一种具有自动复位功能的LC滤波电路的制作方法

【技术领域】

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体的，涉及一种具有自动复位功能的lc滤波电路。

背景技术：

保供电场所及变电站内保供电设备标识牌非常重要，主要标识了保供电任务、设备级别、保供电设备名称、保供电时段、责任人、联系电话等等，是保供电工作必不可少的标识性重要辅件，对于确定保供电设备名称位置、防止误操作、明确保供电时段、应急排故定位等起着重要作用，事关保供电工作的成败。

但是，目前保供电用设备标识牌均为纸质背胶制作，粘贴于设备或屏柜表面，不能满足保供电工作频繁更改替换设备标识牌的要求，一是保供电信息实时变化，保供电设备标识牌内容需频繁更换，而纸质标识牌内容为一次性使用，无法更改；二是纸质标识牌更换时背胶拆除困难，清理占用保供电人员大量时间；三是纸质标识牌若由广告公司制作，制作周期长，无法满足保供电时间周期要求。

根据保供电工作的特点，亟需一种具有可频繁更改替换的新型电子标识牌。经过调研，适于保供电设备屏柜使用的电子标识牌采用超薄化电子墨水屏设计，内置驱动器ic，通过mcu控制显示，开发手机蓝牙录入电子标识牌内容等功能，实现标识牌内容可根据保供电变化情况多次写入、无需因内容变化而更换标识牌，同时具备稳定吸附并固定在设备表面等功能，实现设备标识牌拆除方便，便捷更换并可重复使用，实时满足保供电情况变化要求的目的。

作为供电设备中重要的标识装置，主要面临的技术难点是现场强烈的电磁干扰带来的装置死机、标示混乱、错误、漏字等问题，除了无法实现标示功能外，更严重的是由于笔画缺失、漏字等造成歧义、误解、反意等，误导操作人员，造成严重事故，所以为消除这一隐患除了良好的电磁兼容设计，以及mcu电路具备复位恢复功能外，实践中发现，常规的抗干扰滤波设计可以很好的实现电磁兼容，但是遇到一过性的触点火花、大功率换相、雷击等高幅值、大脉冲干扰，往往新型电子标识牌不能保持正常工作。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种具有自动复位功能的lc滤波电路，该装置在原有电磁兼容设计基础上，采用自动复位功能的电力用lc滤波电路，解决了新型电子标识牌不能抗过性强电力干扰的重大缺陷，保证了装置在电力现场的可靠应用。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种具有自动复位功能的lc滤波电路，其包括具有复位端口的电子标识牌，电压检测电路、驱动输出电路以及电源滤波电路，所述电源滤波电路连接在标识牌电源与具有复位端口的电子标识牌之间，用于检测强脉冲干扰信号，并输出高电平的脉冲检测信号至所述电压检测电路，所述电压检测电路用于检测所述脉冲检测信号，并通过所述驱动输出电路输出标准的电平信号至所述电子标识牌的复位端口，以驱动所述电子标识牌的mcu控制模块完成所述电子标识牌的自动复位。

进一步的方案是，所述电源滤波电路包括变压器、滤波电容，所述变压器的一次侧的第一端与所述标识牌电源电连接，所述滤波电容的第一端连接在所述变压器的一次侧的第二端与所述电子标识牌之间，所述滤波电容的第二端连接在所述标识牌电源与所述电子标识牌之间，所述变压器的二次侧作为所述电压检测电路的输入信号的检测信号输出端。

更进一步的方案是，所述电压检测电路包括双运算放大器、整流二极管、两级rc滤波模块、第一二极管、一级rc滤波模块，所述整流二极管接收所述变压器的二次侧检测到的脉冲检测信号，并通过所述两级rc滤波模块进行两级rc滤波后作为输入检测信号输出至所述双运算放大器的反相输入端，所述双运算放大器将所述输入检测信号进行比例放大后依次通过所述第一二极管、所述一级rc滤波模块后输出至所述驱动输出电路。

