一种小型化三相电气智控保护器的制作方法

1.本实用新型涉及电气设备控制配件技术领域，尤其涉及一种主要用于电动机、压缩机、水泵等三相电力负载的智控保护器。


背景技术：

2.在许多应用场合都会应用到电气设备控制器，如针对降温风机等，常用的控制为机械式开关负载，无保护装置或者控制不精准而容易烧毁负载。为此人们发明了专用的保护器，保护器的核心是缺相过载的采集和处理，所有信息均来源于缺相过载的电流参数，电流参数直接影响产品运行的可靠性。常规产品在一个场合中使用多个设备时，需要人工单独对每台设备进行开关，距离远时需要行走路程，耗时耗力，产品有问题需到现场才能获知具体的问题。而且，普通保护器的设计通常采用分立式器件外加高压mos管电路设计，体积大、成本高、稳定性差、可靠性低。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种结构和控制过程更简单、成本低、体积小、一致性强、性能稳定可靠的小型化三相电气智控保护器。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种小型化三相电气智控保护器，其特征在于：包括有主控电路、缺相过流输入检测电路、集成高压电源管理电路、显示及输入电路、远程通讯电路和输出控制电路，集成高压电源管理电路输出直流电源给整个保护器；主控电路包括有调节缺相电流大小模块、检测电流大小模块、显示处理、按键操作模块、温度处理模块和远程数据交换模块，温度处理模块连接有温度传感器；缺相过流输入检测电路连接主控电路的调节缺相电流大小模块和检测电流大小模块，显示及输入电路连接主控电路的显示处理和按键操作模块，远程通讯电路连接主控电路的远程数据交换模块。
5.所述主控电路的mcu采用主控芯片u1，其型号为es7p0693，主控芯片u1 的第7-17脚连接显示及输入电路主控电路，以实现开关设备及参数的设置修改及对数码显示的控制；主控芯片u1的第6脚为环境温度自动检测a/d端口，其连接温度传感器ntc，以自动识别根据环境温度进行自动控制，当温度大于温度要求时自动开启，小于温度要求时自动关闭。
6.集成高压电源管理电路将380v输入电源通过高压集成芯片u3得到一组12v 的直流电，再通过dc-dc转换得到3.3v直流电，12v电源给电路的继电器供电，3.3v电源给主控电路、显示及输入电路、远程通讯电路供电；高压集成芯片u3 的型号为viper267。
7.缺相过流输入检测电路具有互感器t2，在负载接通时提供互感器t2耦合出电压经过由二极管d9、电容e7和电容c20组成的整流滤波电路整流成直流电压，再经过电阻r42、电阻r45进行分压输入到主控芯片u1的第5脚，并在进入主控芯片u1的第5脚之前接出一钳位二极管d8，以防止电压过高把主控芯片u1 烧坏。
8.显示及输入电路的输入采用按键操作模块，其包括有按键s1-按键s4，按键s1为增
加按键，按键s2为减小按键，按键s3为设置按键，按键s4为开关按键。
9.显示及输入电路的的显示采用3位数码管led，主控芯片u1直接通过扫描方式驱动3位数码管led进行发光显示；数码管led为3位的共阳极数码管，其连接有三极管q1、三极管q2和三极管q3作为位选通开关，并且连接有电阻 r4-r11作为数码管驱动限流电阻；
10.当操作按键s4开机，主控芯片u1的第3脚输出高电平信号，打开三极管 q4，有电流通过互感器t2，由主控芯片u1的第5脚检测此电流的大小，通过逻辑判断输入是否在合理电流大小范围内，如果不在合理范围内，主控芯片u1的第3脚输出低电平信号切断电力负载的电源，以防烧坏电力负载。
11.远程通讯电路负责远程通信功能，wifi传输信号通过通讯模块rf1转换成主控芯片u1可以识别的串行信号，通过主控芯片u1的第18、19脚进行数据交互；通讯模块rf1的第12脚为io0脚，其连接有电阻r22作为复位控制，当死机或信号异常时，通过该端口进行复位，确保设备正常运行；通讯模块rf1的第5脚为io14脚，其用于检测信号的强弱与有无。
