專利名稱：用于多功能電氣火災(zāi)監(jiān)控器的雙路四選一電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于多功能電氣火災(zāi)監(jiān)控器的雙路四選一電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有電氣火災(zāi)報(bào)警器的信號(hào)采集功能分為剩余電流、三相電流、三相電壓、線路溫度四種，一般在電路設(shè)計(jì)時(shí)每一路采集信號(hào)對(duì)應(yīng)一個(gè)AD轉(zhuǎn)換引腳。由于單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換引腳的數(shù)量少而限制了采集信號(hào)的數(shù)量，從而限制了監(jiān)控器的功能。如果要增加功能，就需要在原先基礎(chǔ)上增加AD轉(zhuǎn)換器，從而使電路復(fù)雜化且占用PCB電路板空間較多。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型目的是提供一種用于多功能電氣火災(zāi)監(jiān)控器的雙路四選一電路。為解決上述問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種用于多功能電氣火災(zāi)監(jiān)控器的雙路四選一電路，其特征在于包括:雙路四選一模擬開關(guān)；3路三相線電壓信號(hào)電路，它們的輸出分別接所述雙路四選一模擬開關(guān)的第一輸入端口 ；3路三相線電流信號(hào)電路，它們的輸出分別接所述雙路四選一模擬開關(guān)的第二輸入端口 ；雙路四選一模擬開關(guān)不間斷地逐一采集3路三相線電壓信號(hào)電路輸出的電壓信號(hào)和3路三相線電流信號(hào)電路電路輸出的電流信號(hào)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:節(jié)省了單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)化引腳，同時(shí)使用74HC4052D(雙路四選一模擬開關(guān))在電路上節(jié)省了 PCB線路板的空間，使電路更清晰且不影響其功能。

圖1是本實(shí)用新型的雙路四選一電路原理圖；圖2、圖3是本實(shí)用新型在電路中三相電壓信號(hào)電路原理圖；圖4、圖5是本實(shí)用新型在電路中三相電流信號(hào)電路原理圖；圖6為本實(shí)用新型組成框圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型涉及一種用于多功能電氣火災(zāi)監(jiān)控器的雙路四選一電路。如圖6所示，它包括:雙路四選一模擬開關(guān)；3路三相線電壓信號(hào)電路，它們的輸出分別接所述雙路四選一模擬開關(guān)的第一輸入端口 ；3路三相線電流信號(hào)電路，它們的輸出分別接所述雙路四選一模擬開關(guān)的第二輸入端口 ；雙路四選一模擬開關(guān)不間斷地逐一采集3路三相線電壓信號(hào)電路輸出的電壓信號(hào)和3路三相線電流信號(hào)電路電路輸出的電流信號(hào)。雙路四選一模擬開關(guān)的輸出接單片機(jī)。進(jìn)一步地:所述三相線電壓信號(hào)電路的輸入端連接相線和零線，經(jīng)第一電阻分壓后輸入到變壓器的初級(jí)線圈，變壓器的次級(jí)線圈的兩端串聯(lián)第二電阻，第二電阻的兩端分別連接第三電阻和第四電阻，第三電阻和第四電阻分別接第一運(yùn)算放大器正負(fù)輸入端，第一運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端與輸出端之間連接第六電阻，第三電阻、第四電阻、第六電阻、第一運(yùn)算放大器組成差分放大電路，第一運(yùn)算放大器的正輸入端還連接第五電阻，2.048V的電壓源與第五電阻、第一運(yùn)算放大器組成門限電壓電路，用于限制輸入電壓的電壓和保護(hù)元器件，第一運(yùn)算放大器放大后的電壓信號(hào)輸出到雙路四選一模擬開關(guān)的第一輸入端口。