交流有源遥信检测电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种交流有源遥信检测电路，与外部交流电源和外部电路相耦接，包括：电流调整单元和耦合单元，其中，电流调整单元，用于在外部交流电源供电时，对外部交流电源提供的交流电流进行限流处理和整流处理，生成直流电流发送至耦合单元；耦合单元，用于接收电流调整单元发送的直流电流，当接收到的直流电流大于或等于导通电流值时，耦合单元导通，且对接收到的直流电流进行耦合处理，生成高电平信号发送至外部电路；当接收到的直流电流小于最低导通电流值时，耦合单元关断，且生成低电平信号发送至外部电路。本实用新型解决了交流有源遥信检测电路温升的问题。
【专利说明】交流有源遥信检测电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子电路领域，具体地说，是涉及一种交流有源遥信检测电路。
【背景技术】
[0002]遥信，代指远程信号，是所有远端信号的总称。遥信功能通常用于测量下列信号:开关的位置信号、变压器内部故障综合信号、保护装置的动作信号、通信设备运行状况信号、调压变压器抽头位置信号等，广泛应用与工业领域中。
[0003]在现有技术中，对于交流有源遥信的检测电路一般为整流、电容充放电的形式如图1所示。
[0004]在图1所示的电路中，交流电通过输入端子进入电路，使光耦(Ul)在整个交流电周期内保持导通，经过电阻(Rl)的电流调节后，电压波形变成半个正弦波，通过电容(Cl)的滤波后，变成直流电驱动光耦导通，最后输出高电平给外部电路的MCU (微控制器，在图1中并未示出)，MCU (微控制器)再通过去抖处理产生遥信合状态。当输入端子没有交流电压时，光耦不导通，光耦输出低电平，MCU (微控制器)通过去抖处理产生遥信分状态。
[0005]但是，对于该电路而言，由于首先需要对电容(Cl)充电，等电容两端电压到达光耦导通电压时，光耦才会导通，流过电流，当交流电在正弦波负半周时，电容放电维持光耦导通，所以电阻(Rl)阻值无法加大，导致电流变大，以至于限流电阻(Rl)温升很大，为了散热，往往需要分配较大的空间，从而造成具有有源遥信功能的设备(如:工业仪表)的集成度低，使仪表尺寸曾大，进一步降低了仪表的现场使用性。
[0006]因此，如何解决交流有源遥信检测电路温升的问题，便成为亟待解决的技术问题。实用新型内容
[0007]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种交流有源遥信检测电路，以解决交流有源遥信检测电路温升的问题。
[0008]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种交流有源遥信检测电路，与外部交流电源和外部电路相耦接，其特征在于，包括:电流调整单元和耦合单元，其中，
[0009]所述电流调整单元，与所述外部交流电源和耦合单元相耦接，用于在所述外部交流电源供电时，对所述外部交流电源提供的交流电流进行限流处理和整流处理，生成直流电流发送至所述耦合单元；
[0010]所述耦合单元，与所述电流调整单元和外部电路相耦接，用于接收所述电流调整单元发送的所述直流电流，当接收到的所述直流电流大于或等于导通电流值时，所述耦合单元导通，且对接收到的所述直流电流进行耦合处理，生成高电平信号发送至所述外部电路；当接收到的所述直流电流小于最低导通电流值时，所述耦合单元关断，且生成低电平信号发送至所述外部电路。
[0011]优选地，所述电流调整单元，由第一电阻和整流器件构成，其中，
[0012]所述第一电阻与所述外部交流电源相耦接，同时与所述整流器件相耦接，所述整流器件再与所述耦合单元相耦接，在所述外部交流电源供电时，所述第一电阻对所述外部交流电源提供的交流电流进行限流处理，将该交流电流的值限制在所述耦合单元的导通电流值后，所述整流器件再对该交流电流进行整流处理，生成直流电流发送至所述耦合单元。
[0013]优选地，所述导通电流值，进一步为:
[0014]所述耦合单元正常导通进行耦合处理的最低电流值。
[0015]优选地，所述第一电阻，进一步为限流电阻。
[0016]优选地，所述整流器件，进一步为整流二极管。
[0017]优选地，所述耦合单元，进一步为光耦合器。