12.本实用新型通过在控制器内部设置缺相过流输入检测电路、主控电路、集成高压电源管理电路、远程通讯电路、输出控制电路等，从而实现集远程控制控制、集中管理功能、温度自动控制功能等于一体，可针对三相电力负载(电动机、压缩机、水泵等)在缺相、过流等情况进行精准检测和及时自动保护，改善了传统普通控制器因为缺相、过流造成烧毁电力负载。实现了在输入或负载缺相、阻力大、堵转等异常情况下精准保护负载，解决了多台使用情况下需要单独行走到设备面前操作启停、耗时长的问题；应用在畜牧领域的降温风机可根据环境温度自动启停，不用再外加温控器，成本低且省电；高压电源集成度高，无需外加分立高压mos管，成本低、一致性强、性能稳定可靠；体积小，可以容纳2.2kw电力负载。
附图说明
13.图1为本实用新型原理框图；
14.图2为集成高压电源管理电路和缺相过流检测电路图；
15.图3为主控电路图；
16.图4为远程通讯电路图；
17.图5为数码显示及按键输入电路图。
具体实施方式
18.本实施例中，参照图1-图5，所述小型化三相电气智控保护器，其特征在于：包括有主控电路、缺相过流输入检测电路、集成高压电源管理电路、显示及输入电路、远程通讯电路和输出控制电路，集成高压电源管理电路输出直流电源给整个保护器；主控电路包括有调节缺相电流大小模块、检测电流大小模块、显示处理、按键操作模块、温度处理模块和远程数据交换模块，温度处理模块连接有温度传感器；缺相过流输入检测电路连接主控电路的调节缺相电流大小模块和检测电流大小模块，显示及输入电路连接主控电路的显示处理和按键操作模块，远程通讯电路连接主控电路的远程数据交换模块。
19.所述主控电路的mcu采用主控芯片u1，其型号为es7p0693，主控芯片u1 的第7-17脚连接显示及输入电路主控电路，以实现开关设备及参数的设置修改及对数码显示的控制；主控芯片u1的第6脚为环境温度自动检测a/d端口，其连接温度传感器ntc，以自动识别
根据环境温度进行自动控制(尤其适合风机)，当温度大于温度要求时自动开启，小于温度要求时自动关闭。
20.集成高压电源管理电路将380v输入电源通过高压集成芯片u3得到一组12v 的直流电，再通过dc-dc转换得到3.3v直流电，12v电源给电路的继电器供电，3.3v电源给主控电路、显示及输入电路、远程通讯电路供电；高压集成芯片u3 的型号为viper267。
21.缺相过流输入检测电路具有互感器t2，在负载接通时提供互感器t2耦合出电压经过由二极管d9、电容e7和电容c20组成的整流滤波电路整流成直流电压，再经过电阻r42、电阻r45进行分压输入到主控芯片u1的第5脚，并在进入主控芯片u1的第5脚之前接出一钳位二极管d8，以防止电压过高把主控芯片u1 烧坏。
22.显示及输入电路的输入采用按键操作模块，其包括有按键s1-按键s4，按键s1为增加按键，按键s2为减小按键，按键s3为设置按键，按键s4为开关按键。
23.显示及输入电路的的显示采用3位数码管led，主控芯片u1直接通过扫描方式驱动3位数码管led进行发光显示；数码管led为3位的共阳极数码管，其连接有三极管q1、三极管q2和三极管q3作为位选通开关，并且连接有电阻r4-r11作为数码管驱动限流电阻；
24.当操作按键s4开机，主控芯片u1的第3脚输出高电平信号，打开三极管 q4，有电流通过互感器t2，由主控芯片u1的第5脚检测此电流的大小，通过逻辑判断输入是否在合理电流大小范围内，如果不在合理范围内，主控芯片u1的第3脚输出低电平信号切断电力负载的电源，以防烧坏电力负载。
25.主控芯片u1的第10-13脚为数码显示及按键输入复用功能，一是用于手动操作面板按键s1、s2、s3、s4进行开关设备及参数的设置修改，二是用来数码管led的c、d、e、dp段控制。
26.远程通讯电路负责远程通信功能，wifi传输信号通过通讯模块rf1转换成主控芯片u1可以识别的串行信号，通过主控芯片u1的第18、19脚进行数据交互；通讯模块rf1的第12脚为io0脚，其连接有电阻r22作为复位控制，当死机或信号异常时，通过该端口进行复位，确保设备正常运行；通讯模块rf1的第5脚为io14脚，其用于检测信号的强弱与有无。
27.本实用新型采用集成高压电源管理电路，体积小、成本低、性能稳定可靠，而传统控制器一般采用分立式器件外加高压mos管电路设计，体积大成本高稳定性差。
28.以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本技术范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。