隔离型直流电源屏监控模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种隔离型直流电源屏监控模块，包括MCU，还包括：光耦隔离电路、RS485收发电路和隔离型电源电路；隔离型电源电路使得第一供电电压VDD和第二供电电压VDD1相互隔离，且使得第一地和第二地也相互隔离；MCU发出的信号通过光耦隔离电路连接至RS485收发电路，通过RS485收发电路与上位机通讯；光耦隔离电路中，光耦隔离前的部分电路采用第一供电电压VDD供电，接地至第一地，光耦隔离后的部分电路采用第二供电电压VDD1供电，接地至第二地；RS485收发电路采用第二供电电压VDD1供电，接地至第二地。
【专利说明】
隔离型直流电源屏监控模块
技术领域
[0001]本实用新型涉及直流电源屏监控电路，尤其是一种与上位机之间的通讯是相互隔离的直流电源屏监控模块。
【背景技术】
[0002]发电厂、变电站作为高压断路器直流操作机构的正常分合闸、继电保护、信号等使用的操作电源，以及事故时分合闸、照明，控制通信等用的直流电源，均需要直流电源屏；随着用电越来越多，直流电源屏用量也随着增加，大中型项目中就要用到多台直流电源屏，为了方便管理和了解各个直流电源屏的工作状态，把这些直流电源屏通过485总线都连接到上位机，每台直流电源屏通过485总线实时信息传送给上位机。直流电源屏内难免绝缘不好或者短路等等原因，当一台直流电源屏内出现短路等故障，很多时候会影响485总线正常通迅。因此只要有一台直流电源屏线路绝缘不好或者短路等原因都有可能导致系统485总线通迅不能正常工作。
【发明内容】
[0003]针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种隔离型直流电源屏监控模块，使得直流电源屏与上位机的通讯相互之间是隔离的，能够改变传统的直流电源屏存在相互影响的485总线通讯问题。本实用新型采用的技术方案是:
[0004]—种隔离型直流电源屏监控模块，包括MCU，还包括:光耦隔离电路、收发电路和隔离型电源电路；
[0005]隔离型电源电路使得第一供电电压VDD和第二供电电压VDDl相互隔离，且使得第一地和第二地也相互隔离；
[0006]M⑶发出的信号通过光耦隔离电路连接至收发电路，通过收发电路与上位机通讯；
[0007]光耦隔离电路中，光耦隔离前的部分电路采用第一供电电压VDD供电，接地至第一地，光耦隔离后的部分电路采用第二供电电压VDDl供电，接地至第二地;RS485收发电路采用第二供电电压VDDl供电，接地至第二地。
[0008]进一步地，所述收发电路采用RS485收发电路。
[0009]具体地，隔离型电源电路包括隔离电源模块Ul，电容Cl、C2、C3、C4;第一供电电压VDD接电容Cl、C2的一端和隔离电源模块Ul的一侧正极，电容C1、C2的另一端和隔离电源模块Ul的一侧负极接第一地;隔离电源模块Ul的另一侧正极输出第二供电电压VDDl并接电容C3、C4的一端;隔离电源模块Ul的另一侧负极接第二地以及电容C3、C4的另一端。
[0010]具体地，光耦隔离电路包括:光耦1]2、1]3、1]4，？肥三极管01，电阻1?1、1?2、1?、1?4、1?5、R6、R7;
[0011]M⑶的接收信号端接光耦U2的输出端集电极，并通过电阻Rl接第一供电电压VDD;光耦U2的输出端发射极接第一地;光耦U2的输出端供电极接第一供电电压VDD;光耦U2的输入端阳极接第二供电电压VDD1，光耦U2的输入端阴极通过电阻R4接RS485收发电路中RS485收发芯片U5的接收器输出端；
[0012]MCU的发送信号端通过电阻R3接光耦U4的输入端阴极，光耦U4的输入端阳极接第一供电电压VDD，光耦U4的输出端供电极接第二供电电压VDDI;光耦U4的输出端发射极接第二地;光耦U4的输出端集电极通过电阻R7接第二供电电压VDD1，U4的输出端集电极接RS485收发电路中RS485收发芯片U5的驱动器输入端；
[0013]MCU的控制信号端通过电阻R2接光耦U3的输入端阴极，光耦U3的输入端阳极接第一供电电压VDD，光耦U3的输出端供电极接第二供电电压VDDI，光耦U3的输出端发射极接第二地;光耦U3的输出端集电极通过电阻R5接第二供电电压VDDl，并通过电阻R6接三极管Ql的基极;三极管Ql的发射极接第二供电电压VDDl，集电极接RS485收发电路中RS485收发芯片U5的接收器使能端和驱动器使能端，三极管Ql的集电极通过电阻R8接第二地；
