一种用于超声波测风仪信号端的防护电路的制作方法

本实用新型属于电子电路领域，具体涉及一种用于超声波测风仪信号端的防护电路。

背景技术：

随着风电的发展，超声波测风仪因为其耐用、可靠性好、免维护性能，使用得越加普遍；同时，超声波测风仪也跟随风机一起经受各种不同的复杂环境的考验，对可靠性的要求也越来越高；在南方某风场，雷电成为了其超声波测风仪损坏的主要因素，其环境每年的雷电事件频繁，对超声波测风仪提出了更高的抗浪涌要求。

当前国家对可靠性的要求已趋于严格，已颁布相关的国家标准，作为统一的可靠性测试依据，其中对浪涌的要求可分为电源端和信号端，测试等级分别为4级(1，2，3,4级)，评估等级4级(a,b,c,d等级)，从标准出发，对设备进行可靠性检测。其中标准的规定对于信号端浪涌的测试，也包括4个等级和4个评估等级，采用耦合电路的耦合方式进行测试评估。然而，针对耦合电路的耦合方式测试评估的结果所采取的防护电路，在实际应用环境中，无法直接浪涌的冲击，输出信号端口很容易遭到破坏。

如果有浪涌的干扰直接进入输出信号端，设备将因为无法抵挡而失去作用，从风场运维的角度，此时需要停止风机发电，待运维人员登上风机塔顶替换测风仪并运行正常后，方能重新开始发电；而由于风场一般都处于偏远地区，交通不便，运维人员距离风场开车有一定距离，道路条件易受季节影响；如果是夜间，条件更加艰苦，如此对风场运维造成很大的困扰。为此，对超声波测风仪的信号输出端防护电路进行改造，提高抗浪涌能力。

技术实现要素：

本实用新型针对以上所述的不足，提供一种提高超声波测风仪设备的可靠性、提升信号端抗浪涌能力、减小风场运维的压力、提高风机发电量的用于超声波测风仪信号端的防护电路。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于超声波测风仪信号端的防护电路,包括信号输入端、加强电路、外接电源、滤波电路、泄放电路和信号输出端；所述信号输入端与所述加强电路的输入端电性连接，所述外接电源与所述加强电路的电源端电性连接，所述加强电路的输出端与所述滤波电路的输入端电性连接，所述滤波电路的输出端与所述泄放电路的输入端电性连接，所述泄放电路的输出端电性连接所述信号输出端。

优选的，所述滤波电路包括电容c9、电容c31、电容c32、电感l6；所述电容c9、电容c31串联连接，所述电容c9、电容c31串联连接后的一端分别所述电感l6的一端、所述加强电路的输出端电性连接，所述电容c9、电容c31串联连接后的另一端接地；所述电感l6的另一端分别经所述电容c9接地，且与所述泄放电路的输入端电性连接。

优选的，所述泄放电路包括压敏电阻r2、放电管gdt4；所述放电管gdt4的第一引脚、压敏电阻r2的一端分别与所述信号输出端电性连接，所述压敏电阻r2的另一端接地，所述放电管gdt4的第三引脚接地。

优选的，所述加强电路包括场效应管q6、场效应管q7、电阻r7、电阻r14；所述场效应管q6的栅极、场效应管q7的栅极电性连接，且经所述电阻r7与所述信号输入端电性连接，所述场效应管q6的源极与所述外接电源电性连接，所述场效应管q7的栅极经所述电阻r14连接所述场效应管q7的源极并接地，所述场效应管q6的漏极与所述场效应管q7的漏极电性连接，且与所述滤波电路的输入端电性连接。

优选的，所述加强电路还包括热敏电阻r1；所述外接电源经所述热敏电阻r1与所述场效应管q6的源极电性连接；所述热敏电阻r1为正温度系数聚合物热敏电阻。

优选的，还包括保护电路；所述保护电路包括二极管d1和二极管d2；所述二极管d1、二极管d2串联连接，所述二极管d1、二极管d2串联连接的一端连接所述外接电源的正极端电性连接，所述二极管d1、二极管d2串联连接的另一端接地，所述二极管d1、二极管d2串联连接的公共端连接所述加强电路的输出端；所述二极管d1、二极管d2均为双向tvs二极管。

优选的，所述外接电源为24v直流电源。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

本实用新型通过滤波电路中的电容c9、电感l6对从信号端输出端进入的浪涌干扰进行抑制，同时通过泄放电路中的压敏电阻r2、放电管gdt4对从信号端输出端进入扰进行泄放，从而有效的提升信号端抗浪涌能力，减少了浪涌干扰对信号输出端的影响，提高超声波测风仪设备的可靠性，进一步减小风场运维的压力、提高风机发电量。通过对加强电路的周围增加保护电路，有效的保护加强电路的耐压能力，保护加强电路不受损坏，从而提高超声波测风仪设备的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图。