所述三相線電流信號(hào)電路包括:電流互感器，用于采集相電流；限幅電路，其與所述電流互感器的次級(jí)兩端并聯(lián)；取樣電阻，其與所述電流互感器的次級(jí)兩端并聯(lián)；電壓跟隨器，其輸入端與所述取樣電阻的輸出連接；第二運(yùn)算放大器，第二運(yùn)算放大器的正輸入端連接所述電壓跟隨器的輸出，第二運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接2.048V的電壓源，第二運(yùn)算放大器放大后的信號(hào)輸入到雙路四選一模擬開關(guān)的第二輸入端口。所述三相線電流信號(hào)電路的輸入端連接相線的電流互感器的次級(jí)，電流互感器的次級(jí)兩端并聯(lián)由一個(gè)正向接法的穩(wěn)壓管和一個(gè)反向接法的穩(wěn)壓管組成的限幅電路，電流互感器的次級(jí)兩端還并聯(lián)取樣電阻，取樣電阻上的取樣信號(hào)通過電壓跟隨器輸入到第二運(yùn)算放大器的正輸入端。所述2.048V的電壓源由基準(zhǔn)源REF3020和運(yùn)放LM258組成的電壓跟隨電路組成，形成一個(gè)2.048V的低輸出阻抗的電壓源。
以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步說明。圖1所示為雙路四選一電路(實(shí)際使用為雙路三選一)，EN接低電平，52_A(10腳)和52-B(9腳)為選通控制端，52-X(13腳)、52-Y(3腳)為輸出端，接單片機(jī)AD轉(zhuǎn)換引腳。其中:他(12腳)、詘(14腳)、此(15腳)為三相電壓信號(hào)輸入腳，受52_Α、52_Β的控制，通過52-Χ輸出到單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換引腳。1&(1腳)、113(5腳)、1(:(2腳)為三相電流信號(hào)輸入端，受52-Α、52-Β的控制，通過52-Υ輸出到單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換引腳。如圖2所示，電路采用基準(zhǔn)源REF3020和運(yùn)放LM258組成電壓跟隨電路產(chǎn)生一個(gè)
2.048V的低輸出阻抗的電壓源。圖3所示為三相線電壓的3路信號(hào)采集電路，圖中A相電壓的信號(hào)采集電路的輸入端為A相線和零線，經(jīng)IRl分壓后輸入到變壓器Tl中，假如Tl的感應(yīng)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電壓U，感應(yīng)線圈內(nèi)阻為r，則1R2兩端的電勢(shì)差為50u/(r+50)。1R3、1R4、1R6、UlA組成差分放大電路。2.048V的電壓源與1R5、UlA組成門限電壓電路，用于限制輸入電壓的電壓，保護(hù)元器件，放大后的電壓信號(hào)通過1R7輸入到雙路四選一模擬開關(guān)的12腳。與A相線相同，B、C相線的電壓信號(hào)輸入到雙路四選一模擬開關(guān)的14、15腳。如圖4所示，電路采用REF3020和運(yùn)放LM258組成電壓跟隨電路產(chǎn)生一個(gè)2.048V的低輸出阻抗的電壓源。圖5所示為三相線電流的3路信號(hào)采集電路，圖中A相電流的信號(hào)采集電路的輸入端為A相線的初級(jí)電流互感器的輸入和輸出端，Tl為次級(jí)電流互感器，2D1和2D2組成限幅電路，防止輸入信號(hào)過大燒壞運(yùn)放，2R1、2R2并聯(lián)(防止電流過大燒壞電阻)組成取樣電阻，假如Tl的感應(yīng)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電壓U，感應(yīng)線圈內(nèi)阻為r，則取樣電阻兩端電勢(shì)差為75u/(r+75)，取樣信號(hào)通過2R3、2U1A組成的電壓跟隨器輸入到由2R5、2R6、2R7、2U1B組成的運(yùn)算放大電路，放大倍數(shù)為2R7/2R6，放大后的電流信號(hào)經(jīng)2R8輸入到雙路四選一模擬開關(guān)的I腳。與A相線相同，B、C相線的電流信號(hào)輸入雙路四選一模擬開關(guān)的5、2腳。使用雙路四選一電路后既合理使用了單片機(jī)的引腳資源，同時(shí)也使選通電路清晰，減少了 PCB板的空間占用率。