[0014]1?485收发电路包括1?485收发芯片1]5，电阻1?9、1?10、1?11、1?12;瞬变电压抑制管01;保险Fl和F2;
[0015]RS485收发芯片U5的供电端接第二供电电压VDDl和电阻R9的一端;接地端接第二地和电阻R12的一端;RS485收发芯片U5的第一收发端和第二收发端分别通过电阻RlO和RU接电阻R9的另一端和电阻R12的另一端；电阻R9的另一端接瞬变电压抑制管Dl的阴极并通过保险Fl作为第一收发信号线；电阻R12的另一端接瞬变电压抑制管Dl的阳极并通过保险F2作为第二收发信号线。
[0016]本实用新型的优点在于:当与上位机相连接的多个直流电源屏中某一个发生短路故障时，上位机与其它直流电源屏监控模块的通讯不受影响，依然保持畅通。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的电原理图。
[0018]图2为本实用新型的隔离型电源电路原理图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0020]本实用新型提供的隔离型直流电源屏监控模块，包括MCU，以及光耦隔离电路10、RS485收发电路20和隔离型电源电路30 ；图1中MCU未画出，特此说明；
[0021]隔离型电源电路30使得第一供电电压VDD和第二供电电压VDDl相互隔离，且使得第一地和第二地(图1中的DGND)也相互隔离；
[0022]M⑶发出的信号通过光耦隔离电路10连接至RS485收发电路20，通过RS485收发电路20与上位机通讯；
[0023]光耦隔离电路10中，光耦隔离前的部分电路采用第一供电电压VDD供电，接地至第一地，光耦隔离后的部分电路采用第二供电电压VDDl供电，接地至第二地;RS485收发电路20采用第二供电电压VDDl供电，接地至第二地；
[0024]光親是指光电親合器；
[0025]具体地，隔离型电源电路30包括隔离电源模块Ul，电容Cl、C2、C3、C4;第一供电电压VDD接电容C1、C2的一端和隔离电源模块Ul的一侧正极，电容Cl、C2的另一端和隔离电源模块UI的一侧负极接第一地;隔离电源模块UI的另一侧正极输出第二供电电压VDDI并接电容C3、C4的一端;隔离电源模块Ul的另一侧负极接第二地以及电容C3、C4的另一端。其中，Ul采用13D-05S05NCNL，电容C2和C3可采用电解电容;C2取值220yF，C3取值1yF ；
[0026]具体地，光耦隔离电路10包括:光耦1]2、1]3、1]4，？肥三极管01，电阻1?1、1?2、1?3、1?4、R5、R6、R7;
[0027]M⑶的接收信号端接光耦U2的输出端集电极，并通过电阻Rl接第一供电电压VDD;光耦U2的输出端发射极接第一地;光耦U2的输出端供电极接第一供电电压VDD;光耦U2的输入端阳极接第二供电电压VDDl，光耦U2的输入端阴极通过电阻R4接RS485收发电路20中RS485收发芯片U5的接收器输出端；
[0028]MCU的发送信号端通过电阻R3接光耦U4的输入端阴极，光耦U4的输入端阳极接第一供电电压VDD，光耦U4的输出端供电极接第二供电电压VDDI;光耦U4的输出端发射极接第二地;光耦U4的输出端集电极通过电阻R7接第二供电电压VDD1，U4的输出端集电极接RS485收发电路20中RS485收发芯片U5的驱动器输入端；
[0029 ] M⑶的控制信号端(本例中MCU的P36端口)通过电阻R2接光耦U3的输入端阴极，光耦U3的输入端阳极接第一供电电压VDD，光耦U3的输出端供电极接第二供电电压VDDI，光耦U3的输出端发射极接第二地;光耦U3的输出端集电极通过电阻R5接第二供电电压VDDl，并通过电阻R6接三极管Ql的基极;三极管Ql的发射极接第二供电电压VDDl，集电极接RS485收发电路20中RS485收发芯片U5的接收器使能端和驱动器使能端，三极管Ql的集电极通过电阻R8接第二地；
[0030]具体地，1?485收发电路20包括1?485收发芯片1]5，电阻1?9、1?10、1?11、1?12;瞬变电压抑制管Dl;保险Fl和F2;
[0031]RS485收发芯片U5的供电端接第二供电电压VDDl和电阻R9的一端;接地端接第二地和电阻R12的一端;RS485收发芯片U5的第一收发端和第二收发端分别通过电阻RlO和RU接电阻R9的另一端和电阻R12的另一端；电阻R9的另一端接瞬变电压抑制管Dl的阴极并通过保险Fl作为第一收发信号线；电阻R12的另一端接瞬变电压抑制管Dl的阳极并通过保险F2作为第二收发信号线。
