本发明专利技术涉及基于数字控制电位器技术的过流速断保护电路，其包括精密全波整流电路、数字控制电位器模块、微处理器，精密全波整流电路与数字控制电位器模块配连，数字控制电位器模块与微处理器MCU配接，精密全波整流电路采用二组全波整流电路，二组全波整流电路的输出分别接于数字控制电位器模块的二个输入端；数字控制电位器模块由数字控制电位器和低功耗双电压比较器连接组成。优点与效果是，电路结构简单，节省成本，不需要采用复杂的计算算法，同时降低了对微处理器MCU的运算速度的要求，简化了过流速断保护控制过程，使过流速断保护响应时间更快，响应时间小于5ms，控制过程更加稳定。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种过流速断保护电路，特别是基于数字控制电位器技术的过流速断保护 电路，其用于永磁机构控制器的过流速断保护装置。
技术介绍
中国专利文献CN101783495A公开《通信总线防高压侵入保护装置及其保护方法》(专 利申请号200910045438. 0)，该装置包括，壳体和设于壳体内的保护电路；壳体的一侧壁 上设有正常总线端，壳体的另一侧壁上设有防高压入侵的总线端接地端及指示灯Dl ；保护 电路包括显示报警电路、防雷击电路、过流速断保护电路；显示报警电路的两端和防雷击 电路的两端并接在放高压侵入的总线两端；过流速断保护电路分别与防高压入侵的总线两 端、正常总线端连接；该装置串接在计算机与外部设备之间的总线中；当有220V高电压侵 入本装置的总线端，有大电流流过，元器件使其温度快速上升，会迅速进入高阻态，电流被 迅速夹断，该装置自动显示报警、切断电源，保护了通信设备，还具有即时显示报警和防雷 电功能。该装置的过流速断保护电路包括入防止高压侵速断保护器R2、R3，瞬态抑制二极 管T2、T3 ；防止高压侵速断保护器R2的端1、R3的端1分别与防高压入侵的总线两端连接， 瞬态抑制二极管T2、T3的正端分别与正常总线的两端、防止高压侵速断保护器R2、R3的端 2并接，瞬态抑制二极管T2、T3的负端相连。瞬态抑制二极管Τ2、Τ3的正端。防止高压侵 速断保护器R2、R3采用高分子聚合物正系数温度电阻。该装置由于其结构所限，其保护效 果并不太理想。据申请人所知，目前使用的过流速断保护电路多数采用AD芯片采样电路，其工作 原理是将交流电流模拟信号转换为数字信号，再经微处理器MCU处理，运用方均根、FFT、 DFT等算法计算每个采样周期的电流幅值大小，并将计算出的电流幅值与过流速断的设定 的标准值进行对比，实现过流速断保护功能。申请人在研究中发现，AD采集芯片采集完电流 模拟信号至少需要半个周期(10ms)，否则计算出来的值是不准确的。然后还要通过一些算 法计算这个周期的幅值大小，再进行过流速断保护。由此可知，采用AD芯片采样电路的永 磁机构控制器的过流速断保护响应时间必定大于10ms。过流速断响应时间带来的后果是可 想而知的，应当尽量避免。因此，利用先进的数字控制电位器技术来改造现有的过流速断保 护电路，以提高永磁机构控制器的过流速断保护装置的性能，是当务之急。在电力线路发生 过流速断故障时，尽可能减小永磁机构控制器的响应时间，使永磁机构真空开关快速分闸， 从而达到快速保护的目的，减少因过流速断故障造成的线路损失。这是永磁机构控制器的 过流速断保护装置要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术目的是，针对现有技术存在的不足，进行改进，提出并研究一种基于数字控 制电位器技术实现过流速断保护电路。本专利技术的构想在于，利用先进的数字控制电位器技 术，采用硬件电路，由其通过运用设定的标准值与测定值相互比较的方法实现快速过流速 断保护。本专利技术的技术解决方案是，包括整流电路、电位器电路、微处理器MCU三部分，整 流电路与电位器电路配连，电位器电路与微处理器MCU配接，其特征在于，整流电路采用精 密全波整流电路，电位器电路采用数字控制电位器模块；精密全波整流电路采用二组全波 整流电路，二组全波整流电路的输出端分别接于数字控制电位器模块的二个输入端。