高压源状态指示装置的制作方法

本发明涉及高压输出设备领域，特别是涉及一种高压源状态指示装置。

背景技术：

由于高压电能表作为计量器具有卓越的防窃电性能，所以近年来高压电能表的应用得到了广泛推广。高压电能表在投运前，必须要在实验室经过专业客观准确的计量检定装置检定合格。为了保证高压实验过程的安全性，实验室中进行高压实验时，高压输出设备应能为操作人员提供直观的工作状态指示，为高压输出设备的可靠运行提供显示依据，否则将影响高压试验的顺利进行，严重时危及操作人员的人身安全。

因此亟需提供一种新型的高压源状态指示装置来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种高压源状态指示装置，能够为高压源提供一种可靠直观的状态指示方法，实时显示高压源当前工作状态及输出幅值大小。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种高压源状态指示装置，包括高压源工作状态指示单元、输出幅值指示单元；

所述高压源工作状态指示单元主要包括电源、门禁开关、第一阈值比较电路、逻辑选通电路、上电状态led、关门状态led、高压工作状态led，电源分别与门禁开关、逻辑选通电路相连，逻辑选通电路的输入端分别连接门禁开关、第一阈值比较电路，逻辑选通电路的输出端分别连接上电状态led、关门状态led、高压工作状态led；

所述输出幅值指示单元主要包括电压幅值指示电路、电流幅值指示电路、电流回采匹配状态指示电路；

高压源的电压采样信号分别输入至第一阈值比较电路、电压幅值指示电路，电流采样信号输入至电流幅值指示电路，电流输出回采叠加信号输入至电流回采匹配状态指示电路。

在本发明一个较佳实施例中，所述逻辑选通电路包括达林顿电路、38译码器，38译码器的输入端连接达林顿电路、输出端分别连接上电状态led、关门状态led、高压工作状态led。所述逻辑选通电路作为驱动电路，保证每次只亮一个状态led灯，用于指示高压源上电、关门及高压工作三种状态。

在本发明一个较佳实施例中，所述第一阈值比较电路将电压采样信号转换为直流电平信号，其包括电阻r13、r14、电容c9、比较器d6，电阻r13、r14并联后与d6的正向输入端相连，电压采样信号输入至d6的反向输入端，c9与d6的电源端连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述电压幅值指示电路主要包括若干个第二阈值比较电路、与第二阈值比较电路输出端相连的电压幅值led，电流幅值指示电路主要包括若干个第三阈值比较电路、与第三阈值比较电路输出端相连的电流幅值led，电流回采匹配状态指示电路主要包括若干个第四阈值比较电路、与第四阈值比较电路输出端相连的匹配状态led。根据led灯点亮的个数代表不同的电压幅值、电流幅值、电流回采匹配状态。

进一步的，第二阈值比较电路、第三阈值比较电路、第四阈值比较电路的电路相同，均包括比较器、分压电阻、输出电阻，比较器的正向输入端与分压电阻相连、反向输入端与高压源的采样信号相连、输出端与输出电阻相连。第二阈值比较电路、第三阈值比较电路、第四阈值比较电路作为驱动电路，随着对应采样信号的幅值逐渐增大，逐次点亮对应led灯。

在本发明一个较佳实施例中，还包括椎体状安装底座，所述安装底座的正面与背面均安装有高压源工作状态指示单元、输出幅值指示单元，方便操作人员从各个角度都能直观的查看高压源当前工作状态，起到警示作用。

本发明的有益效果是：

(1)本发明既能显示高压输出设备的工作状态又能显示输出幅值，采用逻辑电路即可实现状态指示，无需程序控制，相对现有技术中采用智能芯片控制输出工作状态及输出幅值，性能更加可靠稳定，电路结构简单，成本大大降低；

(2)所述高压源工作状态指示单元、输出幅值指示单元均采用led灯指示高压源工作状态及输出幅值，相对于现有技术中采用数码管或液晶屏显示，效果好，成本低，维护容易，为操作人员进行高压试验及高压输出设备的可靠运行提供了直观可靠的显示依据，不仅能够保证高压试验过程的安全性，而且为高压电能表投放前的检定提供了有利保障。