[0032]U5采用MAX485，U5的接收器输出端RD、驱动器输入端DI和控制收发端口(接收器使能端/RE和驱动器使能端DE)都通过光耦隔离之后与MCU的相关端口通信；为了起到完全与直流电源屏内部系统隔离，增加一个隔离电源模块U1，单独为RS485收发芯片U5和光耦的背离MCU的一侧供电;MCU的控制信号端输出低电平时，直流电源屏上采集的监控信息发送给上位机;MCU的控制信号端我高电平时，直流电源屏监控模块接收上位机指令；
[0033]直流电源屏监控模块内的电路是与上位机通讯的485电路，通过隔离电源以及快速光藕保证了整个系统通讯的稳定性，监控中心通过上位机来查看各个直流电源屏的工作情况。不会再因为直流电源屏内部绝缘不好或者短路等等原因影响485总线正常通讯。
【主权项】
1.一种隔离型直流电源屏监控模块，包括MCU，其特征在于，还包括:光耦隔离电路(10)、收发电路和隔离型电源电路(30); 隔离型电源电路(30)使得第一供电电压VDD和第二供电电压VDDl相互隔离，且使得第一地和第二地也相互隔离； MCU发出的信号通过光耦隔离电路(10)连接至收发电路，通过收发电路与上位机通讯；光耦隔离电路(10)中，光耦隔离前的部分电路采用第一供电电压VDD供电，接地至第一地，光耦隔离后的部分电路采用第二供电电压VDDl供电，接地至第二地;收发电路采用第二供电电压VDDl供电，接地至第二地。2.如权利要求1所述的隔离型直流电源屏监控模块，其特征在于: 所述收发电路采用RS485收发电路(20)。3.如权利要求1所述的隔离型直流电源屏监控模块，其特征在于: 隔离型电源电路(30)包括隔离电源模块Ul，电容Cl、C2、C3、C4;第一供电电压VDD接电容Cl、C2的一端和隔离电源模块Ul的一侧正极，电容Cl、C2的另一端和隔离电源模块Ul的一侧负极接第一地;隔离电源模块UI的另一侧正极输出第二供电电压VDDI并接电容C3、C4的一端;隔离电源模块UI的另一侧负极接第二地以及电容C3、C4的另一端。4.如权利要求2所述的隔离型直流电源屏监控模块，其特征在于: 光耦隔离电路(10)包括:光耦1]2、1]3、1]4，？即三极管01，电阻1?1、1?2、1?3、1?4、1?5、1?6、1?7; MCU的接收信号端接光耦U2的输出端集电极，并通过电阻Rl接第一供电电压VDD;光耦U2的输出端发射极接第一地;光耦U2的输出端供电极接第一供电电压VDD;光耦U2的输入端阳极接第二供电电压VDD1，光耦U2的输入端阴极通过电阻R4接RS485收发电路(20)中RS485收发芯片U5的接收器输出端； MCU的发送信号端通过电阻R3接光耦U4的输入端阴极，光耦U4的输入端阳极接第一供电电压VDD，光耦U4的输出端供电极接第二供电电压VDDI;光耦U4的输出端发射极接第二地;光耦U4的输出端集电极通过电阻R7接第二供电电压VDDI，U4的输出端集电极接RS485收发电路(20)中RS485收发芯片U5的驱动器输入端； MCU的控制信号端通过电阻R2接光耦U3的输入端阴极，光耦U3的输入端阳极接第一供电电压VDD，光耦U3的输出端供电极接第二供电电压VDDI，光耦U3的输出端发射极接第二地;光耦U3的输出端集电极通过电阻R5接第二供电电压VDDI，并通过电阻R6接三极管QI的基极;三极管Ql的发射极接第二供电电压VDDl，集电极接RS485收发电路(20)中RS485收发芯片U5的接收器使能端和驱动器使能端，三极管Ql的集电极通过电阻R8接第二地； 1?485收发电路(20)包括1?485收发芯片1]5，电阻1?9、1?10、1?11、1?12;瞬变电压抑制管01;保险Fl和F2; RS485收发芯片U5的供电端接第二供电电压VDDl和电阻R9的一端；接地端接第二地和电阻R12的一端;RS485收发芯片U5的第一收发端和第二收发端分别通过电阻RlO和Rll接电阻R9的另一端和电阻R12的另一端；电阻R9的另一端接瞬变电压抑制管Dl的阴极并通过保险Fl作为第一收发信号线；电阻R12的另一端接瞬变电压抑制管Dl的阳极并通过保险F2作为第二收发信号线。
【文档编号】H02J13/00GK205583849SQ201620324887
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月18日
【发明人】朱超, 马娟, 朱兵兵, 王丽萍
【申请人】无锡市和春电力科技有限公司