專利名稱：過流保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過流保護(hù)系統(tǒng)，尤其涉及一種基于單片機(jī)的過流保護(hù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，在很多工業(yè)設(shè)備在工作過程中，由于瞬間負(fù)載過重，導(dǎo)致電流過大而燒壞，例如 應(yīng)用在工業(yè)加熱設(shè)備特別是鏡片加工的熱成型機(jī)中，若沒有安裝過流保護(hù)系統(tǒng)時(shí)經(jīng)常容易把 熱成型機(jī)的加熱絲燒壞。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種保護(hù)設(shè)備工作的過流保護(hù)系統(tǒng)。
一種過流保護(hù)系統(tǒng)，其包括信號采樣單元、中央處理單元及輸出控制單元。該信號采樣 單元的輸入端與外部電路相連，并實(shí)時(shí)偵測該外部電路的電流值。該中央處理單元內(nèi)預(yù)設(shè)有 允許外部電路的最大電流值，該中央處理單元與該信號采樣單元的輸出端相連，用于接收信 號采樣電路的電流值并判斷該電流值與允許外部電路的最大電流值是否相同。該輸出控制單 元包括可控硅開關(guān)，該輸出控制單元的輸入端與該中央處理單元相連，該可控硅開關(guān)接入至 外部電路中，當(dāng)外部電路的電流值大于允許外部電路的最大電流值時(shí)，該中央處理單元觸發(fā) 該可控硅開關(guān)斷開從而使外部電路斷開。
所述的過流保護(hù)系統(tǒng)的輸出控制電路包括接在中央處理單元輸出端的可控硅開關(guān)，可控 硅開關(guān)反應(yīng)速度快，使用壽命長，可及時(shí)保護(hù)受保護(hù)設(shè)備。


圖l為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種過流保護(hù)系統(tǒng)的模塊圖。 圖2為圖1中的過流保護(hù)系統(tǒng)的信號采樣單元的電路圖。 圖3為圖1中的過流保護(hù)系統(tǒng)的輸出控制單元的電路圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
請參閱圖l，本發(fā)明第一實(shí)施例提供一種過流保護(hù)系統(tǒng)。該過流保護(hù)系統(tǒng)100包括信號采 樣單元102、中央處理單元104、輸出控制單元106、顯示單元108、報(bào)警單元IIO、存儲單元 112、按鍵單元114及電源單元116。本實(shí)施例中，信號采樣單元102及輸出控制單元106的數(shù) 量均為一個(gè)。
請參閱圖2，該信號采樣單元102包括前端采樣電路1022、整流電路1024及信號放大電路 1026。該前端采樣電路1022包括電流互感器T2 (Current Transformer)，其用于采集外部 電路的交流電信號并將采集的交流電信號輸出至該整流電路1024。該整流電路1024包括分流 電阻R21及橋式整流電路B1 。
該分流電阻R21與該電流互感器T2并聯(lián)，該電流互感器T2與該分流電阻R21均接入至該橋 式整流電路B1中，橋式整流電路B1的一個(gè)輸出端連至該信號放大電路1026。整流電路1024將 交流電轉(zhuǎn)變成直流電，整流后的直流電輸入至該信號放大電路l026 。
信號放大電路1026包括電阻R22，可變電阻R23，接地電阻R30及運(yùn)算放大器A1 ，該電阻 R22的兩端分別連接至橋式整流電路B1的輸出端及放大器A1的反相端，可變電阻R23的兩端分 別連接至放大器A1的反相端及輸出端，可變電阻R23引入反饋，可補(bǔ)償由外部干擾引起的功 率損失。接地電阻R30的兩端分別連接至放大器A1的同相端及地端。放大器A1的輸出端連至 中央處理單元104。
該中央處理單元104為單片機(jī)。本實(shí)施例中，該單片機(jī)為STC12C5410AD型單片機(jī)，其帶 有A/D轉(zhuǎn)換器及存儲器，通過編寫軟件程序設(shè)定該單片機(jī)控制的執(zhí)行條件、對采集信號的辨 識、判斷、處理及發(fā)出控制指令。該STC12C5410AD型單片機(jī)的操作方法、接口類型及接口方 法等均可參看其產(chǎn)品說明。該中央處理單元104接收信號采樣電路102的放大器的輸出信號。 該中央處理單元l 04內(nèi)設(shè)有由用戶設(shè)定的允許受保護(hù)設(shè)備的最大電流。
該輸出控制單元106輸入端與該中央處理單元104相連。請參閱圖3，輸出控制單元106為 可控硅控制電路，其包括光電耦合器U7，三端雙向可控硅開關(guān)Q2，濾波電路1062，及電阻 R25， R26和限流電阻R28。該光電耦合器U7的輸入端經(jīng)限流電阻R28與中央處理單元104的輸 出端相連，光電耦合器U7分別經(jīng)電阻R25及R26并聯(lián)至該可控硅開關(guān)Q2及該濾波電路1062。該 可控硅開關(guān)Q2包括柵極，該柵極連至光電耦合器U7的一端，而可控硅開關(guān)Q2的兩端分別接入 至受保護(hù)設(shè)備的電路(圖未示)中，當(dāng)中央處理單元104判斷外部電路的電流值大于允許外 部電路的最大電流值時(shí)，即過流情況出現(xiàn)時(shí)，中央處理單元104通過光電耦合器U7觸發(fā)該三 端雙向可控硅開關(guān)Q2斷開，接入至輸出控制單元106的受保護(hù)設(shè)備的電路同時(shí)也斷開，從而 可有效保護(hù)受保護(hù)設(shè)備。
