專利名稱：電力機(jī)車輔助電源漏電保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于漏電保護(hù)裝置，主要涉及一種電力機(jī)車輔助電源 漏電保護(hù)裝置。
技術(shù)背景
漏電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)中必備的設(shè)備。但目前沒有專門用于電 力機(jī)車輔助電源的漏電保護(hù)裝置，給生產(chǎn)和安全帶來很大的隱患。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述電力機(jī)車沒有輔助電源漏電保護(hù)裝置的問題，本實(shí)用 新型提供了 一種電力機(jī)車輔助電源漏電保護(hù)裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下 一種電力機(jī)車輔助電源漏電保護(hù)裝置，其特 征在于它包括單片機(jī)、交流采樣模塊、數(shù)字輸出模塊、顯示模塊、鍵盤輸入 模塊、電源模塊、基準(zhǔn)電源模塊；檢測(cè)到的電力機(jī)車輔助電源漏電流信號(hào)經(jīng)交 流采樣模塊輸入至單片機(jī)；單片機(jī)輸出信號(hào)值至顯示模塊，并根據(jù)該信號(hào)值與
預(yù)置值的比較結(jié)果控制數(shù)字輸出模塊。
還包括可實(shí)現(xiàn)外部計(jì)算機(jī)與單片機(jī)通訊的串行通訊模塊。 還包括可向單片機(jī)輸入數(shù)字信號(hào)的數(shù)字輸入模塊。
所述的交流采樣模塊為檢測(cè)到的輔助電源漏電流信號(hào)一端P2接地，另一
端P1與P2間接有電阻R18， P1分別經(jīng)二極管D3、 D4接15V和-15V電源；Pl 經(jīng)電阻R7接比較器U8A (LF353)的2腳，P1經(jīng)串聯(lián)的電阻R7、 R9、 二極管D5 接比較器U8A (LF353)的1腳，比較器U8A (LF353)的1腳和2腳間接有二極 管D6，比較器U8A (LF353)的3腳接地；Pl經(jīng)電阻R8接比較器U8的6腳， 比較器U8的1腳經(jīng)串聯(lián)的二極管D5、電阻R6接比較器U8B (LF353)的6腳， 串聯(lián)的電阻R15和R19與電容C13并接于比較器U8B (LF353)的6腳和7腳間， 比較器U8B (LF353)的7腳經(jīng)串聯(lián)的電阻R19、電容C14接地，亦經(jīng)串聯(lián)的電 阻R19、電容C15接地，比較器U8B (LF353)的5腳接地，比較器U8B(LF353) 的8腳接+15電源，4腳接-15V電源，U8B (LF353)的7腳經(jīng)電阻R19接單片機(jī)STC 12C5402AD的19腳。
所述的顯示模塊為模塊U4 (LCD2402)的1腳接地，2腳接5V電源，15 腳經(jīng)電阻R14接5V電源，16腳接地。模塊U4 (LCD2402)的4腳、5腳、6腳 分別接單片機(jī)STC12C5402AD的10腳、11腳、17腳，模塊U4 (LCD2402)的7 腳、8腳、9腳、10腳、11腳、12腳、13腳、14腳分別接單片機(jī)STC12C5402AD 的26腳、27腳、l腳、2腳、12腳、13腳、15腳、16腳,模塊U4 (LCD2402) 的7腳、8腳、9腳、10腳、11腳、12腳、13腳、14腳亦分別接排阻RP1的1 —8腳，排阻RP1的9一16腳接5V電源。
所述的數(shù)字輸出模塊為單片機(jī)STC 12C5402AD的25腳經(jīng)電阻R16接光電 隔離耦合器模塊U6 (PVT312S)，單片機(jī)STC 12C5402AD的24腳經(jīng)電阻R17接 光電隔離耦合器模塊U7 (FVT312S)，光電隔離耦合器模塊U6 (PVT312S)的輸 出接D01和D01N， D01和D01N間接有穩(wěn)壓管Zl，光電隔離耦合器模塊U7 (FVT312S)輸出接D02和D02N, D02和D02N間接有穩(wěn)壓管Z2。
所述的鍵盤輸入模塊為串聯(lián)的電阻R10和按鍵S1、串聯(lián)的電阻R11和按 鍵S2、串聯(lián)的電阻R12和按鍵S3、串聯(lián)的電阻R13和按鍵S4皆并接于5V電源 和地之間，其串聯(lián)的中間點(diǎn)分別接單片機(jī)STC 12C5402AD的23腳、22腳、21 腳、20腳。
