專利名稱：一種交直流自適應(yīng)的開關(guān)量采集電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力自動化技術(shù)，特別是涉及一種交直流自適應(yīng)的開關(guān)量采集電路的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在電力自動化裝置中，開關(guān)量采集的應(yīng)用非常普遍。開關(guān)量的分、合狀態(tài)采集必須借助輔助電源，輔助電源通常都是直接取自電力自動化裝置中的電源。由于電力自動化裝置中的電源有直流、交流之分，因此開關(guān)量采集所借助的輔助電源也有直流、交流之分，輔助電源為直流電源時(shí)，在開關(guān)合閘狀態(tài)下所采集的開關(guān)量信號為恒定的高電平，輔助電源為交流電源時(shí)在開關(guān)合閘狀態(tài)下所采集的開關(guān)量信號為脈沖信號。電力自動化裝置為了適應(yīng)兩種不同的開關(guān)量信號，通常采取以下兩種應(yīng)對方式
1)設(shè)置兩套軟件處理方案，一套對應(yīng)輔助電源為直流電源的開關(guān)量信號，另一套對應(yīng)輔助電源為交流電源的開關(guān)量信號，這種方式需要同時(shí)維護(hù)兩套程序，給軟件維護(hù)帶來了麻煩；
2)在每一路輔助電源為交流電源的開關(guān)量信號采集回路中增加整流橋和濾波電容(參見圖
3)，將所采集的脈沖信號整流、濾波成直流信號后供CPU采集，這種方式會導(dǎo)致硬件回路復(fù)雜、電路板面積增大，進(jìn)而導(dǎo)致硬件成本增加。
實(shí)用新型內(nèi)容針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種電路結(jié)構(gòu)簡單，硬件成本低，軟件維護(hù)方便的交直流自適應(yīng)的開關(guān)量采集電路及其采集方法。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所提供的一種交直流自適應(yīng)的開關(guān)量采集電路，包括CPU、CPU側(cè)電源、輔助電源，及至少一路開關(guān)量信號輸入回路，所述CPU設(shè)有至少一個(gè)開關(guān)量信號采集端，每個(gè)開關(guān)量信號采集端對應(yīng)一路開關(guān)量信號輸入回路，所述CPU側(cè)電源接到CPU的電源接口，其特征在于還包括一路輔助電源信號輸入回路；所述開關(guān)量信號輸入回路包括一開關(guān)量隔離光耦、一開關(guān)量限流電阻、一開關(guān)量穩(wěn)壓管，及設(shè)于采集現(xiàn)場的一個(gè)開關(guān)量輸出開關(guān)，所述開關(guān)量隔離光耦的正、負(fù)信號輸入端之間串接一開關(guān)量濾波電容，其正信號輸入端依次串接開關(guān)量限流電阻、開關(guān)量穩(wěn)壓管、開關(guān)量輸出開關(guān)到輔助電源的正電源輸出端，其負(fù)信號輸入端接到輔助電源的負(fù)電源輸出端，其正信號輸出端接CPU側(cè)電源的正電源端，其負(fù)信號輸出端經(jīng)一開關(guān)量采樣電阻接到 CPU側(cè)電源的地端；所述CPU的各開關(guān)量信號采集端分別接到各開關(guān)量信號輸入回路中的開關(guān)量隔離光耦的負(fù)信號輸出端；所述輔助電源信號輸入回路包括一輔助信號隔離光耦、一輔助信號限流電阻、一輔助信號穩(wěn)壓管，所述輔助信號隔離光耦的正、負(fù)信號輸入端之間串接一輔助信號濾波電容，其正信號輸入端依次串接輔助信號限流電阻、輔助信號穩(wěn)壓管到輔助電源的正電源輸出端，其負(fù)信號輸入端接到輔助電源的負(fù)電源輸出端，其正信號輸出端接CPU側(cè)電源的正電源端，其負(fù)信號輸出端經(jīng)一輔助信號采樣電阻接到CPU側(cè)電源的地端；[0010]所述CPU設(shè)有一個(gè)輔助信號采集端，該輔助信號采集端接到輔助電源信號輸入回路中的輔助信號隔離光耦的負(fù)信號輸出端；所述輔助信號限流電阻的阻值大于開關(guān)量限流電阻的阻值。