专利名称：电气安全防护电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子领域，特别涉及的是一种电气安全防护电路。
背景技术：
随着我国经济的发展和居民现代生活水平的提高，用电量大增加，其供电线路经常发生超负荷，电气线路或设备经常发生过载、短路、过压、欠压等故障，导致的电气火灾事故也随之增多，对国家和人民的生命财产安全造成了严重的损害。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种电气安全防护电路。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是电气安全防护电路，包括相电压采集模块、电流信号检测模块、单片机控制模块、断路器驱动模块和载波信号锁相电路， 所述相电压采集模块采集的信号传输至电压比较模块，电流信号检测模块采集的信号传输至A/D数据转换模块，所述电压比较模块及A/D数据转换模块的输出信号经单片机控制模块控制输出至断路器驱动模块和载波信号锁相电路，所述载波信号锁相电路的输出信号经选频放大器电路发送到载波信号译码电路。所述单片机控制模块与看门狗模块双向数据通信。所述相电压采集模块由AC220V回路输出连接的电压互感器BT的输出信号经二极管D1-D4桥式整流、电容器3C1、3C2滤波信号处理后，其输出信号再发送到7805稳压集成模块U4构成。所述电压比较模块包括过电压比较电路和欠电压比较电路。所述电流信号检测模块由电流互感器Ll的感应信号经电位器W调整后，发送到二极管D5、电容Cl、电容器C2整流、滤波信号处理。所述载波信号锁相电路由LM567音调解码器Ul及其外围的电容2C1、电阻2R1、电阻2R2构成。所述选频放大器电路由三极管VT1、音频变压器T的初级Li、电容2C2、电容器2C3 构成，并通过音频变压器T的次级L2、电容2C4经电话线向载波信号译码电路发送数据信号。所述载波信号译码电路由依次连接的音频变压器Tl、LM567音调译码器U2、三极管VT2和发光二极管LED构成。通过采用上述的技术方案，本实用新型的有益效果是本电路具有在线检测功能与载波报警功能，当供电线路出现过载、短路、过压、欠压等故障时，经单片机发出控制信号，经载波信号传输向载波主机远程报警，有效保障用电安全。
图1是本实用新型的方框结构图；[0014]图2是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型的电气安全防护电路，包括相电压采集模块1、电流信号检测模块2、单片机控制模块3、断路器驱动模块4和载波信号锁相电路6，所述相电压采集模块1采集的信号传输至电压比较模块11，电流信号检测模块2采集的信号传输至A/ D数据转换模块21，所述电压比较模块11及A/D数据转换模块21的输出信号经单片机控制模块3控制输出至断路器驱动模块4和载波信号锁相电路6，所述载波信号锁相电路6的输出信号经选频放大器电路7发送到载波信号译码电路8，所述单片机控制模块3与看门狗模块5双向数据通信。所述电流信号检测模块2由电流互感器Ll的感应信号经电位器W调整后，发送到二极管D5、电容Cl、电容器C2整流、滤波信号处理，当相线穿过电流互感器Ll有电流通过时，电流互感器Ll的次级两端产生交流感应电压信号，经电位器W调整后，二极管D5整流成直流电压信号，输入到A/D数据转换器IC3的第2脚，经A/D数据转换器IC3的第5、6、7 脚与单片机ICl第35、36、37脚组成数据通信电路，当电流互感器Ll感应的电流信号大于设定值时，经单片机ICl读取A/D数据转换器IC3的数据信号，以IOms速度读取信号，经单片机ICl内部程序综合在线读取判断后，由单片机ICl的第8脚输出高电平信号，经电阻R3 限流，使三极管Ql导通，继电器J吸合，其触点J-I由常开点转为常闭点，推动断路器分励线圈KM脱扣分闸，保护用电设备与供电线路的安全；另一路由LM567音调解码器Ul及其外围的电容2C1、电阻2R1、电阻2R2构成的多谐振荡器组成载波信号锁相电路6，其振荡频率由电容2C1、电阻2R1的参数决定，载波频率调整在150-300KHZ范围内。