附图说明

图1是本发明高压源状态指示装置一较佳实施例的立体结构示意图；

图2是所述高压源状态指示装置的结构框图；

图3是所述高压源工作状态指示单元的电路图；

图4是所述电压幅值指示电路的电路图；

附图中各部件的标记如下：1、安装底座，2、高压源工作状态指示单元，3、输出幅值指示单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1和图2，本发明实施例包括：

一种高压源状态指示装置，包括椎体状安装底座1、高压源工作状态指示单元2、输出幅值指示单元3，所述安装底座1的正面与背面均安装有高压源工作状态指示单元2、输出幅值指示单元3，方便操作人员从各个角度都能直观的查看高压源当前工作状态，起到警示作用。

结合图2，所述高压源工作状态指示单元2主要包括电源、门禁开关、第一阈值比较电路、逻辑选通电路、上电状态led、关门状态led、高压工作状态led，电源分别与门禁开关、逻辑选通电路相连，逻辑选通电路的输入端分别连接门禁开关、第一阈值比较电路，逻辑选通电路的输出端分别连接上电状态led、关门状态led、高压工作状态led。所述输出幅值指示单元3主要包括电压幅值指示电路、电流幅值指示电路、电流回采匹配状态指示电路；高压源的电压采样信号分别输入至第一阈值比较电路、电压幅值指示电路，电流采样信号输入至电流幅值指示电路，电流输出回采叠加信号输入至电流回采匹配状态指示电路。

所述高压源工作状态指示单元2指示高压源上电，关门及高压工作三种状态，分别采用三个不同颜色的led灯代表，具体的，绿色led灯v149代表上电状态，黄色led灯v150代表高压区关门状态，红色led灯v148代表高压输出状态。驱动电路采用逻辑选通电路，保证每次只亮一个状态led灯，上电时绿灯亮，关门时黄灯亮、绿灯灭，高压输出时红灯亮、黄灯灭。其具体电路结构请参阅图3，各电路元件及连接关系如图所示。

所述电源包括24v主电源、5v电源。

所述第一阈值比较电路将电压采样信号转换为直流电平信号，其包括电阻r13、r14、电容c9、比较器d6，电阻r13、r14并联后与d6的正向输入端相连，电压采样信号输入至d6的反向输入端，c9为d6的去耦电容，其与d6的电源端连接。优选的，所述比较器d6的型号为lm239。

所述逻辑选通电路包括3组相同的达林顿电路、38译码器d11，优选的，所述38译码器d11采用型号为sn74hc138的译码器，38译码器d11的输入端连接达林顿电路、输出端分别连接上电状态led、关门状态led、高压工作状态led。每组达林顿电路均由两个三极管复合连接而成，分别用于增加驱动三个状态灯的驱动电流。初始状态，逻辑选通电路中的38译码器d11输入管脚c、b、a均为低电平。(1)当高压源上电，主电源24v-1经三极管v60和v63组成的达林顿电路，输出高电平进入d11，此时d11输入管脚cba对应001，按照真值表表1数值，d11的y1即led-g输出低电平，点亮上电状态led灯v149；在该组达林顿电路中，包括电阻r61、r63、r70、r73、三极管v60、v63，r63的一端与主电源24v-1相连、另一端与v60的基极相连，r73并联在v60的基极与发射极之间，r61的一端与5v电源连接、另一端与v60的集电极相连，v63的基极与v60的集电极相连、集电极与r70相连、发射极与v60的发射极相连，v63的集电极连接d11的输入管脚a；(2)当高压防护区门关上，高压源内部门禁开关x19和x20闭合，门禁开关后电源24v-2有电，经三极管v61和v64组成的达林顿电路，输出高电平进入d11，此时d11输入管脚cba对应011，按照真值表表1数值，d11的y3即led-y输出低电平，点亮上电状态led灯v150；在该组达林顿电路中，包括电阻r64、r66、r71、r74、三极管v61、v64，r66的一端与主电源24v-2相连、另一端与v61的基极相连，r74并联在v61的基极与发射极之间，r64的一端与5v电源连接、另一端与v61的集电极相连，v64的基极与v61的集电极相连、集电极与r71相连、发射极与v61的发射极相连，v64的集电极连接d11的输入管脚b；(3)当高压源输出高压，高压信号经电压互感器产生小信号vo，即为电压采样信号，该信号的输入端包括二极管v66、v67、电容c10，限制输入信号的幅值在0—5v之间，电压采样信号经比较器d6输出高电平，再经三极管v62和v65组成的达林顿电路，输出高电平进入d11，此时d11输入管脚cba对应111，按照真值表表1数值，d11的y7即led-r输出低电平，点亮上电状态led灯v148。在该组达林顿电路中，包括电阻r67、r69、r72、r75、三极管v62、v65，r69的一端与d6的输出端相连、另一端与v62的基极相连，r75并联在v62的基极与发射极之间，r67的一端与5v电源连接、另一端与v62的集电极相连，v65的基极与v62的集电极相连、集电极与r72相连、发射极与v62的发射极相连，v65的集电极连接d11的输入管脚c。