本實(shí)用新型提供的交直流自適應(yīng)的開關(guān)量采集電路，增加了一路輔助電源信號輸入回路，CPU通過輔助電源信號輸入回路采集輔助電源輸出的輔助信號，再根據(jù)采集的輔助信號判斷開關(guān)量信號的狀態(tài)，由于輔助電源為直流電源時(shí)輸出的輔助信號為恒定的高電平，而輔助電源為交流電源時(shí)開關(guān)量信號的電平轉(zhuǎn)換要先于輔助信號，能確保開關(guān)量信號在采集時(shí)已轉(zhuǎn)換至高電平，不受輔助電源類型的影響，僅需一套軟件處理方案即可適應(yīng)兩種采用不同輔助電源的開關(guān)量信號，軟件維護(hù)非常方便，而且電路硬件的成本也較低。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的交直流自適應(yīng)的開關(guān)量采集電路的電路圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的交直流自適應(yīng)的開關(guān)量采集電路中，輔助電源為交流電源的開關(guān)量信號及輔助信號的時(shí)序圖；圖3是現(xiàn)有采用整流濾波方式處理輔助電源為交流電源的開關(guān)量信號的開關(guān)量采集電路的電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說明對本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限制本實(shí)用新型，凡是采用本實(shí)用新型的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的一種交直流自適應(yīng)的開關(guān)量采集電路，包括CPU(微處理器)、CPU側(cè)電源、輔助電源，及至少一路開關(guān)量信號輸入回路，所述CPU設(shè)有至少一個(gè)開關(guān)量信號采集端，每個(gè)開關(guān)量信號采集端對應(yīng)一路開關(guān)量信號輸入回路，所述CPU側(cè)電源接到CPU的電源接口，其特征在于還包括一路輔助電源信號輸入回路；如圖1所示(該圖中僅示出了一路開關(guān)量信號輸入回路)，所述開關(guān)量信號輸入回路包括一開關(guān)量隔離光耦E2、一開關(guān)量限流電阻R2、一開關(guān)量穩(wěn)壓管D2，及設(shè)于采集現(xiàn)場的一個(gè)開關(guān)量輸出開關(guān)K2，所述開關(guān)量隔離光耦E2的正、負(fù)信號輸入端之間串接一開關(guān)量濾波電容C3，其正信號輸入端依次串接開關(guān)量限流電阻R2、開關(guān)量穩(wěn)壓管D2、開關(guān)量輸出開關(guān)K2到輔助電源的正電源輸出端ACL (DC+)，其負(fù)信號輸入端接到輔助電源的負(fù)電源輸出端ACN (DC-)，其正信號輸出端接CPU側(cè)電源的正電源端VCC，其負(fù)信號輸出端經(jīng)一開關(guān)量采樣電阻R5接到CPU側(cè)電源的地端；所述CPU的各開關(guān)量信號采集端S2分別接到各開關(guān)量信號輸入回路中的開關(guān)量隔離光耦E2的負(fù)信號輸出端；所述輔助電源信號輸入回路包括一輔助信號隔離光耦E3、一輔助信號限流電阻 R3、一輔助信號穩(wěn)壓管D3，所述輔助信號隔離光耦E3的正、負(fù)信號輸入端之間串接一輔助信號濾波電容C4，其正信號輸入端依次串接輔助信號限流電阻R3、輔助信號穩(wěn)壓管D3到輔助電源的正電源輸出端ACL (DC+)，其負(fù)信號輸入端接到輔助電源的負(fù)電源輸出端ACN (DC-)，其正信號輸出端接CPU側(cè)電源的正電源端VCC，其負(fù)信號輸出端經(jīng)一輔助信號采樣電阻R6接到CPU側(cè)電源的地端； 所述CPU設(shè)有一個(gè)輔助信號采集端S3，該輔助信號采集端S3接到輔助電源信號輸入回路中的輔助信號隔離光耦E3的負(fù)信號輸出端；所述輔助信號限流電阻R3的阻值大于開關(guān)量限流電阻R2的阻值。本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的交直流自適應(yīng)的開關(guān)量采集電路的采集方法，其特征在于CPU通過輔助電源信號輸入回路實(shí)時(shí)采集輔助電源輸出的輔助信號，如果輔助信號為高電平，則通過各開關(guān)量信號輸入回路實(shí)時(shí)采集各開關(guān)量輸出開關(guān)輸出的開關(guān)量信號， 并檢測所采集的各開關(guān)量信號的狀態(tài)。