET管的通断；同时连接稳压模块获取电压；所述输入保护模块依次连接所述整流模块、所述稳压模块和所述MOSFET管控制模块；所述MOSFET管控制模块连接所述MCU系统；所述特征电流取样模块连接MOSFET管Q2。2.根据权利要求1所述的一种基于MOSFET管开关电压的可调整特征电流信号电路，其特征在于，所述MCU系统包括：芯片、晶振和电容。3.根据权利要求1所述的一种基于MOSFET管开关电压的可调整特征电流信号电路，其特征在于，所述输入保护模块包括R88和R89组成的并联电阻以及R93和R94组成的并联电阻；R88和R89的输入端接入A相电压，输出端连接稳压模块；R93和R94的输入端接入额定电压，输出端连接稳压模块。4.根据权利要求1所述的一种基于MOSFET管开关电压的可调整特征电流信号电路，其特征在于，所述特征电流取样模块包括并联电阻R102和R103；其中，R103和R102的一端接地，另一端通过电容连接MOSFET管Q2的栅极，同时另一端还直接连接MOSFET管Q2的源极。5.根据权利要求1所述的一种基于MOSFET管开关电压的可调整特征电流信号电路，其特征在于，所述MOSFET管控制模块包括光耦合OP1、隔直保护电容C96和稳压管D18；所述光耦合OP1输入端正极与3.3V电源正极相连；所述光耦合OP1输入端负极通过电阻与三极管Q3的C极相连；所述三极管Q3的E极接地；所述MCU系统的TL_PWM_SET输出端通过电阻和所述隔直保护电容C96与所述三极管Q3的B极相连；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张毅，李焱，
申请(专利权)人：北京前景无忧电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：