本實(shí)用新型涉及直流牽引供電系統(tǒng)繼電保護(hù)校驗(yàn)領(lǐng)域，具體的說是一種直流保護(hù)信號發(fā)生儀。

背景技術(shù)：

任何供電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置都要進(jìn)行繼電保護(hù)功能校驗(yàn)，確保裝置動作的安全性、可靠性、靈敏性、速動性，尤其城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)對運(yùn)行安全有著重要意義，對保護(hù)裝置繼電保護(hù)校驗(yàn)更是尤為重要。

現(xiàn)國內(nèi)城市軌道交通行業(yè)普遍采用國外的信號發(fā)生器對保護(hù)裝置進(jìn)行繼電保護(hù)校驗(yàn)，價(jià)格昂貴，使用過程中存在明顯的弊端，只能單路輸出，不能同時(shí)為繼電保護(hù)裝置的多個(gè)模擬量輸入進(jìn)行校驗(yàn)，若想完全滿足功能需要更多的設(shè)備，無法滿足使用需求，限制了其使用范圍；無輸出值顯示功能，不能直觀顯示實(shí)際輸出值，輸出實(shí)際值換算繁瑣，嚴(yán)重影響工作效率；使用干電池作為電源，電池容量小，更換繁瑣，且續(xù)航能力差，為工作帶來不必要的麻煩。

而大型繼電保護(hù)儀器在功能上能滿足保護(hù)裝置校驗(yàn)的要求，但是價(jià)格更加昂貴，且不方便攜帶，需采用市電供電，應(yīng)用起來極其不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種雙路輸出、輸出值可視、內(nèi)置可充電蓄電池、采用USB充電接口，操作簡單、實(shí)用方便，以降低工作復(fù)雜性，增加繼電保護(hù)裝置校驗(yàn)效率的直流保護(hù)信號發(fā)生儀。

本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：一種直流保護(hù)信號發(fā)生儀，包括：依次連接的電源單元、輸入調(diào)節(jié)單元、信號放大處理單元、切換及保護(hù)單元、輸出顯示單元；

所述電源單元將外接電源轉(zhuǎn)換成5V、15V輸出；

所述輸入調(diào)節(jié)單元包括多個(gè)并聯(lián)的電位器、波段開關(guān)S2、電位器J2；用于對輸入的電壓信號、電流信號進(jìn)行調(diào)節(jié)；所述每個(gè)電位器一端連接電源模塊的15V輸出，另一端連接波段開關(guān)S2，波段開關(guān)S2公共輸出端連接電位器J2；

所述信號放大處理單元包括依次連接的運(yùn)算放大器、三極管；用于對輸入的電流信號進(jìn)行放大處理；所述運(yùn)算放大器的輸入端連接電位器J2、輸出端連接三極管基極，三極管的發(fā)射極輸出至切換及保護(hù)單元；

所述切換及保護(hù)單元包括波段開關(guān)S4、二極管和熔斷器；用于切換當(dāng)前的電壓或電流信號，并當(dāng)電壓、電流信號過載時(shí)斷開電路；所述波段開關(guān)S4分別連接二極管、熔斷器；波段開關(guān)S4另一端連接三極管的發(fā)射極；二極管另一端接地；

所述輸出顯示單元實(shí)時(shí)顯示輸出的電流信號值和電壓信號值。

所述電源單元包括：依次相連的蓄電池、兩路并聯(lián)的電壓轉(zhuǎn)換電路；所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括依次連接的電壓轉(zhuǎn)換模塊、電容。

所述電源單元還包括USB充電模塊，USB充電模塊與蓄電池并聯(lián)。

所述蓄電池為鎳鎘蓄電池。

所述波段開關(guān)S2用于范圍調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)電流0-20mA、0-100mA兩檔可調(diào)，電壓0-1V、0-10V兩檔可調(diào)；所述電位器J2用于精細(xì)調(diào)節(jié)，電流輸出0.1mA可調(diào)，電壓輸出0.01V可調(diào)。

所述三極管包括三極管T3、三極管T4；三極管T3發(fā)射極連接T4基極。

所述波段開關(guān)S4用于切換電流輸出或電壓輸出，所述二極管和熔斷器用于過流、過壓保護(hù)。

本實(shí)用新型具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn)：

1.本實(shí)用新型提供了一種全新的直流保護(hù)信號發(fā)生儀解決方案，輸出的電流、電壓值可直觀的數(shù)值顯示，方便實(shí)際電流、電壓值的觀測與繼電保護(hù)裝置的對比。

