本實用新型涉及斷路器領(lǐng)域，具體涉及一種微型斷路器通訊采集電路。

背景技術(shù)：

目前的微型斷路器開關(guān)存在誤動作，或由于用戶的瞬時故障致使微型斷路器的瞬時動作，導(dǎo)致用戶用電故障的問題。國家電網(wǎng)公司的優(yōu)質(zhì)服務(wù)的水平不斷提高，國家電網(wǎng)公司對維護(hù)人員判斷故障的準(zhǔn)確性、處理的及時性要求越來越高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種微型斷路器通訊采集電路，能夠及時對微型斷路器進(jìn)行監(jiān)控及控制，提高處理效率。

為了達(dá)到上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

包括變壓器T2和芯片，變壓器T2的原邊一端通過電容CZ連接電力線的L相，另一端連接電力線的N相；變壓器T2的副邊同時連接載波接收電路和功率放大器的一端，載波接收電路另一端連接芯片的信號輸入端SIGIN，功率放大器另一端連接芯片的方波輸出端PSK_OUT。

進(jìn)一步地，載波接收電路包括與變壓器T2副邊一端同時相連的雙向穩(wěn)壓管D16和電阻R24；雙向穩(wěn)壓管D16的另一端與變壓器T2副邊的另一端相連且接地，電阻R24的另一端同時連接電容C39一端、電容C40一端、電感L8一端、二極管D12的負(fù)極、二極管D13的正極以及電容C33一端，電容C33另一端連接信號輸入端SIGIN，電容C39另一端、電容C40另一端、電感L8另一端、二極管D12的正極和二極管D13的負(fù)極均接地。

進(jìn)一步地，功率放大器包括與變壓器T2副邊一端相連的電感L7，電感L7另一端連接電容C30一端，電容C30另一端同時連接二極管D2的負(fù)極、二極管D10的正極、三極管Q1的發(fā)射極和三極管Q2的發(fā)射極；二極管D10的負(fù)極和三極管Q2的集電極均連接電源VHH，電源VHH還連接三極管Q3的發(fā)射極和穩(wěn)壓管Z1的負(fù)極，穩(wěn)壓管Z1的正極同時連接三極管Q3的基極和電阻R34的一端，電阻R34的另一端依次通過電容C31和電容C32連接電阻R35的一端，方波輸出端PSK_OUT連接在電容C31和電容C32之間；電阻R35的另一端同時連接三極管Q4的基極和穩(wěn)壓管Z2的負(fù)極；三極管Q1的基極、三極管Q2的基極、三極管Q3的集電極與三極管Q4的集電極相連；二極管D2的正極、三極管Q1的集電極、三極管Q4的發(fā)射極以及穩(wěn)壓管Z2的正極均接地。

進(jìn)一步地，穩(wěn)壓管Z1和穩(wěn)壓管Z2均為5.1V的穩(wěn)壓管。

進(jìn)一步地，電源VHH為220V轉(zhuǎn)換的5V電源。

進(jìn)一步地，三極管Q1和三極管Q3均為PNP型。

進(jìn)一步地，三極管Q2和三極管Q4均為NPN型。

進(jìn)一步地，三極管Q1的型號為2SA1015，三極管Q2的型號為2SA1815，三極管Q3的型號為9015，三極管Q4的型號為9014。

進(jìn)一步地，變壓器T2為原副邊匝數(shù)比10：15的信號耦合變壓器。

進(jìn)一步地，芯片的型號為TCC081E。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益的技術(shù)效果：

本實用新型通過提供微型斷路器的通訊采集電路，通過變壓器能夠?qū)⒋l(fā)送的數(shù)據(jù)信號耦合到電力線中，通過載波接收電路將接收到的電力線耦合信號通過信號輸入端SIGIN傳遞給芯片，芯片將要發(fā)送的信號通過方波輸出端PSK_OUT輸出方波信號，并通過功率放大器進(jìn)行功率放大，再通過變壓器耦合發(fā)送到電力線上，完成通訊采集工作。本實用新型中通過變壓器的耦合能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的載波通信，通過本實用新型通訊采集電路可對微型斷路器進(jìn)行控制及監(jiān)控，避免人員現(xiàn)場維護(hù)，提高處理效率，提高維護(hù)人員對微型斷路器判斷故障的準(zhǔn)確性、處理的及時性。

