和電阻R5,=個發(fā)光二極管D1、發(fā)光二極管D2和發(fā)光二極管D3 ; 電阻R3 -端與發(fā)光二極光管Dl的負極連接,電阻R4 -端與發(fā)光二極光管D2的負極連接 電阻R3,電阻R5 -端與發(fā)光二極光管D3的負極連接,電阻R3、電阻R4和電阻R5的另端同 時接地,發(fā)光二極光管Dl、發(fā)光二極光管D2和發(fā)光二極光管D3的正極分別與接單片機的相 應輸出端連接。
[0012] 上述電涌保護器中的數(shù)據(jù)采集裝置,所設(shè)及的元器件均通過公知的途徑或商購獲 得。
[0013] 本實用新型的有益效果是;本實用新型的突出的實質(zhì)性特點如下:
[0014] (1)在電子測量系統(tǒng)中,常常需要對高速信號進行采集與處理,且在很多領(lǐng)域?qū)?數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的精度要求還非常高,因此設(shè)計一個好的高速高精度采集系統(tǒng)尤為重 要。對于高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),人們通常選擇用FPGA、DSP等高速器件來實現(xiàn)的方法,該與微 控單元(MCU)比起來其成本較高。其實,在有些系統(tǒng)中,并不要求對數(shù)據(jù)進行實時采集,該 時,用價格低廉的MCU即可實現(xiàn)。要檢測的電涌保護器的泄流電流是在8yS或10yS時 達到最大值,對于電涌保護器中的數(shù)據(jù)采集裝置,就只需要高速的AD采樣巧片與較慢速的 MCU相連接即可。另外,電涌保護器通流能力與沖擊次數(shù)的對應關(guān)系如下表所示:
[0015]
[0016] 本實用新型給出了一個由單片機控制,利用FIFO寄存器和鎖存器作為數(shù)據(jù)緩沖 區(qū)的高速AD采樣電路,巧妙地實現(xiàn)了高速AD采樣與較慢速的單片機數(shù)據(jù)處理間的連接。通 過單片機處理采集的泄涌電流數(shù)據(jù),與預設(shè)的沖擊次數(shù)值作比較,點亮對應數(shù)量的發(fā)光二 極管,可自動評估SPD老化程度。
[0017] (2)SPD作為建筑電氣的一部分,一般并聯(lián)設(shè)置在配電線路,SPD平時不導通時呈 高阻狀態(tài),當雷擊電涌達到開啟口限導通時,瞬變?yōu)榈妥锠顟B(tài)將雷擊電涌電流泄流入地,W 起到良好地保護電氣和電子設(shè)備的作用。采集電涌保護器接地的泄流電流,經(jīng)接口插針輸 入到作為前端調(diào)整巧片的巧片AD8138,將輸入的單端信號轉(zhuǎn)換為差分輸入信號,然后輸入 到作為高速A/D轉(zhuǎn)換巧片的巧片AD9238,巧片AD9238對輸入的差分信號進行12位的A/D 轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換完成的數(shù)據(jù)寫入FIFO寄存器中。FFA*為FIFO寄存器的溢出標志位,當FIFO寄 存器寫滿時,溢出標志位FFA*置0,通過與非口SN74F00D控制巧片AD9238的使能端PDWN_ A的關(guān)斷,停止A/D轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換完成后的數(shù)據(jù)經(jīng)DO~Dll端存儲到FIFO寄存器中,采 集的數(shù)據(jù)低8位經(jīng)鎖存器U4輸入到單片機,高4位經(jīng)鎖存器U6輸入到單片機,F(xiàn)IFO寄存 器的輸入端D12~D15置0,輸出端Qll~Q15懸空。單片機的讀標志位畑和FIFO寄存器 的空的標志位EF*通過與非口控制FIFO寄存器的讀標志位REN*,防止讀空的FIFO寄存器。 FIFO寄存器的溢出標志位FFA和單片機的寫標志位通過與非口與FIFO寄存器的寫使能端 肥妒相連接,F(xiàn)IFO寄存器寫滿后禁止寫操作。單片機的輸入端RDO~RD7從鎖存器U4讀 取低8位數(shù)據(jù),單片機的輸入端RCO~RC3從鎖存器U6讀取高4位的數(shù)據(jù),單片機執(zhí)行單 片機中存入的程序,對數(shù)據(jù)進行分析比較,單片機的輸出端RA2~RA4接壽命顯示區(qū),當單 片機的RA2~RA4輸出高電平,對應數(shù)量的發(fā)光二極管被點亮,顯示SPD的壽命,評估SPD 老化程度。
