一種電力用負載過流保護電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電力用保護設備，特別是一種電力用負載過流保護電路，包括用來檢測負載回路中電流的電流傳感器，所述電流傳感器依次通過放大單元、比較單元與單片機輸入端相連接，所述單片機輸出端連接有開關裝置，所述開關裝置設置在負載回路中用來斷開或閉合負載回路。采用上述結構后，本發(fā)明通過電流傳感器檢測負載回路中的電流然后通過放大，再通過比較單元，如果負載回路中電流較大比較單元則輸出信號給單片機，單片機輸出信號給開關裝置，通過開關裝置斷開負載回路，從而保護負載；本發(fā)明結構簡單，負載過流保護效果好。
【專利說明】—種電力用負載過流保護電路

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力用保護設備，特別是一種電力用負載過流保護電路。

【背景技術】
[0002]在電力系統(tǒng)中往往涉及到高壓，高壓過電流保護，一般是針對于短路故障的保護，線路出現(xiàn)了故障，但又不在速斷的保護范圍內而設置的，如單相接地等，要求在一定的時間內跳閘。類似于低壓系統(tǒng)中的短延時保護。在選擇性配合及動作出口上它要與相鄰裝置中針對短路故障的保護段進行配合，最終出口是把保護范圍隔離出來。
[0003]中國發(fā)明專利CN 103401211 A公開了一種直流負載過壓過流保護裝置，包括12V直流電源、過流檢測電路、過壓檢測電路和負載回路、置位復位電路、過壓過流控制電路；所述的過流檢測電路由NPN型三極管VT1、電阻R4、電阻R5組成；所述的過壓檢測電路和負載回路由電阻R6、電位器RP、硅穩(wěn)壓二極管DW、NPN型三極管VT2和負載組成；所述的置位復位電路由時基電路ICl、電阻R1、電解電容Cl、蜂鳴器HA組成，時基電路ICl選用的型號為NE555 ;所述的過壓過流控制電路由PNP型三極管VT3、電阻R2、電阻R3組成。
[0004]因為在電力系統(tǒng)中，往往涉及到高壓和大電流，采用上述直流負載過流保護裝置不安全；需要通過弱電系統(tǒng)控制強電系統(tǒng)中負載過流保護，這樣才更加安全。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明需要解決的技術問題是提供一種安全可靠的電力用負載過流保護電路。
[0006]為解決上述的技術問題，本發(fā)明的一種電力用負載過流保護裝置包括用來檢測負載回路中電流的電流傳感器，所述電流傳感器依次通過放大單元、比較單元與單片機輸入端相連接，所述單片機輸出端連接有開關裝置，所述開關裝置設置在負載回路中用來斷開或閉合負載回路。
[0007]進一步的，所述開關裝置包括NPN型開關三極管Ql和PNP型開關三極管Q2，所述開關三極管Ql的基極與單片機輸入端相連接，所述開關三極管Ql的發(fā)射極接地，所述開關三極管Ql的集電極通過電阻R7與開關三極管Q2的基極相連接；所述開關三極管Q2發(fā)射極與電源Vcc相連接，所述開關三極管Q2的集電極通過繼電器Kl的控制端接地，所述繼電器Kl連接在負載回路中，所述開關三極管Q2的集電極通過電阻R8與開關三極管Ql的基極相連接。
[0008]更進一步的，所述繼電器Kl的兩端反接二極管D1。
[0009]進一步的，所述開關裝置包括晶閘管J1，所述晶閘管Jl的控制端與單片機輸出端相連接，所述晶閘管Jl的控制端與三極管Q3基極相連接，所述三極管Q3的發(fā)射極接地，所述三極管Q3的集電極、晶閘管Jl的陽極與電源Vcc相連接，所述晶閘管Jl的陰極通過電阻R9與光耦輸入端相連接，所述光耦輸出端與交流接觸器控制端相連接，所述交流接觸器輸入輸出端連接在負載回路中。
[0010]進一步的，所述放大單元包括放大器U1，所述放大器Ul的正極輸入端與電流傳感器相連接，所述放大器Ul的負極輸入端通過電阻R2接地；所述放大器Ul的負極輸入端通過電位器RPl與放大器Ul輸出端相連接。