進(jìn)一步地，本實用新型中通過設(shè)置雙向穩(wěn)壓管防止大電壓損害其它器件。

進(jìn)一步地，本實用新型功率放大器中通過設(shè)置四個三極管，能夠?qū)Ψ讲ㄝ敵龆溯敵龅姆讲ㄐ盘栠M(jìn)行前后級功率放大；通過設(shè)置兩個穩(wěn)壓管，起到保護(hù)作用，防止三極管反向擊穿。

進(jìn)一步地，本實用新型中變壓器的線圈匝數(shù)比為10:15，利于實現(xiàn)信號的最大功率傳輸。

進(jìn)一步地，本實用新型中三極管的型號能夠相互匹配，且處于后級的三極管耐電流能力更強，防止損壞。

【附圖說明】

圖1是本實用新型的電路圖；

圖2是可控制微型斷路器的通訊系統(tǒng)原理框圖。

【具體實施方式】

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

本實用新型包括變壓器T2和芯片，變壓器T2的原邊一端通過電容CZ連接電力線的L相，另一端連接電力線的N相；變壓器T2的副邊同時連接載波接收電路和功率放大器的一端，載波接收電路另一端連接芯片的信號輸入端SIGIN，功率放大器另一端連接芯片的方波輸出端PSK_OUT。

如圖1所示，本實用新型電路具體包括三極管Q1、Q2、Q3、Q4，二極管D2、D10、D12、D13，穩(wěn)壓管Z1、Z2，雙向穩(wěn)壓管D16，電容C30、C31、C32、C33、CZ、C39、C40，變壓器T2，電阻R24、R34、R35，電感L7、L8；其中CZ連接T2原邊；D16跨接于T2的副邊兩端；R24一端分別連接L7和T2，R24另一端分別連接C39、C40、L8、D12負(fù)極、D13正極、C33；C33另一端連接信號輸入端SIGIN；D12正極、D13負(fù)極、C39另一端和C40另一端分別連接地；C30一端連接L7，另一端分別連接D10正極、D2負(fù)極、Q1發(fā)射極和Q2發(fā)射極；D2正極連接地；D10負(fù)極、Q2集電極、Q3發(fā)射極和Z1負(fù)極分別連接電源VHH；Q2基極分別連接Q3集電極、Q1基極和Q4集電極；Q1集電極、Q4發(fā)射極和Z2正極分別連接地；Z2負(fù)極分別連接Q4基極和R35；Q3基極分別連接Z1正極和R34；R34連接C31；C31連接C32；R35連接C32；方波輸出端PSK_OUT連接于C31和C32之間。

穩(wěn)壓管Z1、Z2均為5.1V的穩(wěn)壓管。變壓器T2為匝數(shù)比10：15的信號耦合變壓器。電源VHH為220V轉(zhuǎn)換的5V電源。Q1和Q3均為PNP型的三極管，Q2和Q4均為NPN型的三極管，Q1的型號為2SA1015，Q2的型號為2SA1815，Q3的型號為9015，Q4的型號為9014。雙向穩(wěn)壓管D16采用型號為P6KE22CA的二極管。

本實用新型是微型斷路器通訊系統(tǒng)的重要組成部分。該采集器符合國家電網(wǎng)公司Q/GDW1375.3-2013、Q/GDW1374.2-2013等電力用戶用電信息采集系統(tǒng)系列標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用現(xiàn)代通訊技術(shù)、計算機軟硬件技術(shù)、低壓電力線載波技術(shù)等進(jìn)行智能微斷遠(yuǎn)程通訊控制。

載波發(fā)送電路主要由功率放大器組成。功率放大器的作用是將PSK_OUT輸出的方波信號進(jìn)行功率放大。為提高發(fā)送功率，采用輸出級為異型復(fù)合管單電源準(zhǔn)互補乙類推挽電路。前級放大采用9014和9015對管，Z1和Z2兩個5.1V的穩(wěn)壓管起保護(hù)作用，防止三極管反向擊穿。后級由于電流比較大，采用耐電流比較大的2SA1015和2SA1815對管；同樣，來自線路上的載波信號經(jīng)過變壓器T2的線圈耦合到由D16、R24、C39、C40、L8、D12、D13、C33組成的載波接收電路中，D16雙向穩(wěn)壓二極管起保護(hù)作用，防止大電壓損害器件，變壓器T2的耦合線圈比較重要，要選擇原副邊匝數(shù)比10：15的線圈。接插件高壓和低壓分開，高壓部分時220V構(gòu)接口，低壓按照管腳順序分別是PSK_OUT、GND。