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的交直流自適應(yīng)的開關(guān)量采集電路中，輔助電源為交流電源的開關(guān)量信號及輔助信號的時(shí)序圖，該圖中的11為開關(guān)量輸出開關(guān)處于分狀態(tài)時(shí)輸出的開關(guān)量信號的時(shí)序，該圖中的12為開關(guān)量輸出開關(guān)處于合狀態(tài)時(shí)輸出的開關(guān)量信號的時(shí)序，該圖中的22為輔助電源輸出的輔助信號的時(shí)序；如圖2所示，當(dāng)輔助電源為交流電源時(shí)，CPU采集的輔助信號及開關(guān)量信號均為脈沖信號，由于輔助信號限流電阻的阻值大于開關(guān)量限流電阻的阻值，因此在輔助信號進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換時(shí)，開關(guān)量信號的電平已先行轉(zhuǎn)換。當(dāng)輔助電源為直流電源時(shí)，由于輔助電源輸出的輔助信號為恒定的高電平，因此對開關(guān)量信號的采集沒有任何影響。
權(quán)利要求1. 一種交直流自適應(yīng)的開關(guān)量采集電路，包括CPU、CPU側(cè)電源、輔助電源，及至少一路開關(guān)量信號輸入回路，所述CPU設(shè)有至少一個(gè)開關(guān)量信號采集端，每個(gè)開關(guān)量信號采集端對應(yīng)一路開關(guān)量信號輸入回路，所述CPU側(cè)電源接到CPU的電源接口，其特征在于還包括一路輔助電源信號輸入回路；所述開關(guān)量信號輸入回路包括一開關(guān)量隔離光耦、一開關(guān)量限流電阻、一開關(guān)量穩(wěn)壓管，及設(shè)于采集現(xiàn)場的一個(gè)開關(guān)量輸出開關(guān)，所述開關(guān)量隔離光耦的正、負(fù)信號輸入端之間串接一開關(guān)量濾波電容，其正信號輸入端依次串接開關(guān)量限流電阻、開關(guān)量穩(wěn)壓管、開關(guān)量輸出開關(guān)到輔助電源的正電源輸出端，其負(fù)信號輸入端接到輔助電源的負(fù)電源輸出端，其正信號輸出端接CPU側(cè)電源的正電源端，其負(fù)信號輸出端經(jīng)一開關(guān)量采樣電阻接到CPU側(cè)電源的地端；所述CPU的各開關(guān)量信號采集端分別接到各開關(guān)量信號輸入回路中的開關(guān)量隔離光耦的負(fù)信號輸出端；所述輔助電源信號輸入回路包括一輔助信號隔離光耦、一輔助信號限流電阻、一輔助信號穩(wěn)壓管，所述輔助信號隔離光耦的正、負(fù)信號輸入端之間串接一輔助信號濾波電容，其正信號輸入端依次串接輔助信號限流電阻、輔助信號穩(wěn)壓管到輔助電源的正電源輸出端， 其負(fù)信號輸入端接到輔助電源的負(fù)電源輸出端，其正信號輸出端接CPU側(cè)電源的正電源端，其負(fù)信號輸出端經(jīng)一輔助信號采樣電阻接到CPU側(cè)電源的地端；所述CPU設(shè)有一個(gè)輔助信號采集端，該輔助信號采集端接到輔助電源信號輸入回路中的輔助信號隔離光耦的負(fù)信號輸出端；所述輔助信號限流電阻的阻值大于開關(guān)量限流電阻的阻值。
專利摘要一種交直流自適應(yīng)的開關(guān)量采集電路，涉及電力自動化技術(shù)領(lǐng)域，所解決的是方便軟件維護(hù)的同時(shí)，降低硬件成本的技術(shù)問題。該電路包括CPU、CPU側(cè)電源、輔助電源、輔助電源信號輸入回路及開關(guān)量信號輸入回路；所述開關(guān)量信號輸入回路包括一開關(guān)量隔離光耦、一開關(guān)量限流電阻、一開關(guān)量穩(wěn)壓管，及設(shè)于采集現(xiàn)場的一個(gè)開關(guān)量輸出開關(guān)，用于采集開關(guān)量輸出開關(guān)輸出的開關(guān)量信號；所述輔助電源信號輸入回路包括一輔助信號隔離光耦、一輔助信號限流電阻、一輔助信號穩(wěn)壓管，用于采集輔助電源輸出的輔助信號；所述輔助信號限流電阻的阻值大于開關(guān)量限流電阻的阻值。本實(shí)用新型提供的采集電路，硬件成本低，軟件維護(hù)方便。
文檔編號G01R31/327GK201974508SQ201020690999
公開日2011年9月14日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者王成修 申請人:上海申瑞電力科技股份有限公司