[0011]進一步的，所述放大單元與電流傳感器之間連接有濾波單元，所述濾波單元為電阻Rl和電容Cl的低通濾波器。
[0012]進一步的，所述比較單元包括比較器U2，所述比較器U2的正極輸入端與放大單元輸出端相連接，所述比較器U2的負極輸入端與電阻R3和R4的串聯(lián)分壓電路的中間連接點相連接，所述比較器U2的輸出端通過電阻R5與電源Vcc相連接，所述所述比較器U2的輸出端與單片機輸入端相連接。
[0013]更進一步的，所述電流傳感器為霍爾電流傳感器。
[0014]采用上述結構后，本發(fā)明通過電流傳感器檢測負載回路中的電流然后通過放大，再通過比較單元，如果負載回路中電流較大比較單元則輸出信號給單片機，單片機輸出信號給開關裝置，通過開關裝置斷開負載回路，從而保護負載；本發(fā)明結構簡單，負載過流保護效果好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面將結合附圖和【具體實施方式】對本作進一步詳細的說明。
[0016]圖1為本發(fā)明一種電力用負載過流保護電路的結構框圖。
[0017]圖2為本發(fā)明單片機輸入端的電路原理圖。
[0018]圖3a為本發(fā)明開關裝置第一種實施方式的電路原理圖。
[0019]圖3b為本發(fā)明開關裝置第二種實施方式的電路原理圖。
[0020]圖中:1為電流傳感器，2為放大單元，3為比較單元，4為單片機，5為開關裝置，6為負載，7為濾波單元，8為交流接觸器，9為光耦

【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，本發(fā)明的一種電力用負載過流保護裝置包括用來檢測負載回路中電流的電流傳感器1，本實施方式中電流傳感器I采用霍爾電流傳感器。所述電流傳感器I依次通過放大單元2、比較單元3與單片機輸入端相連接，所述單片機輸出端連接有開關裝置，所述開關裝置設置在負載回路中用來斷開或閉合負載回路。這樣通過電流傳感器I檢測負載回路中的電流，通過放大單元2將檢測到的電流放大輸出，本實施例中所述放大單元包括放大器U1，所述放大器Ul的正極輸入端與電流傳感器I相連接，所述放大器Ul的負極輸入端通過電阻R2接地；所述放大器Ul的負極輸入端通過電位器RPl與放大器Ul輸出端相連接。進一步的，為了更好的檢測負載回路中的電流，濾除雜質信號，所述放大單元2與電流傳感器I之間連接有濾波單元，所述濾波單元為電阻Rl和電容Cl的低通濾波器。
[0022]檢測電流經(jīng)放大單元2放大后，為了能夠實現(xiàn)負載過流的保護就必須將檢測到的負載回路電流與過載電流相比較，如果負載回路中檢測的電流較大，則通過單片機控制開關裝置斷開負載回路。所述比較單元包括比較器U2，所述比較器U2的正極輸入端與放大單元輸出端相連接，所述比較器U2的負極輸入端與電阻R3和R4的串聯(lián)分壓電路的中間連接點相連接，所述比較器U2的輸出端通過電阻R5與電源Vcc相連接，所述所述比較器U2的輸出端與單片機輸入端相連接。這里比較器U2的負極輸入端為負載過流值，負載過流值根據(jù)電阻R3和R4的阻值確定。如果檢測到的電流值較大，比較器U2則輸出信號給單片機4的輸入端Pl.3。
[0023]本發(fā)明的開關裝置實現(xiàn)單片機對負載回路斷開或閉合的控制，第一種實施方式包括NPN型開關三極管Ql和PNP型開關三極管Q2，所述開關三極管Ql的基極通過電阻R6與單片機輸出端P3.2相連接。所述開關三極管Ql的發(fā)射極接地，所述開關三極管Ql的集電極通過電阻R7與開關三極管Q2的基極相連接；所述開關三極管Q2發(fā)射極與電源Vcc相連接，所述開關三極管Q2的集電極通過繼電器Kl的控制端接地，所述繼電器Kl連接在負載回路中，所述開關三極管Q2的集電極通過電阻R8與開關三極管Ql的基極相連接。這樣當負載過流時，比較單元3輸出信號給單片機4，通過單片機輸出端P3.2輸出信號使得開關三極管Ql和Q2導通，從而控制繼電器Kl動作，使得負載回路斷開，從而起到負載過流保護的作用。