所述的電源模塊為110V電源信號(hào)分別接PW1、 PW2、 PW3的1腳，-110電 源信號(hào)分別接PW1、 PW2、 PW3的4腳，PW1、 PW2的23腳、PW3的21腳接地， PW1、 PW2的21腳接5V電源，PW3的23腳接-5V電源。
所述的基準(zhǔn)電源模塊為電壓基準(zhǔn)源Dtl (LM285-2.5)的4腳接5V電源， 8腳接Vref。
所述的單片機(jī)STC 12C5402AD的6腳和7腳分別經(jīng)電容C12和Cll接地，6 腳和7腳間接有晶振Y1， 3腳經(jīng)電阻R5接地，14腳接地，28腳接5V電源，電 容C6、 C9并接于14腳和28腳間，3腳經(jīng)電容C10接5V電源。
所述的串行通訊模塊為接插件Jl的2腳和3腳分別接模塊Ul (MAX232) 的14腳和13腳，Jl的5腳接地；模塊U1 (MAX232)的6腳經(jīng)電容C1接地，模塊U1 (MAX232)的4腳和5腳間接有電容C2， 15腳和16腳間接有電容C8， 模塊U (MAX232) 1的15腳接地，16腳接有5V電源，模塊U1 (MAX232)的2 腳經(jīng)電容C3到5V電源，模塊U1 (MAX232)的1腳和3腳間接有電容C4，模 塊Ul (MAX232)的11腳和12腳分別接單片機(jī)STC 12C5402AD的5腳和4腳。 所述的數(shù)字輸入模塊為DI1和DI1N間并接有二極管D1和電容C5， DI1 和DI1N接光電隔離耦合器模塊U2 (4N35)， U2 (4N35)的輸出三極管發(fā)射極經(jīng) Rl接其基極，同時(shí)接單片機(jī)STC 12C5402AD的8腳，又經(jīng)電阻R3接地，U2(4N35) 的輸出三極管集電極接5V電源；DI2和DI2N間并接有二極管D2和電容C7， DI2 和DI2N接光電隔離耦合器模塊U3 (4N35)， U3 (4N35)的輸出三極管發(fā)射極經(jīng) R2接其基極，同時(shí)接單片機(jī)的9腳，又經(jīng)電阻R4接地，U3的輸出三極管集電 極接5V電源。
采用上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型能夠利用嵌入式系統(tǒng)檢測(cè)電力機(jī)車輔助 電源漏電電流，并進(jìn)行保護(hù)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，成本低。

圖1是本實(shí)用新型的電路原理框圖
圖2是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明
本實(shí)用新型是利用嵌入式系統(tǒng)檢測(cè)電力機(jī)車輔助電源漏電電流，并進(jìn)行保 護(hù)的一個(gè)裝置。如圖1所示，本實(shí)用新型包括單片機(jī)、交流采樣模塊、數(shù)字輸 出模塊、顯示模塊、鍵盤輸入模塊、電源模塊、基準(zhǔn)電源模塊，還可包括實(shí)現(xiàn) 外部計(jì)算機(jī)與單片機(jī)通訊的串行通訊模塊、可向單片機(jī)輸入數(shù)字信號(hào)的數(shù)字輸 入模塊。
本實(shí)用新型是利用電流互感器進(jìn)行3相繞組的漏電流檢測(cè)，然后將檢測(cè)到 的交流信號(hào)經(jīng)交流采樣模塊，轉(zhuǎn)化為直流信號(hào)，送至單片機(jī)AD采集模塊。單片 機(jī)將采集的信號(hào)值與預(yù)置值相比較，如果超出則控制數(shù)字輸出模塊驅(qū)動(dòng)外部繼 電器進(jìn)行保護(hù)。本實(shí)用新型中檢測(cè)到的漏電信號(hào)可由單片機(jī)輸出至顯示模塊進(jìn) 行顯示。本實(shí)用新型有報(bào)警功能及報(bào)警值設(shè)定功能。 本實(shí)用新型實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。由于來自電流互感器的信號(hào)為交流信號(hào)，^&形為正弦波，所以需將其整流 為直流才能被單片機(jī)采集。本實(shí)用新型實(shí)施例的交流采樣模塊是采用兩級(jí)運(yùn)放將 正弦交流電壓變?yōu)橹绷麟妷翰⒄巍?br> 本實(shí)用新型實(shí)施例中電源模塊采用DC-DC轉(zhuǎn)換模塊經(jīng)IIOV轉(zhuǎn)換為5V， 土15V 供給裝置內(nèi)部各芯片所用?；鶞?zhǔn)電源模塊采用LM285，輸出2.5V基準(zhǔn)電壓，作為 AD轉(zhuǎn)換的基準(zhǔn)。
本實(shí)用新型實(shí)施例中數(shù)字輸出模塊是當(dāng)漏電流超限后，驅(qū)動(dòng)外部繼電器進(jìn)行 報(bào)警及保護(hù)。
