感性负载低电压保护电路及保护方法_2

文档序号:8945070阅读:来源:国知局
0057]本发明感性负载低电压保护电路包括直流电源输出单元、处理器单元、低电压过流检测单元、以及脱扣器驱动单元,能利用通过高频采样电路的高频信号在故障大电流状态下高频信号在大电流磁场区域内被抑制,出现高频载波高次谐波减少或消失的现象,作为低电压过流保护。该保护电路使用方便,适用范围广,可靠性更高。
【附图说明】
[0058]图1是本发明优选实施例一提供的低电压过流检测单元拓补图;
[0059]图2是本发明优选实施例一提供的直流电源输出单元拓补图;
[0060]图3是本发明优选实施例一提供的处理器单元拓补图;
[0061]图4是本发明优选实施例一提供的脱扣器驱动单元拓补图;
[0062]图5是本发明优选实施例一提供的可控硅BTl触发导通状态示意图;
[0063]图6是本发明优选实施例一提供的感性负载低电压保护方法流程图。
【具体实施方式】
[0064]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0065]优选实施例一:
[0066]本优选实施例公开一种感性负载低电压保护电路。该保护电路至少包括直流电源输出单元、处理器单元、低电压过流检测单元、以及脱扣器驱动单元。其中,直流电源输出单元分别为处理器单元和低电压过流检测单元提供电源;处理器单元用于控制保护电路的运作过程;低电压过流检测单元用于检测低电压过流的电磁噪声特性和参考波形;脱扣器驱动单元用于在条件满足时切断其所带负载的电源。
[0067]如图1所示,低电压过流检测单元至少包括设置有作为低电压过流检测的电流互感器的两个输出引脚的第三端子X003,第三端子X003的第一引脚分别连接至检测单元第一电容C31的第一端和检测单元第一电阻R31的第一端;第三端子X003的第二引脚连接至低电平。
[0068]检测单元第一电容C31的第二端连接至检测单元第一二极管D31的阳极;第一二极管D31的阴极分别连接至检测单元第二电容C32的第一端、检测单元第二电阻R32的第一端以及处理器单元的第四管脚Pl.2 ;检测单元第二电容C32的第二端和检测单元第二电阻R32的第二端连接至低电平;形成低电压过流的电磁噪声特性检测电路。
[0069]检测单元第一电阻R31的第二端连接至第二二极管D32的阳极,第二二极管D32的阴极分别连接至检测单元第三电阻R33的第一端、检测单元第三电容C33的第一端、以及检测单元第四电阻R34的第一端;检测单元第四电阻R34的第二端分别连接至稳压二极管D33的阴极、检测单元第五电阻R35的第一端、以及处理器单元的第五管脚Pl.3 ;检测单元第三电阻R33的第二端、检测单元第三电容C33的第二端、稳压二极管D33的阳极、以及检测单元第五电阻R35的第二端均连接至低电平;形成低电压过流检测的参考波形检测电路。
[0070]通过在电流互感器的输出端接入一路高频分量检测电路对保护线路中所产生的高频噪声分量进行采样,在低电压过流产生前后电路中的高频噪声分量会发生不同的变化,检测得到所需信息;为了区分真伪(低电压过流引起的变化也有可能是不真的信号采样),低电压过流故障检测是通过两个不同支路进行信号采样值,并进行比较后,才能做出真的判断。
[0071]如图2所示,直流电源输出单元至少包括第一端子XOO1,所述第一端子XOOI的第二引脚通过火线分别连接至压敏电阻RlO的第一端、电源单元第一电阻Rll的第一端、电源单元第一电容Cll的第一端、以及电源单元第二电阻R12的第一端,电源单元第二电阻R12的第二端通过火线连接至整流桥BGl的第一输入端。
[0072]第一端子XOOl的第一引脚通过零线分别连接至压敏电阻RlO的第二端、电源单元第一电阻Rll的第二端、电源单元第一电容Cll的第二端、以及整流桥BGl的第三输入端。
[0073]整流桥BGl的第二输入端分别连接至电解电容ClO的正极、电源单元第三电阻R13的第一端、电源单元第四电阻R14的第一端、电源单元第五电阻R15的第一端;电源单元第四电阻R14的第二端连接至发光二极管Dll的阳极,电源单元第五电阻R15的第二端分别连接至高电平和稳压二极管D12的阴极。
[0074]整流桥BGl的第四输入端分别连接至电解电容ClO的负极、电源单元第三电阻R13的第二端、发光二极管Dll的阴极、稳压二极管D12的阳极、以及低电平。
[0075]如图3所示,处理器单元的具体型号不限,优选为MSP430F2012。
