一种低压台区掉电监测装置的制作方法

本实用新型属于电力及监视控制技术领域，尤其是涉及一种低压台区掉电监测装置。

背景技术：

电力跳闸掉电除了计划停电、抢修停电外，按现有技术分析具有无明显故障、设备故障、树障、外力破坏四大类，按第一申请人的下属单位钟祥电力公司2016年的统计，无明显故障、设备故障、树障、外力破坏四种电力跳闸分别有：462、205、188、56次，上述电力跳闸造成了用户的损失及不便、申请人的被投诉、申请人收入的减少等等。由于目前在低压出线跳闸后，无法实时监测，只有等到用户打来电话才知道低压回路停电，运维人员才能在第一时间赶赴现场，实行抢修与安抚工作；因此，维护及抢修不能在第一时间实现，为此，行业内希望出现比较理想的解决方案。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种低压台区掉电监测装置，本实用新型是采用以下技术方案来实现的。

一种低压台区掉电监测装置，具有电源模块YL1、指示模块YL2、MCU模块YL3、射频模块YL4、传感器模块YL5，其特征在于：

所述电源模块用于供给指示模块、MCU模块、射频模块及传感器模块电力；

所述指示模块用于显示射频模块的状态、电源模块的状态、MCU模块的复位指示、报警指示、及声音报警；

所述MCU模块用于分析计算与发送控制指令；

所述射频模块用于向用户发送停送电通知；

所述传感器模块用于检测线路的断电或来电信息；

所述传感器模块与MCU模块之间电连接，MCU模块与指示模块之间通过电连接，MCU模块与射频模块之间通过电连接，射频模块与指示模块之间通过电连接。

上述所述一种低压台区掉电监测装置，其特征在于所述电源模块由电路输入部分，VBUS转5 V部分、内外部电源切换电路、VBUS转VDD电路、锂电池充电电路、锂电池输出电路、VDD转VGG电路构成；电压值关系为：VBUS> VCC_5V > VCC_BAT > VDD > VGG，VCC_BAT的电压值与VBUS的电压值。

本实用新型具有以下主要有益效果：实现了对低压台区掉电全程监控、能够有效降低生产类停电的投诉的发生、产品便于安装、体积小、省空间、报警及时准确、报警类型多样、适用范围广。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

图2为电源部分的电路输入部分电路图。

图3为电源部分的VBUS转5 V部分电路图。

图4为电源部分的VBUS转VDD电路图。

图5为电源部分的VDD转VGG电路图。

图6为电源部分的内外部电源切换电路图。

图7为电源部分的锂电池充电电路图。

图8为LED驱动电路图。

图9为蜂鸣器驱动电路图。

图10为晶振电路图。

图11为恢复出厂设置电路图。

图12为MCU复位禁止电路图。

图13为SWD调试接口电路图。

图14为MCU集成芯片电路图。

图15为射频集成电路电路图。

图16为射频集成电路RXD匹配电路图。

图17为射频集成电路开机驱动电路图。

图18为射频集成电路状态驱动电路图。

图19为射频集成电路TXD匹配电路图。

图20为传感器两相输入整流电路示意图。

图21为传感器两相电平输出电路示意图。

具体实施方式

请见图1至图19，一种低压台区掉电监测装置，具有电源模块YL1、指示模块YL2、MCU模块YL3、射频模块YL4、传感器模块YL5，其特征在于：

所述电源模块用于供给指示模块、MCU模块、射频模块及传感器模块电力；

所述指示模块用于显示射频模块的状态、电源模块的状态、MCU模块的复位指示、报警指示、及声音报警；

所述MCU模块用于分析计算与发送控制指令；

所述射频模块用于向用户发送停送电通知；

所述传感器模块用于检测线路的断电或来电信息；

所述传感器模块与MCU模块之间电连接，MCU模块与指示模块之间通过电连接，MCU模块与射频模块之间通过电连接，射频模块与指示模块之间通过电连接。

上述所述一种低压台区掉电监测装置，其特征在于所述电源模块由电路输入部分，VBUS转5 V部分、内外部电源切换电路、VBUS转VDD电路、锂电池充电电路、锂电池输出电路、VDD转VGG电路构成；电压值关系为：VBUS> VCC_5V > VCC_BAT > VDD > VGG，VCC_BAT的电压值与VBUS的电压值。