本實(shí)用新型實(shí)施例中顯示模塊的液晶模塊采用MBCF24204B03， 24行X 2 列字符顯示，紅色字符，黑色背景，獨(dú)立LED背光。用其來顯示當(dāng)前機(jī)車漏電流 值。
本實(shí)用新型實(shí)施例中數(shù)字輸入模塊是備用模塊，為以后擴(kuò)展功能預(yù)留。其信 號(hào)采集時(shí)利用光耦進(jìn)行隔離，然后送至單片機(jī)。
本實(shí)用新型實(shí)施例中串行通訊模塊為預(yù)留模塊，用于單片機(jī)與計(jì)算機(jī)之間進(jìn) 行通訊。
本實(shí)用新型實(shí)施例中單片機(jī)采用宏晶公司的STC 12C5402AD芯片，帶AD轉(zhuǎn)換。
本實(shí)用新型中鍵盤輸入模塊用于向單片機(jī)輸入指令。
權(quán)利要求1、一種電力機(jī)車輔助電源漏電保護(hù)裝置，其特征在于它包括單片機(jī)、交流采樣模塊、數(shù)字輸出模塊、顯示模塊、鍵盤輸入模塊、電源模塊、基準(zhǔn)電源模塊；檢測(cè)到的電力機(jī)車輔助電源漏電流信號(hào)經(jīng)交流采樣模塊輸入至單片機(jī)；單片機(jī)輸出信號(hào)值至顯示模塊，并根據(jù)該信號(hào)值與預(yù)置值的比較結(jié)果控制數(shù)字輸出模塊。
2、 如權(quán)利要求l所述的電力機(jī)車輔助電源漏電保護(hù)裝置，其特征在于還 包括可實(shí)現(xiàn)外部計(jì)算機(jī)與單片機(jī)通訊的串行通訊模塊。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的電力機(jī)車輔助電源漏電保護(hù)裝置，其特征在于 還包括可向單片機(jī)輸入數(shù)字信號(hào)的數(shù)字輸入模塊。
4、 如權(quán)利要求l所述的電力機(jī)車輔助電源漏電保護(hù)裝置，其特征在于所 述的交流采樣模塊為檢測(cè)到的輔助電源漏電流信號(hào)一端P2接地，另一端P1與P2間接有電阻R18， P1分別經(jīng)二極管D3、 D4接15V和-15V電源；Pl經(jīng)電阻 R7接比較器U8A (LF353)的2腳，P1經(jīng)串聯(lián)的電阻R7、 R9、 二極管D5接比較 器U8A (LF353)的1腳，比較器U8A (LF353)的1腳和2腳間接有二極管D6， 比較器U8A (LF353)的3腳接地；Pl經(jīng)電阻R8接比較器U8的6腳，比較器 U8的1腳經(jīng)串聯(lián)的二極管D5、電阻R6接比較器U8B (LF353)的6腳，串聯(lián)的 電阻R15和R19與電容C13并接于比較器U8B (LF353)的6腳和7腳間，比較 器U8B(LF353)的7腳經(jīng)串聯(lián)的電阻R19、電容C14接地，亦經(jīng)串聯(lián)的電阻R19、 電容C15接地，比較器U8B (LF353)的5腳接地，比較器U8B (LF353)的8腳 接+15電源，4腳接-15V電源，U8B (LF353)的7腳經(jīng)電阻R19接單片機(jī)STC 12C5402AD的19腳。
5、 如權(quán)利要求l所述的電力機(jī)車輔助電源漏電保護(hù)裝置，其特征在于所 述的顯示模塊為模塊U4 (LCD2402)的1腳接地，2腳接5V電源，15腳經(jīng)電阻R14接5V電源，16腳接地。模塊U4 OXD2402)的4腳、5腳、6腳分別接 單片機(jī)STC 12C5402AD的10腳、11腳、17腳，模塊U4 (LCD2402)的7腳、8 腳、9腳、10腳、11腳、12腳、13腳、14腳分別接單片機(jī)STC 12C5402AD的 26腳、27腳、l腳、2腳、12腳、13腳、15腳、16腳，模塊U4 (LCD2402) 的7腳、8腳、9腳、10腳、11腳、12腳、13腳、14腳亦分別接排阻RP1的1 一8膽P，排阻RP1的9—16腳接5V電源。
6、 如權(quán)利要求l所述的電力機(jī)車輔助電源漏電保護(hù)裝置，其特征在于所 述的數(shù)字輸出模塊為單片機(jī)STC 12C5402AD的25腳經(jīng)電阻R16接光電隔離耦 合器模塊U6 (PVT312S)，單片機(jī)STC 12C5402AD的24腳經(jīng)電阻R17接光電隔 離耦合器模塊U7 (FVT312S)，光電隔離耦合器模塊U6 (PVT312S)的輸出接D01 和D01N， D01和D01N間接有穩(wěn)壓管Z1，光電隔離耦合器模塊U7 (FVT312S)輸 出接D02和D02N， D02和D02N間接有穩(wěn)壓管Z2。