該顯示單元108、該報(bào)警單元IIO、該存儲單元112、該按鍵單元114及該電源單元116分 別接至中央處理單元104對應(yīng)的輸出端口。
該顯示單元108包括發(fā)光二極管(LED)顯示部，其可顯示實(shí)時(shí)電流值及報(bào)警電流。該報(bào) 警單元110包括蜂鳴器及三極管，當(dāng)過流情況出現(xiàn)時(shí)，中央處理單元104觸發(fā)該三極管導(dǎo)通從
而使蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲。
該按鍵單元114包括四個(gè)按鍵，分別可實(shí)現(xiàn)"向上(Up)""向下(Down)""目錄( Me皿)""輸入(Enter)"的功能，其作用包括1)査詢作用如受保護(hù)設(shè)備工作一段時(shí) 間后，其某一電路發(fā)生過流情況的次數(shù)、每次過流情況的電流大??；2)參數(shù)設(shè)定如設(shè)定 允許受保護(hù)設(shè)備的最大電流，發(fā)生過流情況后是否斷開受保護(hù)設(shè)備的電源或斷開電源后要多 少時(shí)間恢復(fù)受保護(hù)設(shè)備的工作；3)工作狀態(tài)選擇過流保護(hù)系統(tǒng)的開始工作、停止工作等 狀態(tài)的選擇。
該存儲單元112為電可擦可編程只讀存儲器(Electrically Erasable Programmable Read-0nly Memory, EEPROM)，存儲上述相關(guān)的數(shù)據(jù)，如上述的報(bào)警電流值歷史記錄等以供 中央處理單元調(diào)用至相關(guān)單元。該電源單元116為上述各單元提供工作電壓，其提供的是正 五伏(+5V)的直流電壓。
以下簡單說明本發(fā)明實(shí)施例的過流保護(hù)系統(tǒng)100的工作過程，其包括正常狀態(tài)及保護(hù)狀態(tài)。
在正常狀態(tài)中，先開啟該過流保護(hù)系統(tǒng)100，并且用戶可通過按鍵單元114對該過流保護(hù) 系統(tǒng)100進(jìn)行相關(guān)參數(shù)設(shè)定，如允許受保護(hù)設(shè)備的最大電流值及報(bào)警電壓等，允許受保護(hù)設(shè) 備的最大電流值存儲在中央處理單元104內(nèi)，報(bào)警電壓等其它參數(shù)則存儲在存儲單元112中。 用戶設(shè)定的同時(shí)，這些參數(shù)均可顯示在該過流保護(hù)系統(tǒng)100的顯示單元108上。受保護(hù)設(shè)備( 負(fù)載)開始工作，過流保護(hù)系統(tǒng)IOO的信號采樣電路102實(shí)時(shí)偵測受保護(hù)設(shè)備的工作電流。
在保護(hù)狀態(tài)中，當(dāng)過流情況出現(xiàn)時(shí)，即中央處理單元104比較及判斷來自信號采樣電路 102的電流值大于允許受保護(hù)設(shè)備的最大電流值時(shí)，顯示單元108實(shí)時(shí)顯示該電流值，中央處 理單元l04通過輸出控制電路l06的限流電阻R28使光電耦合器U7工作，三端雙向可控硅開關(guān) Q2的柵極被經(jīng)由電阻R25、 R26和光電耦合器U7的信號觸發(fā)而斷開，故接入至該三端雙向可控 硅開關(guān)Q2兩端的受保護(hù)設(shè)備電路為斷開狀態(tài)，從而有效保護(hù)受保護(hù)設(shè)備。
可以理解，信號采樣單元102及輸出控制單元106的數(shù)量不限于一個(gè)，可以二個(gè)，三個(gè)或 更多，每個(gè)信號采樣單元102分別對一個(gè)外部電路的電流進(jìn)行采樣，每個(gè)輸出控制單元106的 可控硅開關(guān)對應(yīng)接入至該對應(yīng)外部電路以保護(hù)該外部電路，因此，本發(fā)明實(shí)施例提供的過流 保護(hù)系統(tǒng)可同時(shí)保護(hù)多個(gè)電路(設(shè)備)。
本實(shí)施例的過流保護(hù)系統(tǒng)IOO，通過信號采集電路的電流互感器T2轉(zhuǎn)換電流值，測量精 度高，線性好；及輸出控制電路106包括接在單片機(jī)(中央處理單元104)輸出端的雙向可控 硅開關(guān)Q2，雙向可控硅開關(guān)Q2反應(yīng)速度快，使用壽命長，可及時(shí)保護(hù)受保護(hù)設(shè)備。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，如輸出控制電路的數(shù)量及信 號采集電路的數(shù)量，單片機(jī)類型的選擇等，可視實(shí)際連接至該過流保護(hù)系統(tǒng)的受保護(hù)設(shè)備數(shù) 量而定。當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍的內(nèi)
權(quán)利要求