[0018] (3)本實用新型裝置運行中,采集電涌保護器泄流接地線的泄流電流,經(jīng)過A/D轉(zhuǎn) 換后送入數(shù)據(jù)緩沖區(qū),實現(xiàn)對電流數(shù)據(jù)的采集。當W單片機為核屯、的控制器收到FIFO寄 存器寫滿的控制信號時,調(diào)用中斷程序,單片機開始讀取數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù),進行處理與顯 示。采集后的電流數(shù)據(jù)與預先設(shè)定的數(shù)值進行比較,當采集的電流超出對應設(shè)定的值時,對 應數(shù)量發(fā)光二極管發(fā)光W顯示壽命,提醒工作人員注意,還可W擴展計算機進行通信,接收 上位機指令并把采集的數(shù)據(jù)傳給上位機,上位機可W對數(shù)據(jù)進行集中管理,或為用戶提供 直觀的友好界面。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型的顯著進步如下:
[0020] (1)本實用新型電涌保護器中的數(shù)據(jù)采集裝置,既檢測出了電涌保護器的泄流電 流,又完成了電流信號的A/D轉(zhuǎn)換,保存到FIFO寄存器中,供單片機讀取與處理。
[0021] (2)本實用新型電涌保護器中的數(shù)據(jù)采集裝置W PIC單片機為核屯、構(gòu)成控制部 分,讀取緩沖區(qū)的數(shù)據(jù),進行分析處理,通過發(fā)光二極管發(fā)光顯示壽命。
[0022] (3)本實用新型電涌保護器中的數(shù)據(jù)采集裝置,通過FIFO寄存器和鎖存器作為數(shù) 據(jù)緩沖區(qū),解決了高速AD轉(zhuǎn)換與低速單片機的連接問題。同時PIC單片機的成本較低,結(jié) 構(gòu)簡單,編程靈活,價格便宜,使用方便。
[0023] (4)本實用新型電涌保護器中的數(shù)據(jù)采集裝置,能將功能擴展傳輸?shù)絇C機上進行 顯示和圖表化的管理,方便了人們對多個電涌保護器情況進行監(jiān)測。
[0024] (5)本實用新型電涌保護器中的數(shù)據(jù)采集裝置,適用范圍廣,不但適用于電源類電 涌保護器的在線檢測,而且適用于信號類電涌保護器的在線檢測。
[0025] (6)本實用新型電涌保護器中的數(shù)據(jù)采集裝置中,電流感應電路本身與電涌保護 器電路無點連接,避免了電流感應電路被雷擊浪涌提前損壞的問題,也避免了電路感應電 路的介入使信號類電涌保護器工作出現(xiàn)新的信號損耗和故障點的問題。
【附圖說明】
[0026] 圖1為本實用新型電涌保護器中的數(shù)據(jù)采集裝置構(gòu)成示意框圖。
[0027] 圖2為本實用新型電涌保護器中的數(shù)據(jù)采集裝置的數(shù)據(jù)采集電路構(gòu)成示意圖。
[0028] 圖3為本實用新型電涌保護器中的數(shù)據(jù)采集裝置的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)電路構(gòu)成示意圖。
[0029] 圖4為本實用新型電涌保護器中的數(shù)據(jù)采集裝置的壽命顯示電路構(gòu)成示意圖。
【具體實施方式】
[0030] 圖1所示實施例表明,本實用新型電涌保護器中的數(shù)據(jù)采集裝置的構(gòu)成包括數(shù)據(jù) 采集電路部分、數(shù)據(jù)緩沖電路部分、單片機和壽命顯示電路部分,其中數(shù)據(jù)采集電路部分包 括有接口插針、巧片AD8138和巧片AD9238,數(shù)據(jù)緩沖電路部分包括有FIFO寄存器和鎖存 器,壽命顯示電路部分包括有發(fā)光二極管和電阻;上述各部分之間的連接方式是;數(shù)據(jù)采 集電路部分中接口插針連接巧片AD8138,巧片AD8138再連接巧片AD9238,數(shù)據(jù)緩沖電路部 分中FIFO寄存器連接鎖存器,壽命顯示電路部分的發(fā)光二極管連接電阻,數(shù)據(jù)采集電路部 分的巧片AD9238與數(shù)據(jù)緩電路沖部分的FIFO寄存器相連接,數(shù)據(jù)緩沖電路部分的鎖存器 與單片機相連接,單片機再與壽命顯示電路部分中的發(fā)光二極管相連接;泄涌電流通過接 口插針進入數(shù)據(jù)采集電路部分。
[0031] 圖2所示實施例表明,本實用新型電涌保護器中的數(shù)據(jù)采集裝置的數(shù)據(jù)采集電 路包括包括一個兩針接口插針-P1、巧片AD8138-U1、巧片AD9238-U3、S輸入通道與非口 SN74F00D的一個輸入通道-U2A、一個OQ電阻-R1、兩個IOyF電解電容C2和電解電容C3 和一個0. 1UF電解電容Cl;P1的1引腳接Ul的1引腳,Pl的2引腳接巧片Ul的8引腳, Ul的3引腳接+3V,Ul的2引腳接+IV,Ul的6引腳接-5V,Ul的4引腳接U3的2引腳,Ul 的5引腳接U3的3引腳,U3的1引腳、U3的4引腳、U3的13引腳和U3的16引腳接模擬 地ANGD,U3的5引腳接短接U3的59引腳并接+3. 3V,U3的12引腳、U3的17引腳和U3的 64引腳短接接+3. 3V,U3的8引腳接IOuF電解電容C3,電解電容C3的另一端接地,U3的 9引腳和U3的20引腳短接接模擬地ANGD,U3的28引腳、U3的40引腳和U3的53引腳短 接接地,U3的29引腳、U3的41引腳和U3的52引腳短接接+2. 5V,并且接兩個