[0018]与现有技术相比，本实用新型所述的一种交流有源遥信检测电路，达到了如下效果:
[0019]I)本实用新型不再采用电容充放电的形式，去掉充电电容，增大限流电阻，由输入信号直接驱动光耦的通断，既减小了电流又减少光耦导通的时间，从而有效解决了交流有源遥信检测电路温升的问题。
[0020]2)本实用新型使外部输入信号直接驱动通断，大大减小了装置的温升和占用空间，利于功能的集成，增加了采用本实用新型设备的现场使用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0022]图1为现有技术中的交流有源遥信检测电路图。
[0023]图2本实用新型实施例一所述的交流有源遥信检测电路的结构框图。
[0024]图3为现有技术中的交流有源遥信检测电路的结构框图。
[0025]图4为本实用新型实施例二所述的交流有源遥信检测电路的结构框图。
[0026]图5为本实用新型实施例二所述的交流有源遥信检测电路的具体应用电路图。
【具体实施方式】
[0027]如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本实用新型的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0028]以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。[0029]实施例一
[0030]如图1所示，是本实用新型实施例一所述的一种交流有源遥信检测电路，与外部交流电源和外部电路相耦接，包括:电流调整单元101和耦合单元102，其中，
[0031]所述电流调整单元101，与所述外部交流电源和耦合单元102相耦接，用于在所述外部交流电源供电时，对所述外部交流电源提供的交流电流进行限流处理和整流处理，生成直流电流发送至所述耦合单元102 ；
[0032]所述耦合单元102，与所述电流调整单元101和外部电路相耦接，用于接收所述电流调整单元101发送的所述直流电流，当接收到的所述直流电流大于或等于导通电流值时，所述耦合单元102导通，且对接收到的所述直流电流进行耦合处理，生成高电平信号发送至所述外部电路；当接收到的所述直流电流小于最低导通电流值时，所述耦合单元102关断，且生成低电平信号发送至所述外部电路。
[0033]在本实施例中，所述电流调整单元101，具体可以为由具有限流、整流功能的电路元器件构成的相应的电路结构，当然，本领域技术人员可以理解，所述电流调整单元101还可以为具有上述电路功能的集成芯片或器件，在此并不构成对本实用新型的限定。
[0034]所述耦合单元102，具体可以为光耦器件，将接收的所述电流调整单元101处理后的所述直流电流转换为光电流后，再进行光电耦合处理，生成高电平信号发送至所述外部电路。
[0035]其中，所述耦合单元102的所述最低导通电流值可以根据实际应用时该耦合单元102的器件型号具体确定，也可以根据实际应用中的需要进行调整。
[0036]需要说明的是，所述外部交流电源提供的交流电流(或该交流电流所对应的交流电压)具有周期性，通常为20ms (毫秒)，所述交流电流在周期内上下波动，形成正弦(或余弦)式电流信号。经过所述电流调整单元101的所述限流处理后，将所述交流电流的电流值部分限制在所述耦合单元102的最低导通电流值范围内。当然，所述耦合单元102在关断后，电流值降为0，，所述耦合单元102，由于下拉电阻下拉，输出低电平。
[0037]在本实施例中，所述电流调整单元101具体可以由第一电阻、整流器件(如:整流二极管)构成，所述I禹合单兀102具体可以由光I禹器件(如:型号为EL816的光I禹合器)构成。
[0038]具体地，所述电流调整单元101由第一电阻和整流器件构成，其中，
[0039]所述第一电阻与所述外部交流电源和整流器件相耦接，所述整流器件再与所述耦合单元202相耦接，在所述外部交流电源供电时，所述第一电阻对所述外部交流电源提供的交流电流进行限流处理，将该交流电流的值限制在所述耦合单元102的导通电流值后，所述整流器件再对该交流电流进行整流处理，生成直流电流发送至所述耦合单元102。
[0040]实施例二
[0041]现结合图2至4，对所述交流有源遥信检测电路的具体应用进行说明:
[0042]如图2所示，在现有技术中，交流有源遥信检测电路中由于存在滤波电路，首先要把滤波电容充电至光耦的导通电压后，光耦才会导通，当交流电的负半周出现时滤波电容要放电维持光耦导通，所以电路需要更大的电流。但是更大的电流流过限流电阻，意味着更大的功耗和更多的温升。因此，在电路结构中去除相应的滤波电路，增大限流电阻阻值，减小电流，即如图3所示。
[0043]实际应用中，图3所示的电路框图所对应的实际电路如图4所示，为所述交流有源遥信检测电路在具体应用中对应的实际电路，其中，
[0044]电流调整单元201，由Rl和Dl构成，其中，Rl为限流电阻，Dl为整流二极管。
[0045]耦合单元202，由Ul构成，其中，Ul为型号为EL816的光耦合器。
[0046]图4中的电路接入外部交流电源和MCU (微控制器，图4中并未示出)之间，具有下拉功能的电阻R2将耦合单元202输出的电信号进行下拉以产生低电平。
[0047]具体地:
[0048]交流电通过输入端子进入电路，通过限流电阻Rl限制了电流，无需使光耦合器在整个交流电周期内保持导通，限定的电流大小仅需能使光耦合器在每个交流电周期(20ms)内有6mS的时间导通，因此经过限流电阻Rl的限制后，进入整流二极管D1，省去了滤波电路直接进入光耦合器。
[0049]由于光耦合器的导通时间由20ms缩短为6ms，所以整个电路的功耗大幅下降，限流电阻Rl的温升变小，可以使用更小体积的器件，发热量降低可靠性提高。由于光耦导通仅为6ms,所以进入MCU (微控制器)的信号波形为方波。
[0050]对于MCU (微控制器)来说，通过去抖处理后可以产生遥信合状态；当输入端子没有交流输入时，光稱合器不再导通，光稱合器输出低电平，MCU (微控制器)通过去抖处理产生遥信分状态。
[0051]与现有技术相比，本实用新型所述的一种交流有源遥信检测电路，达到了如下效果:
[0052]I)本实用新型不再采用电容充放电的形式，去掉充电电容，增大限流电阻，由输入信号直接驱动光耦的通断，既减小了电流又减少光耦导通的时间，从而有效解决了交流有源遥信检测电路温升的问题。
[0053]2)本实用新型使外部输入信号直接驱动通断，大大减小了装置的温升和占用空间，利于功能的集成，增加了采用本实用新型设备的现场使用性。
[0054]上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种交流有源遥信检测电路，与外部交流电源和外部电路相耦接，其特征在于，包括:电流调整单元和耦合单元，其中， 所述电流调整单元，与所述外部交流电源和耦合单元相耦接，用于在所述外部交流电源供电时，对所述外部交流电源提供的交流电流进行限流处理和整流处理，生成直流电流发送至所述耦合单元； 所述耦合单元，与所述电流调整单元和外部电路相耦接，用于接收所述电流调整单元发送的所述直流电流，当接收到的所述直流电流大于或等于导通电流值时，所述耦合单元导通，且对接收到的所述直流电流进行耦合处理，生成高电平信号发送至所述外部电路；当接收到的所述直流电流小于最低导通电流值时，所述耦合单元关断，且生成低电平信号发送至所述外部电路。
2.如权利要求1所述的交流有源遥信检测电路，其特征在于，所述电流调整单元，由第一电阻和整流器件构成，其中， 所述第一电阻与所述外部交流电源相耦接，同时与所述整流器件相耦接，所述整流器件再与所述耦合单元相耦接，在所述外部交流电源供电时，所述第一电阻对所述外部交流电源提供的交流电流进行限流处理，将该交流电流的值限制在所述耦合单元的导通电流值后，所述整流器件再对该交流电流进行整流处理，生成直流电流发送至所述耦合单元。
3.如权利要求2所述的交流有源遥信检测电路，其特征在于，所述导通电流值，进一步为: 所述耦合单元正常导通进行耦合处理的最低电流值。
4.如权利要求2所述的交流有源遥信检测电路，其特征在于，所述第一电阻，进一步为限流电阻。
5.如权利要求2所述的交流有源遥信检测电路，其特征在于，所述整流器件，进一步为整流二极管。
6.如权利要求1或2中任一所述的交流有源遥信检测电路，其特征在于，所述耦合单元，进一步为光耦合器。
【文档编号】G05F1/12GK203673377SQ201320855023
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】崔海顺, 祁那应, 梁东, 李伟 申请人:北京易艾斯德科技有限公司