1.一種過流保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，該過流保護(hù)系統(tǒng)包括至少一個(gè)信號采樣單元，該至少一個(gè)信號采樣單元的輸入端與外部電路相連，并實(shí)時(shí)偵測該外部電路的電流值；中央處理單元，其內(nèi)預(yù)設(shè)有允許外部電路的最大電流值，該中央處理單元與該至少一個(gè)信號采樣單元的輸出端相連，用于接收信號采樣電路的電流值并判斷該電流值與允許外部電路的最大電流值是否相同；及至少一個(gè)輸出控制單元，其包括可控硅開關(guān)，該至少一個(gè)輸出控制單元的輸入端與該中央處理單元相連，該可控硅開關(guān)接入至外部電路中；當(dāng)中央處理單元判斷外部電路的電流值大于允許外部電路的最大電流值時(shí)，該中央處理單元觸發(fā)該可控硅開關(guān)斷開從而使外部電路斷開。
2.如權(quán)利要求l所述的過流保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述的信號采 樣單元包括前端采樣電路、整流電路及放大電路，該前端采樣電路采集交流電信號并將采集 的交流電信號輸出至該整流電路，該整流電路接收采集的交流電信號并整流輸出至該放大電 路，該放大電路的輸出端連至中央處理單元。
3.如權(quán)利要求2所述的過流保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述的輸出控 制單元進(jìn)一步包括限流電阻、光電耦合器，當(dāng)外部電路的電流值大于允許外部電路的最大電 流值時(shí)，該中央處理單元經(jīng)限流電阻及光電耦合器觸發(fā)該可控硅開關(guān)斷開，從而使接入至該 可控硅開關(guān)的外部電路斷開。
4.如權(quán)利要求l所述的過流保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述的過流保 護(hù)系統(tǒng)還包括報(bào)警單元、顯示單元、存儲單元、按鍵單元及電源單元，該報(bào)警單元連至中央 處理單元的輸出端，當(dāng)外部電路的電流值大于允許外部電路的最大電流值時(shí)，該中央處理單 元控制該報(bào)警單元進(jìn)行聲音報(bào)警，該存儲單元存儲外部電路的電流值大于允許外部電路的最 大電流值的次數(shù)及外部電路的電流值以供中央處理單元調(diào)用并顯示在顯示單元上，該顯示單 元連至中央處理單元的輸出端，以顯示外部電路的電流值及外部電路的電流值大于允許外部 電路的最大電流值的次數(shù)，該按鍵單元可由用戶輸入相關(guān)參數(shù)至中央處理單元，該電源單元 為上述各單元提供電源。
5.如權(quán)利要求2所述的過流保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述的整流電 路是橋式整流電路。
6.如權(quán)利要求l所述的過流保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述的電源單 元提供正五伏的直流電壓。
7.如權(quán)利要求l所述的過流保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述的可控硅 開關(guān)為三端雙向可控硅開關(guān)。
8.如權(quán)利要求l所述的過流保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述的中央處 理單元為單片機(jī)。
9.如權(quán)利要求l所述的過流保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述的信號采 樣單元的數(shù)量為多個(gè)，該輸出控制單元的數(shù)量為多個(gè)，各信號采樣單元分別對應(yīng)與一個(gè)外部 電路相連，各信號采樣單元的輸出端均與中央處理單元相連，各輸出控制單元的輸入端均與 中央處理單元相連，各輸出控制單元的可控硅開關(guān)分別接入至與各信號采樣單元對應(yīng)的外部 電路中。
10.如權(quán)利要求2所述的過流保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述的放大電 路是通用型雙運(yùn)算放大器。
全文摘要
一種過流保護(hù)系統(tǒng)，其包括信號采樣單元、中央處理單元及輸出控制單元。信號采樣單元的輸入端與外部電路相連，并實(shí)時(shí)偵測外部電路的電流值中央處理單元內(nèi)預(yù)設(shè)有允許外部電路的最大電流值，中央處理單元與信號采樣單元的輸出端相連，用于接收信號采樣電路的電流值并判斷該電流值與允許外部電路的最大電流值是否相同。輸出控制單元包括可控硅開關(guān)，輸出控制單元的輸入端與中央處理單元相連，可控硅開關(guān)接入至外部電路中，當(dāng)過流情況出現(xiàn)時(shí)，中央處理單元觸發(fā)可控硅開關(guān)斷開從而使外部電路斷開。該輸出控制電路包括接在中央處理單元的可控硅開關(guān)，可控硅開關(guān)反應(yīng)速度快，使用壽命長，可及時(shí)保護(hù)受保護(hù)設(shè)備。
文檔編號H02H3/08GK101350512SQ200710201128
公開日2009年1月21日 申請日期2007年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月19日
發(fā)明者孫祥瑞, 趙振鋒, 彬 郭 申請人:佛山普立華科技有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司