更进一步的方案是，所述双运算放大器为lm358双运算放大器。

更进一步的方案是，所述驱动输出电路包括微功耗比较器以及连接在所述微功耗比较器输出端的上拉电阻。

更进一步的方案是，所述变压器为10uh贴片封闭式瓷罐电感，所述变压器l1的二次侧线圈匝数为1匝，所述变压器的一次侧与二次侧的变比为10:1～100:1。

更进一步的方案是，所述滤波电容为1uf贴装电容。

更进一步的方案是，所述电子标识牌包括具有复位端口的所述mcu控制模块，所述驱动输出电路输出5v电平信号至所述mcu控制模块的复位端口。

由此可见，本实用新型的lc滤波电路由具有复位端口的电子标识牌、电压检测电路、驱动输出电路、变压器以及滤波电容等组成，变压器和滤波电容构成电源滤波电路，变压器的二次侧作为电压检测电路的输入信号，并经过驱动输出电路处理后输出到电子标识牌的复位端口，可以驱动电子标识牌的mcu控制模块完成电子标识牌的自动复位。

另外，变压器和滤波电容构成电源回路的lc滤波电路，同时通过变压器的二次侧作为自动复位电路的检测信号，由于干扰幅值高、脉冲大，当其通过变压器时，会在其次边感应出高电平的检测信号甚至导致磁芯饱和，这和正常状态下的滤波信号截然不同，电压检测电路可以准确、迅速、独立的检测出这一变化，通过驱动输出电路输出标准的电平信号到电子标识牌的复位端，使电子标识牌的mcu控制模块完成强干扰过后的自动复位，从而保证了新型电子标识牌在电力现场的可靠工作，即使出现持续强干扰，由于电子标识牌静态显示的特殊性，短暂的复位过程不会影响装置的正常工作。

所以，本实用新型可以灵敏、准确、迅速、独立的实现当新型电子标识牌在电力现场遇到一过性的高幅值、大脉冲干扰时自动复位功能，电路结构简单，动作可靠，解决了新型电子标识牌不能抗一过性强电力干扰的重大缺陷，保证了装置在电力现场的可靠应用；无论是一过性还是持续强干扰，以及非常规干扰波形，电路均可反应动作，适应性强，针对电力各种复杂电磁兼容环境设计；电路本身的滤波作用，更好的保证了新型电子标识牌其它各单元电路的工作可靠性，一举两得，延长了装置使用寿命；电路贴装化设计，尺寸小重量轻，适用于屏柜的表面安装使用；微功耗设计适用于电池免更换长期工作。

【附图说明】

图1是本实用新型一种具有自动复位功能的lc滤波电路实施例的原理图。

图2是本实用新型一种具有自动复位功能的lc滤波电路实施例中电压检测电路的电路原理图。

图3是本实用新型一种具有自动复位功能的lc滤波电路实施例中驱动输出电路的电路原理图。

【具体实施方式】

为了使实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不限用于本实用新型。

参见图1至图3，本实用新型的一种具有自动复位功能的lc滤波电路包括具有复位端口的电子标识牌1，电压检测电路2、驱动输出电路3以及电源滤波电路5，电源滤波电路5连接在标识牌电源4与具有复位端口的电子标识牌1之间，用于检测强脉冲干扰信号，并输出高电平的脉冲检测信号至电压检测电路2，电压检测电路2用于检测脉冲检测信号，并通过驱动输出电路3输出标准的电平信号至电子标识牌1的复位端口，以驱动电子标识牌1的mcu控制模块完成电子标识牌1的自动复位。

在本实施例中，电源滤波电路5包括变压器l1、滤波电容c1，变压器l1的一次侧的第一端与标识牌电源4电连接，滤波电容c1的第一端连接在变压器l1的一次侧的第二端与电子标识牌1之间，滤波电容c1的第二端连接在标识牌电源4与电子标识牌1之间，变压器l1的二次侧作为电压检测电路2的输入信号的检测信号输出端。

其中，变压器l1为10uh贴片封闭式瓷罐电感，滤波电容c1为1uf贴装电容，特征频率在200khz以下，变压器l1的二次侧线圈匝数为1匝，变压器l1的一次侧与二次侧的变比为10:1～100:1。

在本实施例中，电压检测电路2包括双运算放大器lm358、整流二极管d2、两级rc滤波模块、二极管d4、一级rc滤波模块，整流二极管d2接收变压器l1的二次侧检测到的脉冲检测信号，并通过两级rc滤波模块进行两级rc滤波后作为输入检测信号输出至双运算放大器lm358的反相输入端，双运算放大器lm358将输入检测信号进行比例放大后依次通过二极管d4、一级rc滤波模块后输出至驱动输出电路3。

