一种高可靠性直流变送器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高可靠性直流变送器。
【背景技术】
[0002]配电自动化终端是一个功能繁多、运行复杂的控制系统，单论遥测采集就可多达10条线路，每一条线路包含3个通道的电压和3个通道的电流，同时还需采集2个通道的直流量信号。传统设计的直流变送器是将该直流信号通过简单的信号采集电路而后送入AD(将模拟信号转换为数字信号)进行采集运算，系统CHJ会定时读取AD获得相关数据。
[0003]虽然传统设计的直流变送器结构简单、成本低，但其没有采用有效的隔离措施，导致在实际应用中可靠性很低，在较恶劣的环境下经常损坏，提高维修成本的同时也降低了产品的整体可靠性。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明提供一种高可靠性直流变送器，设计合理，保证了直流变送器的高可靠性。
[0005]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现:
[0006]—种高可靠性直流变送器，包括电源模块、采集模块和通讯模块，其特征在于:
[0007]所述电源模块包括与直流电24V输出端相连的输入端，所述输入端分别设置有用于反接保护的单向二极管，所述单向二极管与EMC防护电路相连，所述EMC防护电路与DC/DC隔离电路相连，所述DC/DC隔离电路为直流变送器提供直流电5V的电源；
[0008]所述采集模块包括电压采集回路和电流采集回路，其中，电压信号的输出端串联电阻R1后，通过限压保护电路与ADE7912芯片的输入端连接，所述限压保护电路的输入端还并联有电阻R2 ；电流信号的输出端并联有电阻R3，通过限压保护电路与ADE7912芯片的输入端连接;所述ADE7912芯片的输出端与CPU相连；
[0009]所述通讯模块包括与CPU相连的IS03082隔离芯片，所述IS03082隔离芯片的输出端与安规保护电路相连。
[0010]优选，所述EMC防护电路的输入端和输出端分别串联有共模电感L1和共模电感L2，所述共模电感L1和共模电感L2之间并联有TVS管TVS1、极性电容CP1、非极性电容CP2，且EMC防护电路的输入端还并联有压敏电阻RV1。
[0011]优选，RV1的阈值为56V，L1= 50微亨，TVS1的额定反向关断电压是50V，CP1的容量和耐压分别为220微法、50V，CP2的容量和耐压分别为1微法、50V，L1为3?10微亨。
[0012]优选，R1、R2、R3的阻值和额定功率分别为:47KΩ /2W、470 Ω /0.5W、1 Ω /2ff0
[0013]本发明的有益效果是:通过对直流变送器的电源模块、采集模块以及通讯模块分别采用独立的可靠性设计，从而实现了各部分电路互相之间的隔离以及与直流变送器外部电路的隔离，另外，在器件选型上也重点考虑到高可靠性，通过高可靠性的设计方案与高可靠性的器件兼顾，保证了直流变送器整体的高可靠性。结构简单，使用方便。
【附图说明】
[0014]图1是本发明一种高可靠性直流变送器的结构示意图；
[0015]图2是本发明EMC防护电路的电气结构图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0017]—种高可靠性直流变送器，包括电源模块、采集模块和通讯模块，如图1所示:
[0018]所述电源模块包括与直流电24V输出端相连的输入端，所述输入端分别设置有用于反接保护的单向二极管，即在DC24V+和DC24-输入端分别串联较大功率的单向二极管，从而在电源正负反接时有效保护后续回路安全性。所述单向二极管与EMC防护电路相连，所述EMC防护电路与DC/DC隔离电路相连，所述DC/DC隔离电路为直流变送器提供直流电5V的电源，其中，最好采用9?36V宽范围输入，5V输出的DC/DC隔离模块。
[0019]优选，如图2所示，所述EMC防护电路的输入端和输出端分别串联有共模电感L1和共模电感L2，所述共模电感L1和共模电感L2之间并联有TVS管TVS1、极性电容CP1、非极性电容CP2，且EMC防护电路的输入端还并联有压敏电阻RV1。其中，器件的最佳组合中，各个参数如下:
[0020]RV1的阈值为56V，L1 = 50微亨，TVS1的额定反向关断电压是50V，CP1的容量和耐压分别为220微法、50V，CP2的容量和耐压分别为1微法、50V，L1为3?10微亨。