上述所述一种低压台区掉电监测装置，其特征在于所述电路输入部分是DC、AC 12V电路输入部分，请见图2，其中，CN1 是一个4pin的接线端子，DC1是一个12V电源输入的插孔。CN1的3、4pin为交流12V的电源输入端，DC1为直流12V的输入端，直流和交流输入二者使用其一即可为装置提供电能来源。输入的电能经过整流桥DB107S整流，变为直流电VBUS。SMBJ36CA为一个双向TVS管，抑制输入端的浪涌尖峰波形。C2为电源VBUS的去耦电容，提供输出平滑的电压波形。IOS1和IOS2为两个光耦模块：IOS1作用为MCU监测外部传感器开关量变化；IOS2作用为MCU监测装置的输入电源是否掉电，即VBUS是否掉电；若监测单相掉电即不使用外部传感器时，IOS2起作用；若监测三相缺相或掉电即使用外部传感器时，IOS1起作用。

图3中，上述所述一种低压台区掉电监测装置，其特征在于所述VBUS转5 V部分是VBUS电源经过LM2596S-5.0电源芯片降压，输出5V的VCC_5V电压，VCC_5V为锂电池电源管理芯片TP4056E提供电能。

图4中，上述所述一种低压台区掉电监测装置，其特征在于所述VBUS转VDD电路是VBUS电源经过LM2596S-ADJ电源芯片降压，输出VDD电源，给双P MOS管APM4953提供漏极电压。

图5中，上述所述一种低压台区掉电监测装置，其特征在于所述

VDD转VGG电路是VDD经过二极管4007降压约0.7V后，输出大约3.3V电压VGG，提供给MCU电能。

图6中，上述所述一种低压台区掉电监测装置，其特征在于所述内外部电源切换电路中，APM4953是双P MOS管，起内外部电源开关切换作用，即装置正常运行时由外部电源供电，CN1的3、4pin或DC1，当装置外部掉电后，APM4953内部导通，使电池电源VCC_BAT提供给VBUS电能。

图7中，上述所述一种低压台区掉电监测装置，其特征在于所述锂电池充电电路中，TP4056E为3.7V锂电池充电管理芯片，使用VCC_5V电源供电，输出VCC_BAT为3.7V锂电池充电，当电池充满后LED3灯灭。

上述所述一种低压台区掉电监测装置，其特征在于所述锂电池输出电路为两节标称电压为3.7V锂电池并联，正端接VCC_BAT、负端接地。

上述所述一种低压台区掉电监测装置，其特征在于所述指示模块包含LED驱动电路及蜂鸣器驱动电路；图8为LED驱动电路，其中，LED1为射频模块SIM800C的状态指示灯，LED2为报警指示灯，LED3为3.7V锂电池充电指示灯，LED4为MCU复位指示灯；图9为蜂鸣器驱动电路，其中，M1为蜂鸣器，S8050为NPN三极管，MCU的BZ引脚电平控制S8050三极管的CE通断。

上述所述一种低压台区掉电监测装置，其特征在于所述MCU模块由晶振电路、恢复出厂设置电路、MCU复位禁止电路、SWD调试接口及MCU集成芯片组成；图10为晶振电路，产生8MHZ的信号；图11为恢复出厂设置电路，SW1 KEY键用于复位，图12为MCU复位禁止电路；图13为SWD调试接口电路，图14为MCU集成芯片；上述连接关系为相同的标号相接。