7、 如權(quán)利要求l所述的電力機(jī)車輔助電源漏電保護(hù)裝置，其特征在于所 述的鍵盤輸入模塊為串聯(lián)的電阻R10和按鍵S1、串聯(lián)的電阻R11和按鍵S2、 串聯(lián)的電阻R12和按鍵S3、串聯(lián)的電阻R13和按鍵S4皆并接于5V電源和地之 間，其串聯(lián)的中間點(diǎn)分別接單片機(jī)STC 12C5402AD的23腳、22腳、21腳、20 腳。
8、 如權(quán)利要求l所述的電力機(jī)車輔助電源漏電保護(hù)裝置，其特征在于所 述的電源模塊為110V電源信號(hào)分別接PW1、 PW2、 PW3的1腳，-110電源信號(hào) 分別接PW1、 PW2、 PW3的4腳，PW1、 PW2的23腳、PW3的21腳接地，PW1、 PW2的21腳接5V電源，PW3的23腳接-5V電源。
9、 如權(quán)利要求l所述的電力機(jī)車輔助電源漏電保護(hù)裝置，其特征在于所 述的基準(zhǔn)電源模塊為電壓基準(zhǔn)源Dtl (LM285-2.5)的4腳接5V電源，8腳接 Vref。
10、 如權(quán)利要求l所述的電力機(jī)車輔助電源漏電保護(hù)裝置，其特征在于所述的單片機(jī)STC 12C5402AD的6腳和7腳分別經(jīng)電容C12和C11接地，6腳 和7腳間接有晶振Y1， 3腳經(jīng)電阻R5接地，14腳接地，28腳接5V電源，電容 C6、 C9并接于14腳和28腳間，3腳經(jīng)電容C10接5V電源。
11、 如權(quán)利要求2所述的電力機(jī)車輔助電源漏電保護(hù)裝置，其特征在于 所述的串行通訊模塊為接插件J1的2腳和3腳分別接模塊U1 (MAX232)的 14腳和13腳，Jl的5腳接地；模塊U1 (MAX232)的6腳經(jīng)電容C1接地，模 塊U1 (MAX232)的4腳和5腳間接有電容C2， 15腳和16腳間接有電容C8， 模塊U (MAX232) 1的15腳接地，16腳接有5V電源，模塊Ul (MAX232)的2 腳經(jīng)電容C3到5V電源，模塊Ul (MAX232)的1腳和3腳間接有電容C4，模 塊Ul (MAX232)的11腳和12腳分別接單片機(jī)STC 12C5402AD的5腳和4腳。
12、 如權(quán)利要求3所述的電力機(jī)車輔助電源漏電保護(hù)裝置，其特征在于 所述的數(shù)字輸入模塊為DI1和DI1N間并接有二極管Dl和電容C5， DI1和DI1N 接光電隔離耦合器模塊U2 (4N35), U2 (4N35)的輸出三極管發(fā)射極經(jīng)Rl接其 基極，同時(shí)接單片機(jī)STC 12C5402AD的8腳，又經(jīng)電阻R3接地，U2 (4N35) 的輸出三極管集電極接5V電源；DI2和DI2N間并接有二極管D2和電容C7， DI2 和DI2N接光電隔離耦合器模塊U3 (4N35)， U3 (4N35)的輸出三極管發(fā)射極經(jīng) R2接其基極，同時(shí)接單片機(jī)的9腳，又經(jīng)電阻R4接地，U3的輸出三極管集電 極接5V電源。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電力機(jī)車輔助電源漏電保護(hù)裝置。它包括單片機(jī)、交流采樣模塊、數(shù)字輸出模塊、顯示模塊、鍵盤輸入模塊、電源模塊、基準(zhǔn)電源模塊；還包括可實(shí)現(xiàn)外部計(jì)算機(jī)與單片機(jī)通訊的串行通訊模塊和可向單片機(jī)輸入數(shù)字信號(hào)的數(shù)字輸入模塊。檢測(cè)到的電力機(jī)車輔助電源漏電流信號(hào)經(jīng)交流采樣模塊輸入至單片機(jī)；單片機(jī)輸出信號(hào)值至顯示模塊，并根據(jù)該信號(hào)值與預(yù)置值的比較結(jié)果控制數(shù)字輸出模塊。本實(shí)用新型能夠利用嵌入式系統(tǒng)檢測(cè)電力機(jī)車輔助電源漏電電流，并進(jìn)行保護(hù)。且本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，成本低。
文檔編號(hào)H02H3/02GK201252388SQ200820014528
公開日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月30日
發(fā)明者劉盛強(qiáng), 曲長(zhǎng)萍 申請(qǐng)人:中國(guó)北車集團(tuán)大連機(jī)車研究所有限公司