2.雙路輸出，直流牽引供電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置有多個(gè)模擬量輸入接口，例如母線電壓與饋線電壓等，利用本實(shí)用新型能同時(shí)進(jìn)行配合測試。

3.采用USB接口對內(nèi)置蓄電池進(jìn)行充電，電池容量大，續(xù)航能力強(qiáng)，方便使用，避免了使用中更換電池的繁瑣。

4.該實(shí)用新型降低了繼電保護(hù)裝置校驗(yàn)工作的復(fù)雜程度，奠定了一種新的繼電保護(hù)裝置校驗(yàn)的解決方案，展現(xiàn)了保護(hù)裝置校驗(yàn)典型電路應(yīng)用形式，能夠完成對保護(hù)裝置全面高效的校驗(yàn)工作。

5.本實(shí)用新型精度高，穩(wěn)定性強(qiáng)，成本低，易實(shí)現(xiàn)，在一定程度上減少和精簡了檢修人員的數(shù)量。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本實(shí)用新型的電源單元電路圖；

圖3為本實(shí)用新型的輸入調(diào)節(jié)單元電路圖；

圖4為本實(shí)用新型的信號放大單元電路圖；

圖5為本實(shí)用新型的切換及保護(hù)單元電路圖；

圖6為本實(shí)用新型的輸出顯示單元電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

本實(shí)用新型為一種直流保護(hù)信號發(fā)生儀，為手持式便攜設(shè)備，尺寸90mm×158mm×60mm，重0.5KG。

如圖1所示，一種直流保護(hù)信號發(fā)生儀，包括：依次連接的電源單元、輸入調(diào)節(jié)單元、信號放大處理單元、切換及保護(hù)單元、輸出顯示單元；所述電源單元用于將外接電源轉(zhuǎn)換成5V、15V輸出；所述輸入調(diào)節(jié)單元用于對輸入的電壓信號、電流信號進(jìn)行調(diào)節(jié)；所述信號放大處理單元用于對輸入的電流信號進(jìn)行放大處理；所述切換及保護(hù)單元用于切換當(dāng)前的電壓或電流信號，并當(dāng)電壓、電流信號過載時(shí)斷開電路；所述輸出顯示單元，用于實(shí)時(shí)顯示輸出的電流信號值和電壓信號值。

如圖2所示，USB充電模塊向電池充電，并通過電源開關(guān)S1(POWER-K)提供DC5V電壓送至電源模塊B0515S、電源模塊B0505S，向后部電路提供15V、5V電源，電源模塊前端電感(L1)、電容(C1、C3)用于匹配源端阻抗，電源模塊后端電容(C4、C5、C6、C7、C8、C9)用于輸出穩(wěn)壓、過壓過流保護(hù)、輸出濾波功能。

如圖3所示，通過波段開關(guān)S2(CH2-S-3)切換電源路徑，進(jìn)行電流、電壓切換及電流電壓輸出范圍的切換。電位器P3與波段開關(guān)S4的2、3端口組合進(jìn)行電流范圍調(diào)節(jié)，電位器P1為電壓調(diào)節(jié)10V輸出，P2為電壓調(diào)節(jié)1V輸出，電位器J2用于精細(xì)調(diào)節(jié)。

如圖4所示，信號經(jīng)運(yùn)算放大器(U1ALM324)至兩個(gè)S8050三極管進(jìn)行信號放大輸出至后級切換及保護(hù)單元。同相輸入端對運(yùn)放進(jìn)行偏置，運(yùn)放輸出至T3S8050三極管基級，對電流信號進(jìn)行放大發(fā)射極輸出至T4S8050三極管基級，對電流信號進(jìn)行再次放大，并經(jīng)發(fā)射極輸出。

如圖5所示，通過波段開關(guān)S4(CH2-S-2)切換電源路徑，進(jìn)行電流、電壓切換輸出切換，2、3為電流輸出，4、5為電壓輸出，當(dāng)選擇電壓輸出時(shí)端子4、5通過連接輸出顯示單元以獲取電壓信號，瞬態(tài)抑制二極管TVS1 18V及熔斷器(F1)200mA用于過壓、過流保護(hù)。

如圖6所示，為輸出顯示單元，為獨(dú)立電源供電，確保顯示的精準(zhǔn)度，由前級電路輸出的電流、電壓信號經(jīng)過顯示模塊進(jìn)行直觀顯示。