图中：1、信号输入端；2、加强电路；3、外接电源；4、保护电路；5、滤波电路；6、泄放电路；7、信号输出端。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型中各实施例的技术方案可进行组合，实施例中的技术特征亦可进行组合形成新的技术方案。

请参阅图1所示，本实用新型提供如下技术方案：一种用于超声波测风仪信号端的防护电路，包括信号输入端1、加强电路2、外接电源3、滤波电路5、泄放电路6和信号输出端7；所述信号输入端1与所述加强电路2的输入端电性连接，所述外接电源3与所述加强电路2的电源端电性连接，所述加强电路2的输出端与所述滤波电路5的输入端电性连接，所述滤波电路5的输出端与所述泄放电路6的输入端电性连接，所述泄放电路6的输出端电性连接所述信号输出端7。通过滤波电路5、泄放电路6的配合，滤波电路5对浪涌干扰进行阻碍，泄放电路6对滤波电路5阻碍浪涌干扰进行泄放，从而减少了浪涌干扰对滤波电路5的进一步干扰。

所述滤波电路5包括电容c9、电容c31、电容c32、电感l6；所述电容c9、电容c31串联连接，所述电容c9、电容c31串联连接后的一端分别所述电感l6的一端、所述加强电路2的输出端电性连接，所述电容c9、电容c31串联连接后的另一端接地；所述电感l6的另一端分别经所述电容c9接地，且与所述泄放电路6的输入端电性连接。利用电容c9、电感l6的特性可以对浪涌干扰进行滤波和阻碍作用，从而方便泄放电路6对浪涌干扰的泄放。

所述泄放电路6包括压敏电阻r2、放电管gdt4；所述放电管gdt4的第一引脚、压敏电阻r2的一端分别与所述信号输出端7电性连接，所述压敏电阻r2的另一端接地，所述放电管gdt4的第三引脚接地。通过压敏电阻r2、放电管gdt4的配合工作，可以有效的、尽快的将浪涌干扰进行泄放，减少浪涌干扰影响其他电路。

所述加强电路2包括场效应管q6、场效应管q7、电阻r7、电阻r14；所述场效应管q6的栅极、场效应管q7的栅极电性连接，且经所述电阻r7与所述信号输入端1电性连接，所述场效应管q6的源极与所述外接电源3电性连接，所述场效应管q7的栅极经所述电阻r14连接所述场效应管q7的源极并接地，所述场效应管q6的漏极与所述场效应管q7的漏极电性连接，且与所述滤波电路5的输入端电性连接。加强电路2用于加强输出信号，在外界环境恶劣的情况，可以更有效的减少外界的干扰，确保信号输出有效。

所述加强电路2还包括热敏电阻r1；所述外接电源3经所述热敏电阻r1与所述场效应管q6的源极电性连接；所述热敏电阻r1为正温度系数聚合物热敏电阻。热敏电阻r1可以减少外接电源3在浪涌干扰时对场效应管q6、场效应管q7的影响，保护场效应管q6、场效应管q7不受外接电源3的影响而损坏。

还包括保护电路4；所述保护电路4包括二极管d1和二极管d2；所述二极管d1、二极管d2串联连接，所述二极管d1、二极管d2串联连接的一端连接所述外接电源3的正极端电性连接，所述二极管d1、二极管d2串联连接的另一端接地，所述二极管d1、二极管d2串联连接的公共端连接所述加强电路2的输出端；所述二极管d1、二极管d2均为双向tvs二极管。二极管d1和二极管d2分别连接在场效应管q6、场效应管q7两端，可以在部分浪涌干扰到场效应管q6和场效应管q7时，对其进行泄放，确保场效应管q6、场效应管q7不受损坏，在浪涌干扰过后处于正常工作状态。

所述外接电源3为24v直流电源。用于提供加强电路2对信号输入端1的信号进行有效的放大电源。

实施例1：

本实用新型的工作原理：

当浪涌干扰从信号输出端7进入防护电路时，滤波电路5中的电容c9、电感l6对浪涌干扰进行阻挡和滤波，同时泄放电路6中的压敏电阻r2、放电管gdt4工作，将浪涌干扰进行泄放，从而有效的提升信号端抗浪涌能力，减少了浪涌干扰对信号输出端7的影响，提高超声波测风仪设备的可靠性，进一步减小风场运维的压力、提高风机发电量。

当受浪涌干扰的外接电源3接入加强电路2时，热敏电阻r1进行工作，保护场效应管q6、场效应管q7免受损坏，同时保护电路4中的二极管d1、二极管d2工作，将干扰源进行泄放，从而有效的保护场效应管q6、场效应管q7不受干扰，在正常的外接电源3接入时能够实现正常工作，进一步提高超声波测风仪设备的可靠性。对于经过滤波电路5滤波后的部分浪涌电压可经过二极管d2进行泄放，从而有效的保护场效应管q7，提高超声波测风仪设备的可靠性。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。