交流开关量信号采集电路的制作方法

本发明涉及电气技术领域，特别是涉及一种交流开关量信号采集电路。

背景技术：

交流开关量信号采集装置在电气技术领域被大量使用，传统的交流开关量信号采集装置使用继电器搭接实现。但是在长达几公里的远程交流开关量信号采集过程中，由于线损和线间耦合的出现，极端情况下会导致继电器的吸合出现误动作。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种交流开关量信号采集电路，适用于长距离使用，结构简单、可靠性强，并且成本低、功耗小、节省资源。

为此，本发明的技术方案如下：

一种交流开关量信号采集电路，包括电平变换电路和取值比较电路，所述电平变换电路为交流开关量信号采集模块，连接在配电线路开关量信号两侧的端口A、C上；所述端口A与电阻器R1的第一端连接，所述端口C与电阻器R2的第一端连接，所述电阻器R1的第二端、电阻器R2的第二端分别与电流互感器L1的一次侧连接；所述电流互感器L1的二次侧分别于电阻器R3的第一端和电阻器R4的第一端连接，电阻器R3的第二端和电阻器R4的第二端之间串联有电阻器；电流互感器L1的二次侧分别与四个串联的二极管的中点连接，将电压固定为一恒值；电阻器R3的第二端还与电阻器R7的第一端连接，电阻器R7的第二端与电容器C1的第一端连接，电阻器R4的第二端还与电阻器R8的第一端连接，电阻器R8的第二端与电容器C2的第一端连接，电容器C1、C2的第二端分别与参考点连接；电阻器R4的第二端连接在参考点上；

所述电阻器R7和电容器C1的公共端为所述电平变换电路的输出信号点，同时作为取值比较电路的输入端口；

所述取值比较电路是将所述电平变换电路输出的交直流耦合叠加信号变换成一个数字处理器能够接受的低电压信号。

进一步，所述取值比较电路的结构为：电阻器R11、R12并联，再与电阻器R13、R14串联连接，在公共点产生一个电压基准值，也就是门限值，此门限值电平通过电阻器R15、R16之后，进入电阻组；所述电阻组包括四个电阻器，两个电阻器R17、R19串联后与另外两个串联的电阻器R18、R20并联；所述电阻组还与运算放大器U1的输出端相连接；所述运算放大器U1的负输入端口与所述电阻器R7和电容器C1的公共端连接；电阻器R21作为上拉电阻，一端连接高电平，另一端连接运算放大器U1的输出端。

进一步，电阻器R3的第二端和电阻器R4的第二端之间串联有电阻器R5和电阻器R6。

进一步，所述电流互感器L1的二次侧的电压最大峰值低于串联二极管串两端的电压。具体来说，电流互感器L1的二次侧的电压最大峰值为10V低于串联二极管串两端的12V的电压。

本发明提供的交流开关量信号采集电路具有如下优点：

1)本电路可以在mA级的电流下工作，可以在长达数公里的范围内可靠使用。

2)结构简单可靠性高，能够适用于大多数的恶劣场合。

3)本电路前端使用了电流互感器作为隔离元器件，具有强大的隔离能力，满足IEC60664的相关规定。

4)成本低、功耗小、节省资源，可以大量推广。

附图说明

图1为本发明提供的交流开关量信号采集电路的电路图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行详细描述。

如图1所示，一种交流开关量信号采集电路，包括电平变换电路和取值比较电路，所述电平变换电路为交流开关量信号采集模块，连接在配电线路开关量信号两侧的端口A、C上；所述端口A与电阻器R1的第一端连接，所述端口C与电阻器R2的第一端连接，所述电阻器R1的第二端、电阻器R2的第二端分别与电流互感器L1的一次侧连接；所述电流互感器L1的二次侧分别于电阻器R3的第一端和电阻器R4的第一端连接，电阻器R3的第二端和电阻器R4的第二端之间串联有电阻器R5和电阻器R6。

电流互感器L1的二次侧分别与四个串联的二极管的中点连接，将电压固定为一恒值(具体来说，电流互感器L1的4点连接在串联的二极管D1～D4的中间点上，电流互感器L1的3点连接在串联的二极管D5～D8的中间点上，二极管D1～D4通过均压，可以将电流互感器的第四输出管脚的电压中值点稳定在6V，当电流互感器输出的交流信号与上述直流信号相叠加之后，会将交流信号变换成一个直流电信号，并且此信号可以通过傅里叶变换拆解成一个50HZ交流信号和直流信号。)；电阻器R3的第二端还与电阻器R7的第一端连接，电阻器R7的第二端与电容器C1的第一端连接，电阻器R4的第二端还与电阻器R8的第一端连接，电阻器R8的第二端与电容器C2的第一端连接，电容器C1、C2的第二端分别与参考点连接；电阻器R4的第二端连接在参考点上；电流互感器L1的二次侧的电压最大峰值为10V低于串联二极管串两端的12V的电压；

电阻器R7和电容器C1的公共端为电平变换电路的输出信号点，同时作为取值比较电路的输入端口；

所述的取值比较电路是将电平变换电路输出的交直流耦合叠加信号变换成一个数字处理器能够接受的低电压信号。当实际输入电压高于取值比较电路设置的阈值电压之后，数字处理器接收到一个高电平，当实际输入电压低于取值比较电路设置的阈值电压之后，数字处理器接收到一个低电平。

作为本发明的一个具体实施例，所述取值比较电路的结构为：电阻器R11、R12并联，再与电阻器R13、R14串联连接，在公共点产生一个电压基准值，也就是门限值，此门限值电平通过电阻器R15、R16之后，进入电阻组；所述电阻组包括四个电阻器，两个电阻器R17、R19串联后与另外两个串联的电阻器R18、R20并联；所述电阻组还与运算放大器U1的输出端相连接；所述运算放大器U1的负输入端口与所述电阻器R7和电容器C1的公共端连接；电阻器R21作为上拉电阻，一端连接高电平，另一端连接运算放大器U1的输出端。

该交流开关量信号采集电路具有如下优点：

1)本电路可以在mA级的电流下工作，可以在长达数公里的范围内可靠使用。

2)结构简单可靠性高，能够适用于大多数的恶劣场合。

3)本电路前端使用了电流互感器作为隔离元器件，具有强大的隔离能力，满足IEC60664的相关规定。

4)成本低、功耗小、节省资源，可以大量推广。