带漏电保护功能的电表专用继电器的制造方法_2

文档序号:9846039阅读:来源:国知局
功能的电表专用继电器,包括外壳和电器装置,外壳分为顶盖8和底座25两部分,两者间的内空间为安装室,贴近顶盖内顶壁安装有基板14即电路集成板,基板上有指示灯15、按钮16、档位17、电表接口触件13;顶盖的对应处有指示灯安装孔9、按钮安装孔10、档位安装孔11和电表接口 6,顶盖上还有开关安装孔、进线柱和出线柱安装孔7;外壳的底座内安装有进线柱和出线柱24,三个磁保持继电器22、电源变压器23、三个电流互感器19和一个零序互感器21。
[0020]图1给出了本发明的电路框图及其连接关系,电源电路2负责其
他各个电路的电源供给,主控芯片电路负责其他电路的控制,通信和控制电路负责设备与外界的联系和外部电路的控制,采样电路负责信号的采集,指示灯电路负责指示灯的指示。
[0021]图2的通信和控制电路I中,是设备和外界信息互通和控制继电器的硬件组成,通信和控制电路I由继电器控制芯片IC2,RS485芯片IC3,外部信号电路和拨位开关SI组成,之间的元器件与其他电路的连接关系是:继电器控制芯片IC2的数据输入端连接到主控芯片电路5的MC9S08AC14的1口的E2,E3,RS485的数据输入端连接到MC9S08AC14的UART口,R52,R53和R54上拉连接到LPC1766的1口中的Pl.18—Pl.22,RS485的数据的输出端经过R18的上拉和Rl 8的下拉连接到外部接口,外部信号输出经过电阻R2上拉和电容Cl 2接地连接到MC9S08AC14的1 口的C3,拨位开关SI的输出端经过电阻R30,R31,R32和R33上拉连接到MC9S08AC14 的 1 口的 E4,E5,E6 和 E7,另外一端并接到GND。
[0022]图2电源电路2中,单相交流电LA,LN经过变压器Tl进行降压变成交流12V,再经过TVS管DI,连接到采样电路4的光耦IC5的输出端,同时再连接到桥堆BRGI,桥堆BRGI的输出端直流12V连接到通信和控制电路IC2的电源输入脚,同时直流12V经过滤波电容Cl,C2,C3,C5连接到稳压块Ul的输入端,稳压块Ul的输出端经过滤波电容C6,C7连接到通信和控制电路I,指示灯电路3,采样电路4和主控芯片电路5。
[0023]图2的指示灯电路3是用于故障指示的硬件组成,指示灯电路3
由5路相同的电路组成,5V电源分别通过电阻R9,RlO,Rl I,R6和R245连接到LED2,LED3,LED4,LED5和LED6的正端,负端分别连接到三极管QP2,QP3,QP4,QP5和QP6的集电极,三极管的发射极一起连到GND,三极管的基极连到控制输入端R8,R13,R12,R25和R26,5路指示灯的控制输入端1?8,1?13,1?12,1?25和1?26连接到主控芯片电路5的10口的4140,62,61和60。
[0024]图2的采样电路4主要负责采样信号的采集,主要由漏电采集电路,电流采集电路和同步信号采集电路组成,漏电采集电路的原始信号经过电阻R20,再经过二极管D3,D4,再经过电阻R21和R27进入运放IC4的输入端,经过运放IC4放大后经过电阻R23连接到MC9S08AC14的AD 口的AD3,电流原始信号分别经过取样电阻R15,R16和连接到MC9S08AC14的AD口的AD0,AD1和AD2,同步信号采集电路中交流12V经过电阻R5,二极管D2,电阻R4,C11连接到三极管QPl的基极,三极管QPl的发射极经过电阻R3连接到MC9S08AC14的1 口 F5。
[0025]图2的主控芯片电路5中,主控芯片是整个设备的智能控制的大脑,决定整个设备能够按照用户的要求智能运行。因此主控芯片的选择非常重要。本设备采用业界领先的微处理器制造公司飞思卡尔公司的MC9S08AC14,飞思卡尔公司推出的MC9S08AC60系列MCU是高性能HCS08系列8位微处理器单元的成员。这个系列的单片机均由一对引脚兼容的8位和32位器件组成,是Flexis系列器件的第3个系列产品。Flexis系列控制器是飞思卡尔控制器联合体的连接点,使8位与32位兼容性成为现实。MC9S08AC60系列HCS08微处理器用于处理要求高度集成和低功耗的嵌入式应用。