[0076]如图4所示,脱扣器驱动单元至少包括可控硅BTl ;可控硅BTl的控制极(g极)分别连接至驱动单元第一电阻R41的第一端和驱动单元第一电容C41的第一端;驱动单元第一电阻R41的第二端连接至处理器单元的第二管脚Pl.0 ;驱动单元第一电容C41的第二端连接至可控硅BTl的阴极(k极)。
[0077]可控硅BTl的阳极(a极)连接至脱扣器跳闸线圈TKQ的第一端,脱扣器跳闸线圈TKQ的第二端连接至脱扣器静触点D9 ;当脱扣器动触点TK —L闭合时,脱扣器静触点D9与所述第一端子XOOl的第二引脚相连。
[0078]如图5所示,触发指令由处理器单元的第二管脚Pl.0发出、经驱动单元第一电阻R41给可控硅BTl的控制极(g极)提供触发尖脉冲,可控硅BTl触发导通,脱扣器的跳闸线圈TKQ的电路回路接通、并有直流电流流过跳闸线圈TKQ,脱扣器动作机构动作,使脱扣器完成脱扣跳闸,切断脱扣器所带负载的电源。
[0079]基于上述保护电路的感性负载低电压保护方法是通过高频采样电路得到的高频信号在大电流磁场区域内被抑制,以减少或消失高频载波高次谐波、进而形成低电压过流保护。
[0080]如图6所示,该保护方法包括下述步骤:
[0081]步骤1、初始化;
[0082]步骤2、判断200us中断标志是否为1,是则转至步骤3,否则转至步骤7 ;
[0083]步骤3、执行计时子程序,计时达到设定时间;
[0084]步骤4、执行200us中断响应子程序,200us中断标志清零;
[0085]步骤5、执行A/D转换子程序,完成对低电压过流的电磁噪声特性电弧采样和参考波形电弧采样的A/D转换;
[0086]步骤6、执行低电压过流保护子程序,所述处理器单元的第四管脚Pl.2和第五管脚Pl.3的计数均清零;
[0087]步骤7、判断低电压过流保护标志是否为1,是则转至步骤8,否则转至步骤9 ;
[0088]步骤8、脱扣器断开;
[0089]步骤9、转至步骤2。
[0090]其中,在步骤3中,计时子程序包括下述步骤:
[0091]步骤3.1、判断200 μ s中断次数是否大于四次,是则转至步骤3.2,否则转至步骤3.6 ;
[0092]步骤3.2、ms计时器的计时加1,200us中断次数清零;
[0093]步骤3.3、判断各类计时标志是否为1,是则转至步骤3.4,否则转至步骤3.5 ;
[0094]步骤3.4、计时器各自计时;
[0095]步骤3.5、判断ms计时器的计时是否大于999,是则转至步骤3.6,否则转至步骤3.7 ;
[0096]步骤3.6、时、分、秒计时器均计时;
[0097]步骤3.7、返回。
[0098]在步骤4中,200us中断响应子程序包括下述步骤:
[0099]步骤4.1、200 μ s中断次数加I ;
[0100]步骤4.2、200 μ s中断标志置I ;
[0101]步骤4.3、开中断;
[0102]步骤4.4、返回。
[0103]在步骤5中,A/D转换子程序包括下述步骤:
[0104]步骤5.1、选择采样通道;
[0105]步骤5.2、开始A/D转换;
[0106]步骤5.3、等待A/D转换完成;
[0107]步骤5.4、返回。
[0108]在步骤6中,低电压过流保护子程序包括下述步骤:
[0109]步骤6.1、设置3秒计数器;
[0110]步骤6.2、判断是否出现低电压过流保护,是则转至步骤6.12,否则转至步骤6.3 ;
[0111]步骤6.3、判定3ms计数器是否等于0,是则转至步骤6.6,否则转至步骤6.4 ;
[0112]步骤6.4、当处理器单元的第五管脚Pl.3检测口处的电压大于200mV时第一计数器CNTl计数值加1,当处理器单元的第四管脚Pl.2检测口处的电压大于200mV时第二计数器CNT2计数值加1,(若检测到脉冲,计数器只加I次。)
[0113]步骤6.5、判断第二计数器CNT2计数值是否小于2、且第一计数器CNTl计数值是否等于1,是则转至步骤6.10,否则转至步骤6.8 ;
[0114]步骤6.6、当处理器单元的第五管脚Pl.3检测口处的电压大于200mV时第一计数器CNTl计数值加1,(若检测到脉冲,计数器只加I次。)
[0115]步骤6.7、转至步骤6.5 ;
[0116]步骤6.8、低电压过流计数器清零;
[0117]步骤6.9、判断第一计数器CNTl的计数值是否大于等于4,是则转至步骤6.12,否则转至步骤6.13 ;
[0118]步骤6.10、低电压过流计数器计数加I ;
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