[0024]更進一步的，所述繼電器Kl的兩端反接二極管D1，二極管Dl采用肖特基二極管，起到續(xù)流的作用，保護電路中元件不被損壞。
[0025]本發(fā)明開關裝置的第二種實施方式包括晶閘管J1，所述晶閘管Jl的控制端與單片機輸出端P3.5 (為了避免重復，這里單片機采用P3.5輸出)相連接，所述晶閘管Jl的控制端與三極管Q3基極相連接，所述三極管Q3的發(fā)射極接地，所述三極管Q3的集電極、晶閘管Jl的陽極與電源Vcc相連接，所述晶閘管Jl的陰極通過電阻R9與光耦輸入端相連接，所述光耦輸出端與交流接觸器8控制端相連接，所述交流接觸器輸入輸出端連接在負載回路中。當負載過流時，比較單元3輸出信號給單片機4，單片機4輸出高電平給三極管Q3的基極，使得三極管導通，此時晶體管集電極與基極電壓下降到低于晶閘管Jl的維持電壓，使得晶閘管Jl斷開，從而使得光耦9沒有輸入，這樣產生控制信號給交流接觸器，交流接觸器自動將負載回路斷開，起到過流保護的作用。
[0026]雖然以上描述了本發(fā)明的【具體實施方式】，但是本領域熟練技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，可以對本實施方式作出多種變更或修改，而不背離發(fā)明的原理和實質，本發(fā)明的保護范圍僅由所附權利要求書限定。
【權利要求】
1.一種電力用負載過流保護電路，包括用來檢測負載回路中電流的電流傳感器，其特征在于:所述電流傳感器依次通過放大單元、比較單元與單片機輸入端相連接，所述單片機輸出端連接有開關裝置，所述開關裝置設置在負載回路中用來斷開或閉合負載回路。
2.按照權利要求1所述的一種電力用負載過流保護裝置，其特征在于:所述開關裝置包括NPN型開關三極管Ql和PNP型開關三極管Q2，所述開關三極管Ql的基極與單片機輸出端相連接，所述開關三極管Ql的發(fā)射極接地，所述開關三極管Ql的集電極通過電阻R7與開關三極管Q2的基極相連接；所述開關三極管Q2發(fā)射極與電源Vcc相連接，所述開關三極管Q2的集電極通過繼電器Kl的控制端接地，所述繼電器Kl連接在負載回路中，所述開關三極管Q2的集電極通過電阻R8與開關三極管Ql的基極相連接。
3.按照權利要求2所述的一種電力用負載過流保護裝置，其特征在于:所述繼電器Kl的兩端反接二極管Dl。
4.按照權利要求1所述的一種電力用負載過流保護裝置，其特征在于:所述開關裝置包括晶閘管J1，所述晶閘管Jl的控制端與單片機輸出端相連接，所述晶閘管Jl的控制端與三極管Q3基極相連接，所述三極管Q3的發(fā)射極接地，所述三極管Q3的集電極、晶閘管Jl的陽極與電源Vcc相連接，所述晶閘管Jl的陰極通過電阻R9與光耦輸入端相連接，所述光耦輸出端與交流接觸器控制端相連接，所述交流接觸器輸入輸出端連接在負載回路中。
5.按照權利要求1所述的一種電力用負載過流保護裝置，其特征在于:所述放大單元包括放大器U1，所述放大器Ul的正極輸入端與電流傳感器相連接，所述放大器Ul的負極輸入端通過電阻R2接地；所述放大器Ul的負極輸入端通過電位器RPl與放大器Ul輸出端相連接。
6.按照權利要求1所述的一種電力用負載過流保護裝置，其特征在于:所述放大單元與電流傳感器之間連接有濾波單元，所述濾波單元為電阻Rl和電容Cl的低通濾波器。
7.按照權利要求1所述的一種電力用負載過流保護裝置，其特征在于:所述比較單元包括比較器U2，所述比較器U2的正極輸入端與放大單元輸出端相連接，所述比較器U2的負極輸入端與電阻R3和R4的串聯(lián)分壓電路的中間連接點相連接，所述比較器U2的輸出端通過電阻R5與電源Vcc相連接，所述所述比較器U2的輸出端與單片機輸入端相連接。
8.按照權利要求1-7所述的一種電力用負載過流保護裝置，其特征在于:所述電流傳感器為霍爾電流傳感器。
【文檔編號】H02H3/08GK104393559SQ201410758581
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月12日 優(yōu)先權日:2014年12月12日
【發(fā)明者】高晶 申請人:高晶