[0021]所述采集模块包括电压采集回路和电流采集回路，其中，电压采集回路为双电阻分压方案:电压信号的输出端串联电阻R1后，通过限压保护电路与ADE7912芯片的输入端连接，所述限压保护电路的输入端还并联有电阻R2。电流采集回路为单电阻分压方案:电流信号的输出端并联有电阻R3，通过限压保护电路与ADE7912芯片的输入端连接;所述ADE7912芯片的输出端与CPU相连。
[0022]限压保护电路可以采用TS4148稳压二极管限压，R1、R2、R3的阻值和额定功率分别^:47KQ/2ff^470Q/0.5ff^l Ω/2Ψο
[0023]所述通讯模块包括与CPU相连的IS03082隔离芯片，所述IS03082隔离芯片的输出端与安规保护电路相连，所述安规保护电路采用TVS管与标准电容TVS阵列组合设计方案，其中，TVS管为P6SMBJ 6.8CA，标准电容TVS阵列为PSM712。
[0024]通过对直流变送器的电源模块、采集模块以及通讯模块分别采用独立的可靠性设计，从而实现了各部分电路互相之间的隔离以及与直流变送器外部电路的隔离，另外，在器件选型上也重点考虑到高可靠性，通过高可靠性的设计方案与高可靠性的器件兼顾，保证了直流变送器整体的高可靠性。结构简单，使用方便。
[0025]以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种高可靠性直流变送器，包括电源模块、采集模块和通讯模块，其特征在于: 所述电源模块包括与直流电24V输出端相连的输入端，所述输入端分别设置有用于反接保护的单向二极管，所述单向二极管与EMC防护电路相连，所述EMC防护电路与DC/DC隔离电路相连，所述DC/DC隔离电路为直流变送器提供直流电5V的电源； 所述采集模块包括电压采集回路和电流采集回路，其中，电压信号的输出端串联电阻R1后，通过限压保护电路与ADE7912芯片的输入端连接，所述限压保护电路的输入端还并联有电阻R2;电流信号的输出端并联有电阻R3，通过限压保护电路与ADE7912芯片的输入端连接;所述ADE7912芯片的输出端与CPU相连； 所述通讯模块包括与CPU相连的IS03082隔离芯片，所述IS03082隔离芯片的输出端与安规保护电路相连。2.根据权利要求1所述的一种高可靠性直流变送器，其特征在于，所述EMC防护电路的输入端和输出端分别串联有共模电感L1和共模电感L2，所述共模电感L1和共模电感L2之间并联有TVS管TVS 1、极性电容CP 1、非极性电容CP2，且EMC防护电路的输入端还并联有压敏电阻 RV1 ο3.根据权利要求2所述的一种高可靠性直流变送器，其特征在于，RV1的阈值为56V，L1=50微亨，TVS1的额定反向关断电压是50V，CP1的容量和耐压分别为220微法、50V，CP2的容量和耐压分别为1微法、50V，L1为3?10微亨。4.根据权利要求3所述的一种高可靠性直流变送器，其特征在于，R1、R2、R3的阻值和额定功率分别为:47K Ω /2W、470 Ω /0.5W、1 Ω /2ff05.根据权利要求4所述的一种高可靠性直流变送器，其特征在于，所述安规保护电路采用P6SMBJ 6.8CA和PSM712的阵列组合。6.根据权利要求4所述的一种高可靠性直流变送器，其特征在于，所述限压保护电路采用TS4148稳压二极管限压。
【专利摘要】本发明公开了一种高可靠性直流变送器，包括电源模块、采集模块和通讯模块：电源模块包括与直流电24V输出端相连的输入端，所述输入端分别设置有用于反接保护的单向二极管，所述单向二极管与EMC防护电路相连，所述EMC防护电路与DC/DC隔离电路相连，所述DC/DC隔离电路为直流变送器提供直流电5V的电源；采集模块包括电压采集回路和电流采集回路，其中，电压信号的输出端串联电阻R1后，通过限压保护电路与ADE7912芯片的输入端连接，所述限压保护电路的输入端还并联有电阻R2；电流信号的输出端并联有电阻R3，通过限压保护电路与ADE7912芯片的输入端连接；所述ADE7912芯片的输出端与CPU相连；通讯模块包括与CPU相连的IS03082隔离芯片，所述IS03082隔离芯片的输出端与安规保护电路相连。
【IPC分类】G01D5/14
【公开号】CN105444787
【申请号】CN201510800086
【发明人】吕鹏, 蔡月明, 曾俊, 孙建东, 周俊, 张志华, 刘明祥, 王江宁, 王俊仁, 凌秀泽, 李国朋
【申请人】国电南瑞科技股份有限公司, 国电南瑞南京控制系统有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月19日