由三极管VT1、音频变压器T的初级Li、电容2C2、电容器2C3构成选频放大器电路7，由单片机ICl的第28 脚输出高电平信号，使LM567音调解码器Ul得到工作电源，LM567音调解码器Ul开始工作， 由音频变压器T的次级L2、电容2C4耦合至市话通话线或交流电网AC220V电源线上并发送出去，向载波主机发送数据信号。所述载波信号译码电路8由依次连接的音频变压器T1、LM567音调译码器U2、三极管VT2、发光二极管LED构成，电阻1R1、电容1C5网络的时间常数决定了 LM567音调译码器 U2的压控振荡器，当载波分机向主机发送150-300KHZ载波指令信号时，经电容1C1、音频变压器Tl耦合至音频变压器T的次级L3，其次级L3、电容1C2、电容1C3组成一个载波选频网络。选频后的信号经电容1C4耦合至LM567音调译码器U2的第3脚信号输入端，经LM567 音调译码器U2译码后，由其第8脚输出端输出低电平，使三极管VT2导通，发光二极管LED 点亮，说明已收到分机的载波数据信号，表示电气线路出现故障，应及时排除。所述相电压采集模块1由AC220V回路输出连接的电压互感器BT的输出信号经二极管D1-D4桥式整流、电容器3C1、3C2滤波信号处理后，其输出信号再发送到7805稳压集成模块U4构成，由L、N构成相电压回路，正常值在AC220V状态，电压互感器BT的次级输出交流电压约为8V，经二极管D1-D4桥式整流、电容3C1、3C2滤波后，此直流电压分两路分别输入到7805稳压集成模块U4的第1脚，经其内部稳压处理后输出5V电源供给电压比较器 IC2提供参考比较电压值，另一路经电位器W2调整输入到电压比较器IC2的同相端。当L、N构成相电压回路，电压值在A(^80V时，电压互感器BT次级输出交流电压约为1IV，经整流输出、电位器W2调整后输入到电压比较器IC2的第3、6脚，与电压比较器 IC2的第2、5脚进行电压比较，电压比较器IC2的第5、6、7脚与外围元件组成过电压比较电路，当其第6脚电压大于第5脚电压参考值时，电压比较器IC2内部翻转，说明已处于过压现象，由其第7脚输出高电平经电阻3R3限流输入到单片机ICl第33脚，经单片机ICl内部程序控制后，由单片机ICl的第8脚输出高电平信号，经电阻R3限流，使三极管Ql导通， 继电器J吸合，其触电J-I由常开点转为常闭点，推动断路器KM脱扣分闸，保护用电设备与供电线路的安全，说明发生过压现象而脱扣分闸。另一路由单片机ICl的第观脚输出高电平信号，使LM567音调解码器Ul得到工作电源，LM567音调解码器Ul开始工作，由音频变压器T的次级L2、电容2C4耦合至市话通话线或交流电网AC220V电源线上并发送出去，向载波主机发送数据信号。当载波分机向主机发送150-300KHZ载波指令信号时，经电容1C1、 音频变压器Tl耦合至音频变压器T的次级L3，其次级L3、电容1C2、电容1C3组成一个载波选频网络。选频后的信号经电容1C4耦合至LM567音调译码器U2的第3脚信号输入端，经 LM567音调译码器U2译码后，由其第8脚输出端输出低电平，使三极管VT2导通，发光二极管LED点亮，说明已收到分机的载波数据信号，表示电气线路出现故障，应及时排除。当L、N构成相电压回路，电压值在AC150V时，电压互感器BT的次级输出交流电压约为5V，经整流输出、电位器W2调整后输入到电压比较器IC2的第3、6脚，与电压比较器IC2的第2、5脚进行电压比较，电压比较器IC2的第3、2、1脚与外围元件组成欠电压比较电路，当其第2脚电压大于第3脚电压参考值时，电压比较器IC2内部比较器翻转，说明市电电压已出现欠压现象，由电压比较器IC2的第1脚输出高电平经电阻3R2限流输入到单片机ICl第32脚，经单片机ICl内部程序控制后，由单片机ICl第8脚输出高电平信号， 经电阻R3限流，使三极管Ql导通，继电器J吸合，其触点J-I由常开点转为常闭点，推动断路器KM脱扣分闸，保护用电设备与供电线路的安全，说明发生欠压现象，而产生脱扣分闸输出。