其特征在于，全波整流电路由限幅单元电路、滤波单元电路、全波整流单元电路和 射级跟随器单元电路组成；限幅单元电路采用二只限幅二极管串连组成；滤波单元电路采 用了无源一阶滤波单元和无源二阶滤波单元，无源一阶滤波单元由电阻、电容相连组成，无 源二阶滤波单元采用由电阻配接电阻R6和电容构成的阻容滤波电路组成；全波整流单元 电路由低功耗JFET输入运算放大器与外围元件输入电阻、反馈电阻、反馈二极管组成；射 级跟随器单元电路由第一级JFET输入运算放大器和第二级JFET输入运算放大器组成；其 中，限幅单元电路与无源一阶滤波单元并接，无源一阶滤波单元的输出接第一级JFET输入 运算放大器的输入端，第一级JFET输入运算放大器的输出通过输入电阻分别配接低功耗 JFET输入运算放大器的二个放大器，低功耗JFET输入运算放大器的输出端接无源二阶 滤波单元，无源二阶滤波单元的输出端接第二级JFET输入运算放大器，第二级JFET输入运 算放大器的输出端接数字控制电位器模块。其特征在于，数字控制电位器模块由数字控制电位器和低功耗双电压比较器连接组成。其特征在于，数字控制电位器采用一片X9C103芯片，低功耗双电压比较器采用一 片LM193A芯片。其特征在于，微处理器MCU采用超低功耗ATmega644微处理器。本专利技术的工作过程首先，通过微处理器MCU设定过流速断电流保护定值，再将过流速断电流保护定值转 换为数字控制电位器X9C103输出的基准比较电压Ukef，将Uref作为电压比较器LM193A的 比较参考电压。2路电流模拟信号经精密全波整流电路所采用的二组全波整流电路处理后，输出 直流电平信号Uadi和U ^2给电压比较器LM193A，电压比较器LM193A将Uadi (U 与Ukef进 行实时比较，当Uadi (^1)2)>队@时，电压比较器01193々立即产生中断信号INTO (INTl)给 微处理器MCU，微处理器MCU立即执行过流速断保护任务。本专利技术的优点与效果是，提出的过流速断保护电路结构简单，能为节省高速AD采 集芯片创造条件，也不需要采用复杂的计算算法，同时降低了对微处理器MCU的运算速度 的要求，使用普通的微处理器MCU就可以满足该过流速断保护电路的要求，从而会大大降 低了永磁机构控制器的成本。该过流速断保护电路采用电压比较器硬件电路进行比较的方 法，简化了过流速断保护控制过程，使过流速断保护响应时间更快，控制过程更加稳定。本 专利技术的创新点是将数字控制电位器技术应用于过流速断保护电路，采用数字控制电位器技 术应用于过流速断保护电路产生的效果是，电路结构简单、过流速断保护响应时间快(响应 时间小于5ms)，控制过程稳定、抗干扰能力强、制作成本低。附图说明图1、本专利技术的电路原理结构框图；图2、本专利技术的数字控制电位器模块电路图3、图2所示电路中的Uadi大于Ukef时电压比较器中断信号INTO输出的电压波形图； 图4、本专利技术电路设计原理图。具体实施例方式下面，根据附图对本专利技术的实施例进行详细说明。如图1、图2、图3、图4所示，本专利技术包括精密全波整流电路、数字控制电位器模块、 MCU三部分。精密全波整流电路与数字控制电位器模块配连，数字控制电位器模块与微处理 器MCU配接。精密全波整流电路采用二组全波整流电路，二组全波整流电路的输出端分别接于 数字控制电位器模块的二个输入端；全波整流电路由限幅单元电路、滤波单元电路、全波整 流单元电路和射级跟随器单元电路组成。其中一个全波整流电路的组成是限幅单元电路采用二只限幅二极管DPI、DP2串连组成； 滤波单元电路采用了无源一阶滤波单元和无源二阶滤波单元，无源一阶滤波单元由电阻 R1、电容Cl相连组成，无源二阶滤波单元采用由电阻R5配接电阻R6和电容C2、C3构成的阻 容滤波电路组成；全波整流单元电路由低功耗JFET输入运算放大器U1B、UlC与外本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．基于数字控制电位器技术的过流速断保护电路，包括整流电路、电位器电路、微处理器ＭＣＵ三部分，整流电路与电位器电路配连，电位器电路与微处理器ＭＣＵ配接，其特征在于，整流电路采用精密全波整流电路，电位器电路采用数字控制电位器模块；精密全波整流电路采用二组全波整流电路，二组全波整流电路的输出端分别接于数字控制电位器模块的二个输入端。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：贺晓红，马斌，罗湘炜，
申请(专利权)人：湖北网安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：42
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