權(quán)利要求1.一種用于多功能電氣火災(zāi)監(jiān)控器的雙路四選一電路，其特征在于包括: 雙路四選一模擬開關(guān)； 3路三相線電壓信號(hào)電路，它們的輸出分別接所述雙路四選一模擬開關(guān)的第一輸入端Π ； 3路三相線電流信號(hào)電路，它們的輸出分別接所述雙路四選一模擬開關(guān)的第二輸入端Π ； 雙路四選一模擬開關(guān)不間斷地逐一采集3路三相線電壓信號(hào)電路輸出的電壓信號(hào)和3路三相線電流信號(hào)電路電路輸出的電流信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于多功能電氣火災(zāi)監(jiān)控器的雙路四選一電路，其特征在于: 所述三相線電壓信號(hào)電路的輸入端連接相線和零線，經(jīng)第一電阻分壓后輸入到變壓器的初級(jí)線圈，變壓器的次級(jí)線圈的兩端串聯(lián)第二電阻，第二電阻的兩端分別連接第三電阻和第四電阻，第三電阻和第四電阻分別接第一運(yùn)算放大器正負(fù)輸入端，第一運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端與輸出端之間連接第六電阻，第三電阻、第四電阻、第六電阻、第一運(yùn)算放大器組成差分放大電路，第一運(yùn)算放大器的正輸入端還連接第五電阻，2.048V的電壓源與第五電阻、第一運(yùn)算放大器組成門限電壓電路，用于限制輸入電壓的電壓和保護(hù)元器件，第一運(yùn)算放大器放大后的電壓信號(hào)輸出到雙路四選一模擬開關(guān)的第一輸入端口。
3.如權(quán)利要求1所述的用于多功能電氣火災(zāi)監(jiān)控器的雙路四選一電路，其特征在于: 所述三相線電流信號(hào)電路包括: 電流互感器，用于采集相電流； 限幅電路，其與所述電流互感器的次級(jí)兩端并聯(lián)； 取樣電阻，其與所述電流互感器的次級(jí)兩端并聯(lián)； 電壓跟隨器，其輸入端與所述取樣電阻的輸出連接； 第二運(yùn)算放大器，第二運(yùn)算放大器的正輸入端連接所述電壓跟隨器的輸出，第二運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接2.048V的電壓源，第二運(yùn)算放大器放大后的信號(hào)輸入到雙路四選一模擬開關(guān)的第二輸入端口。
4.如權(quán)利要求3所述的用于多功能電氣火災(zāi)監(jiān)控器的雙路四選一電路，其特征在于: 所述三相線電流信號(hào)電路的輸入端連接相線的電流互感器的次級(jí)，電流互感器的次級(jí)兩端并聯(lián)由一個(gè)正向接法的穩(wěn)壓管和一個(gè)反向接法的穩(wěn)壓管組成的限幅電路，電流互感器的次級(jí)兩端還并聯(lián)取樣電阻，取樣電阻上的取樣信號(hào)通過電壓跟隨器輸入到第二運(yùn)算放大器的正輸入端。
5.如權(quán)利要求2或3所述的用于多功能電氣火災(zāi)監(jiān)控器的雙路四選一電路，其特征在于: 所述2.048V的電壓源由基準(zhǔn)源REF3020和運(yùn)放LM258組成的電壓跟隨電路組成，形成一個(gè)2.048V的低輸出阻抗的電壓源。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于多功能電氣火災(zāi)監(jiān)控器的雙路四選一電路，包括雙路四選一模擬開關(guān)；3路三相線電壓信號(hào)電路，它們的輸出分別接所述雙路四選一模擬開關(guān)的第一輸入端口；3路三相線電流信號(hào)電路，它們的輸出分別接所述雙路四選一模擬開關(guān)的第二輸入端口；雙路四選一模擬開關(guān)不間斷地逐一采集3路三相線電壓信號(hào)電路輸出的電壓信號(hào)和3路三相線電流信號(hào)電路電路輸出的電流信號(hào)。此電路既節(jié)省了單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換引腳，同時(shí)使用雙路四選一模擬開關(guān)在電路上節(jié)省了PCB線路板的空間，使電路更清晰且不影響其功能。
文檔編號(hào)G08B17/06GK202976383SQ20122067872
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者李晨陽 申請(qǐng)人:北京博頓電氣有限公司