MC9S08AC60系列微控制器的操作频率可达40MHz。MC9S08AC60系列微控制器的外设组件包含高达60KB的flash存储器、2KB的数据存储器、二个UART、SPI接口、二个IIC接口、16通道的10位ADC、电机控制P丽、三个通用定时器、8输出的通用PWM和多达54个的通用1管脚。MC9S08AC14和晶振的连接关系是:MC9S08AC14的晶振输入脚XTAL连接晶振,MC9S08AC14的BK⑶和RST脚连击到程序烧写电路,主控芯片电路5和其他电路的连接关系是:MC9S08AC14的AD 口 AD0,AD1,AD2分别连接到采样电路4中的电流采样电路的R15,R16和R17,MC9S08AC14的AD 口 AD3连接到采样电路4中的漏电采样电路的R23,MC9S08AC14的1 口的F5连接到采样电路4的同步信号采样电路的R3,1?:95084(:14的10口的40 41,60,61,62分别连接到指示灯电路3的1?13,1?8,1?26,1?25和1?12,MC9S08AC14的1 口的E2,E3分别连接到通信和控制电路I的IC2的控制输入端,MC9S08AC14的UART 口连接到通信和控制电路I的RS485的数据输入端,MC9S08AC14的1口的C2连接到通信和控制电路1的外接信号输出端的C12,MC9S08AC14的10口的E4,E5,E6,E7分别连接到通信和控制电路I的拨位开关SI的输出端R30,R31,R32和R33。
[0026]本实施例中选用电子元器件的型号如下:一、电阻类器件:R11M,R2 10K,R15 10,R16 10,R17 10,R20 100,R23 100,R7 510,R8510,R12 510,R13 510,R25 510,R6 1K,R9 IK,Rll 1K,R29 1K,R36 1K,R14 4.7K,R484.7K,R5 10K,R3 10K,R18 10K,R19 10K,R21 10K,R30 10K,R31 10K,R32 10K,R33 10K,R34 10K,R35 10K,R37 10K,R4 15K,R22 10K,
二、电容类器件:C,824PF,C9 24PF,C15 4.7u,C5 104,C7 104,C1 104,Cll 104,C12104,C13 104,C14 104,C15 104,C17 104,C6 1u
三、三极管类器件:QPl9013,QP2 9013,QP3 9013,QP4 9013,QP5 9013,QP6 9013
四、二极管类器件:DlSMBJ18CA,D2 IN4148,D3 IN4148,D14 IN4148,LED1 绿色发光二极管,LED2红色发光二极管,LED3红色发光二极管,LED4红色发光二极管,LED5红色发光二极管,LED6红色发光二极管,
五、集成元器件:U178L05,IC1 MC9S08AC16-44,IC2 BL8023C,IC3 SN75176,IC4LM258,
六、其他:T1交流变压器,BRGlDBS107,JZ晶振4M,S1拨位开关
本发明提供了一种带漏电保护功能的电表专用继电器,既解决负荷控制问题,又具有漏电保护功能;还可通过外部信号输入或者RS485通信实现远程控制负荷继电器分合闸。
[0027]本带漏电保护功能的电表专用继电器,其电器装置包括电源电路2,主控芯片电路5,通信和控制电路I,指示灯电路3和采样电路4,各电路的连接关系为:电源电路2单相交流220V输入经过变压器降压,再桥堆进行整流变成直流,通过稳压块输出5V,为主控芯片电路
5、通信和控制电路1、指示灯电路3和采样电路4提供稳定的5V电源和12V电源;电源电路2中的交流12V的输出端连接到采样电路4的光耦输出端;
主控芯片电路5连接通信和控制电路I的中RS485芯片的数据输入端,连接通信和控制电路I继电器控制芯片的数据输入端,连接通信和控制电路I外部控制的输出端,连接通信和控制电路I拨位开关的输出端;
主控芯片电路5连接指示灯电路3输入控制端;
主控芯片电路5连接采样
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