耦合電路的設(shè)計目的是為了利用電力線實現(xiàn)可靠的載波通信，其分析與設(shè)計是問題的關(guān)鍵。其難點在于：(1)要求載波信號的加載效率高。(2)要求電力網(wǎng)50Hz的工頻信號不能給載波通信系統(tǒng)帶來太大的干擾。設(shè)計一個能有效減小低壓電力線的低阻抗影響的功率匹配和增益平衡電路，用于將信號耦合到電力線上，其傳輸頻帶為0.1～30.0MHz。為實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號的最大功率傳輸，該電路設(shè)計時須考慮220V線路側(cè)的阻抗特性，T2為信號耦合變壓器，220V線路側(cè)阻抗約取30Ω。然后確定線圈初級的匝數(shù)比或阻抗比。最后設(shè)計功率放大器的輸出匹配電阻。

為防止低壓電力線上的雷電和開關(guān)瞬態(tài)作用，對電路元器件造成永久性損壞，需采用特殊的保護(hù)措施。如圖耦合部分所示，變壓器T2對于100～400kHz的擴頻載波信號提供了一個線性的傳輸功能，電容CZ的作用是阻止50Hz的工頻進(jìn)入變壓器T2，限制了變壓器電流，以避免變壓器鐵芯飽和。輸入通道應(yīng)接一個浪涌保護(hù)二極管P6KE22CA，經(jīng)電阻隔離后接二極管箝位電路輸出給前級濾波電路。由于電力線上負(fù)載發(fā)生變化時，電力線會產(chǎn)生較大噪聲甚至幅值很大的尖峰脈沖，該脈沖經(jīng)耦合后，會給后級電路帶來較大危害。因此加入一個浪涌保護(hù)二極管后，可以很好地濾除這種噪聲，保護(hù)后級電路。后面接兩個二極管用于過壓保護(hù)。

本實用新型主要的工作過程及原理：

集中器將發(fā)送的數(shù)據(jù)信號耦合到220V電力線中，微型斷路器載波接收電路將接收到的電力線耦合信號通過輸入信號輸入端SIGIN傳遞給TCC081E芯片，TCC081E芯片將要發(fā)送的信號通過方波輸出端PSK_OUT輸出方波信號通過功率放大器進(jìn)行功率放大，再通過耦合線圈耦合到電力線220V電壓，發(fā)送到電力線上，供集中器接收數(shù)據(jù)。

如圖2所示，本實用新型與其它模塊配合構(gòu)成可控制微型斷路器的通訊系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括帶通訊功能的可控制微型斷路器，采集器，集中器及主站。

主站主要組成部分為裝有系統(tǒng)軟件的計算機(服務(wù)器或者PC機)，可通過GPRS或者CDMA與集中器進(jìn)行通訊。與集中器通訊規(guī)約滿足《Q/W1376.1電力用戶用電信息采集系統(tǒng)通訊協(xié)議》。

集中器主要采用嵌入式操作系統(tǒng)和32位Atmel9200的ARM處理器，運用先進(jìn)的電力載波/無線技術(shù)和GPRS/CDMA等通信技術(shù)，與主站通訊規(guī)約滿足《Q/W1376.1電力用戶用電信息采集系統(tǒng)通訊協(xié)議》，與電能表通訊滿足《DL/T645-2007多功能電能表通訊協(xié)議》。集中器主要由五部分組成：電源單元、處理單元、GPRS單元、通信單元。

本實用新型的微型斷路器通訊采集電路結(jié)構(gòu)簡單，工作效率高，提高用戶滿意度?？赏ㄟ^采集電路遠(yuǎn)程對微型斷路器進(jìn)行監(jiān)控；可通過采集電路遠(yuǎn)程對微型斷路器進(jìn)行控制；該通訊采集電路可通過電力線載波方式進(jìn)行通訊，無需布線，施工方便。

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。