上述所述一种低压台区掉电监测装置，其特征在于所述射频模块由射频集成电路、射频集成电路RXD匹配电路、射频集成电路开机驱动电路、射频集成电路状态驱动电路、射频集成电路TXD匹配电路组成；图15为射频集成电路，型号为SIM800C射频芯片，CN4为天线发射部分，C16至C20是VDD给模块提供电源的旁路电容，起到滤波作用，R20至R22与C21至C24构成SIM卡与SIM800C通信的RC滤波电路；图16射频集成电路RXD匹配电路、图19射频集成电路TXD匹配电路，是MCU与SIM800C通信通过串口电路进行通信，为了使两者之前电平一致，通信稳定；图17射频集成电路开机驱动电路、图18射频集成电路状态驱动电路，通过MCU的控制，组合成SIM800C开机驱动电路与SIM800C状态驱动电路；上述连接关系为相同的标号相接。

上述所述一种低压台区掉电监测装置，其特征在于所述传感器模块，请参考图20及图21，图20及图21中只示意地图了两相，当作为三相四线检测时，需相应地配备多路串联，只且A、B、C、N三相及零线都未停时继电器才吸合，当然，两相时两相全未停时继电器才吸合，当然，也可以只检测单相；当然该传感器还可以在市场上购剧痛到；所述掉电监测传感器的三相输入端及零线输入端分别接电网的三相电网及零线；掉电监测传感器的输出连接见电源部分的陈述；当然，也可以使用单相掉电监测传感器。

由于对于所在技术领域人员来说，在查看了说明书附图后，就能清楚地了解如何连接，对应到本申请中，相同的端口、接点标号对应连接，故未将元器件的标号连接进行一一描述，在附图的启示下，所在技术领域人员能够实施，而且，对于两端、三端端口的端作了标号标识，这样是便于电路的搭接。

本实用新型装置最多监测3路低压出线。装置由主机和传感器两部分组成，安装在配电箱中自由灵活，体积小，省空间。传感器一端有4个接口，分别接3条火线和1条零线，另一端有3个接口，中间接口为公共端，另外两边分别为常开端和常闭端，一般只使用到常开端），将公共端（COM）和常开端（NC）连接至主机传感器接口；主机正面包含：12V电源适配器接口、AC 12V电源接口、传感器接口、开关。主机背面包含：复位键、四路指示灯（网络指示、充电指示、状态指示、报警指示）、SIM卡卡槽、SMA天线接口。主机指示灯灯语如下：

指示灯：网络指示灯（绿色）、亮：3s闪烁一次：已联网、灭：1s闪烁一次：未联网；

指示灯：充电指示灯（绿色）、亮：正在充电、灭：1s闪烁一次：充电完毕；

指示灯：状态指示灯（红色）、亮：已注册至网络、灭：未注册至网络；

指示灯：报警指示灯（红色）、亮：2s闪烁一次：报警中、灭：未报警。使用时，上电前需把SIM卡插好，严禁先上电后插SIM卡；将传感器L1、L2、L3分别连接三根火线，N连接零线；传感器“NC、COM”接口与主机“传感器”接口相连；上电后机器内部蜂鸣器会报警，按下背后复位开关消除报警声；可设置一到八组设备主人号码。当台区低压开关跳闸时，设备会给每个设备主人发送停电短信，并给设备主人一拨打停电电话，若设备主人一接听，则停止继续拨号；若设备主人一不接听或未接听，则给设备主人二拨号……依次类推，直到有人接听电话为止。

本实用新型实现了对低压台区掉电全程监控、能够有效降低生产类“频繁停电”的投诉的发生。

本实用新型安装在配电箱中，体积小，省空间。传感器一端分别连接低压断路器出线A、B、C中任意一路和零线，另一端输出开关量连接在主板部分。平时三路低压断路器都是闭合带电状态时，传感器输出端的继电器输出开关量0，主板MCU（STM32）正常运行，锂电池正常充电至3.7-4.2V。当三路低压断路器有一路掉电，该状态将被传感器检测，传感器输出端的继电器输出开关量1被主板MCU监测到，MCU通过SIM800C模块给指定的手机发送停电短信和报警电话，及时通知相关台区管理员来处理停电问题。

本实用新型不仅能用在电力网断电来电报警，还可以用在海洋馆、养殖场、食品公司、家居、机房等一切对于电力依赖性较强的领域中。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。