表138译码器d11真值表

所述输出幅值指示单元3指示高压源输出电压幅值、电流幅值及电流回采匹配状态，采用三组电路，分别为电压幅值指示电路、电流幅值指示电路、电流回采匹配状态指示电路，每组电路12个led灯，led灯点亮的个数代表0％—120％状态。由于在进行高压试验过程中，操作人员距离高压输出设备较远，需要远离高压区，而通过led灯点亮的个数来指示幅值大小及匹配状态，能够为操作人员提供直观、醒目的幅值指示，效果较好。

所述电压幅值指示电路主要包括12个第二阈值比较电路、与第二阈值比较电路输出端相连的电压幅值led，电流幅值指示电路主要包括12个第三阈值比较电路、与第三阈值比较电路输出端相连的电流幅值led，电流回采匹配状态指示电路主要包括12个第四阈值比较电路、与第四阈值比较电路输出端相连的匹配状态led。第二阈值比较电路、第三阈值比较电路、第四阈值比较电路作为驱动电路，随着对应采样信号的幅值逐渐增大，逐次点亮对应led灯，第二阈值比较电路、第三阈值比较电路、第四阈值比较电路的电路相同，均包括比较器、分压电阻、输出电阻，比较器的正向输入端与分压电阻相连、反向输入端与高压源的采样信号相连、输出端与输出电阻相连。比较器参比输入端(即正向输入端)选择适当的分压值，保证在相应比例，使高压源的采样信号大于对应的分压值，对应比较器输出低电平，点亮对应的led灯。

以电压幅值指示电路为例，其具体电路结构请参阅图3，各电路元件及连接关系如图所示。比较器d2b、d2a、d2c、d2d、d3b、d3a、d3c、d3d、d4b、d4a、d4c、d4d的输出端依次通过输出电阻r25—r36与发光二极管v109—v123连接，比较器的正向输入端依次串联分压电阻r11—r23、反向输入端均连接高压信号经电压互感器产生的小信号vo，即为电压采样信号，该信号的输入端包括二极管v3、v4、电容c6，限制输入信号的幅值在0—5v之间。其中，比较器d2b的正向输入端通过上拉电阻r7与5v电源相连，分压电阻r11—r23选取适当的阻值，保证每个比较器在相应比例的分压值，使经电压互感器产生的小信号vo大于对应的分压值，进而输出低电平，依次点亮对应的led灯。优选的，所述比较器d2b、d2a、d2c、d2d、d3b、d3a、d3c、d3d、d4b、d4a、d4c、d4d的型号为lm239。所述电流幅值指示电路、电流回采匹配状态指示电路的电路原理同理，电流采样信号为高压信号经电流互感器产生的小信号，电流输出回采叠加信号为信号回采和信号输出之间匹配关系的信号，高压源输出的大电流经电流互感器的回采小信号和电流输出控制小信号经过一个加法电路叠加输出该信号。

本发明既能显示高压输出设备的工作状态又能显示输出幅值，采用逻辑电路即可实现状态指示，无需程序控制，为高压输出设备的可靠运行提供了直观可靠的显示依据，不仅能够保证高压试验过程的安全性，而且为高压电能表投放前的检定提供了有利保障。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。