另一路由单片机ICl的第观脚输出高电平信号，使LM567音调解码器Ul得到工作电源，LM567音调解码器Ul开始工作，由音频变压器T的次级L2、电容2C4耦合至市话通话线或交流电网AC220V电源线上并发送出去，向载波主机发送数据信号。当载波分机向主机发送150-300KHZ载波指令信号时，经电容1C1、音频变压器Tl耦合至音频变压器T的次级 L3，其次级L3、电容1C2、电容1C3组成一个载波选频网络。选频后的信号经电容1C4耦合至LM567音调译码器U2的第3脚信号输入端，经LM567音调译码器U2译码后，由其第8脚输出端输出低电平，使三极管VT2导通，发光二极管LED点亮，说明已收到分机的载波数据信号，表示电气线路出现故障，应及时排除。当单片机ICl检测到其第32脚处于低电平状态时，经单片机ICl内部程序设定值时，由单片机ICl第8脚输出低电平信号，使三极管Ql 截止，继电器J释放，其触电J-I由常闭点转为常开点，推动断路器KM合闸，合闸恢复供电， 实现自动复位控制功能。以上所述的仅为本实用新型的一较佳实施例而已，不能限定本实用实施的范围， 凡是依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与装饰，皆应仍属于本实用新型涵盖的范围内。
权利要求1.电气安全防护电路，其特征在于包括相电压采集模块(1)、电流信号检测模块O)、 单片机控制模块(3)、断路器驱动模块(4)和载波信号锁相电路(6)，所述相电压采集模块 ⑴采集的信号传输至电压比较模块(11)，电流信号检测模块⑵采集的信号传输至A/D 数据转换模块(21)，所述电压比较模块(11)及A/D数据转换模块的输出信号经单片机控制模块( 控制输出至断路器驱动模块(4)和载波信号锁相电路(6)，所述载波信号锁相电路(6)的输出信号经选频放大器电路(7)发送到载波信号译码电路(8)。
2.根据权利要求1所述的电气安全防护电路，其特征在于所述单片机控制模块(3) 与看门狗模块( 双向数据通信。
3.根据权利要求1所述的电气安全防护电路，其特征在于所述相电压采集模块(1) 由AC220V回路输出连接的电压互感器BT的输出信号经二极管D1-D4桥式整流、电容器 3CU3C2滤波信号处理后，其输出信号再发送到7805稳压集成模块U4构成。
4.根据权利要求1所述的电气安全防护电路，其特征在于所述电压比较模块(11)包括过电压比较电路和欠电压比较电路。
5.根据权利要求1所述的电气安全防护电路，其特征在于所述电流信号检测模块(2) 由电流互感器Ll的感应信号经电位器W调整后，发送到二极管D5、电容Cl、电容器C2整流、 滤波信号处理。
6.根据权利要求1所述的电气安全防护电路，其特征在于所述载波信号锁相电路(6) 由LM567音调解码器Ul及其外围的电容2C1、电阻2R1、电阻2R2构成。
7.根据权利要求1所述的电气安全防护电路，其特征在于所述选频放大器电路(7) 由三极管VT1、音频变压器T的初级Li、电容2C2、电容器2C3构成，并通过音频变压器T的次级L2、电容2C4经电话线向载波信号译码电路(8)发送数据信号。
8.根据权利要求1或7所述的电气安全防护电路，其特征在于所述载波信号译码电路(8)由依次连接的音频变压器T1、LM567音调译码器U2、三极管VT2和发光二极管LED构成。
专利摘要本实用新型涉及电子领域，特别涉及的是一种电气安全防护电路，包括相电压采集模块、电流信号检测模块、单片机控制模块、断路器驱动模块和载波信号锁相电路，所述相电压采集模块采集的信号传输至电压比较模块，电流信号检测模块采集的信号传输至A/D数据转换模块，所述电压比较模块及A/D数据转换模块的输出信号经单片机控制模块控制输出至断路器驱动模块和载波信号锁相电路，所述载波信号锁相电路的输出信号经选频放大器电路发送到载波信号译码电路，当供电线路出现过载、短路、过压、欠压等故障时，经单片机发出控制信号，经载波信号传输向载波主机远程报警，有效保障用电安全。
文档编号H02H3/20GK202111452SQ20112023895
公开日2012年1月11日 申请日期2011年7月8日 优先权日2011年7月8日
发明者傅哲龙 申请人:黄冬来