可见，电压检测电路2采用高增益宽频交流信号放大器电路，闭环放大倍数配合l1电感100:1～10:1的不同变比。具体地，该电路的核心器件是lm358双运算放大器，其内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源微功耗使用，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其它所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。

变压器l1二次侧感应的强干扰脉冲信号经过整流二极管d2及两级rc滤波后作为i+、i-信号送到双运算放大器lm358的反相输入端，比例放大后经过二极管d4的嵌位作用以保证不因信号过载而影响下级单元幅值匹配，再经过一级rc滤波后输出。由于电感的电气隔离作用，本电路采用浮地设计。

在本实施例中，驱动输出电路3包括微功耗比较器max986以及连接在微功耗比较器max986输出端的上拉电阻。具体地，该电路的核心器件是微功耗比较器max986，可低电压工作，输入输出可达满摆幅，工作电压范围为2.5v至5.5v，适用于采用3v和5v电源的系统。

该单元电路的主要功能是完成2.2～3v逻辑至5v逻辑的电平转换，同时起到隔离、缓冲和增加抗干扰能力、保护mcu控制模块复位端的重要作用，漏极开路输出比较器max986提供了一个极为简捷的实现方案，具体应用时由于电压检测电路2的嵌位功能保证了输入信号不会超出电源电压的摆幅，流入输出端的电流由大阻值的上拉电阻限制而起到保护作用。

在本实施例中，电子标识牌1包括具有复位端口的mcu控制模块，驱动输出电路3输出5v电平信号至mcu控制模块的复位端口。可见，电子标识牌1的mcu电路具备复位恢复自启动功能，由5v电平控制。

在本实施例中，新型的电子标识牌1在电力现场遇到一过性的触点火花、大功率换相、雷击等高幅值、大脉冲干扰，不会损坏装置，但往往通过电源回路主要干扰mcu(单片机)的正常逻辑工作，造成死机、标示混乱、错误、漏字等问题，一般情况下当强干扰过后通过mcu手动复位就可以迅速、完全的恢复正常工作。在本实用新型中，变压器l1、滤波电容c1既是电源回路的lc滤波电路，同时通过变压器l1的二次侧又是自动复位电路的检测信号，由于干扰幅值高、脉冲大，当其通过变压器l1时，会在次边感应出高电平的检测信号甚至导致磁芯饱和，这和正常状态下的滤波信号截然不同，电压检测电路2可以准确、迅速、独立的检测出这一变化，通过驱动输出标准的电平信号到复位端，使mcu完成强干扰过后的自动复位，从而保证了新型电子标识牌1在电力现场的可靠工作，即使出现持续强干扰，由于电子标识牌1静态显示的特殊性，短暂的复位过程不会影响装置的正常工作。

作为优化，变压器l1、滤波电容c1构成的lc电路可以增加多级lc滤波或构成“π”型滤波，既提高了电路的滤波效果，又减少了mcu的复位次数，提高了标识牌整体工作的可靠性。

作为优化，电压检测电路2、驱动输出电路33的复位信号可以同时关闭mcu的显示驱动电路，以保证持续强干扰时标示显示不会出现严重的歧义、误解、反意等造成误判。

作为优化，通过解析变压器l1的二次侧信号，可以间接测量回路的正常工作电流、电压，起到电子标识牌1电源工作是否正常、电池是否需更换等更多功能。

作为优化，变压器l1、滤波电容c1、电压检测电路2、驱动输出电路33均可采用微型化贴装器件，和电子标识牌1整体封装，实现一体化设计，减少功耗，提高工艺可靠性，方便现场使用。

由此可见，本实用新型的lc滤波电路由具有复位端口的电子标识牌1、电压检测电路2、驱动输出电路3、变压器l1以及滤波电容c1等组成，变压器l1和滤波电容c1构成电源滤波电路5，变压器l1的二次侧作为电压检测电路2的输入信号，并经过驱动输出电路3处理后输出到电子标识牌1的复位端口，可以驱动电子标识牌1的mcu控制模块完成电子标识牌1的自动复位。

另外，变压器l1和滤波电容c1构成电源回路的lc滤波电路，同时通过变压器l1的二次侧作为自动复位电路的检测信号，由于干扰幅值高、脉冲大，当其通过变压器l1时，会在其次边感应出高电平的检测信号甚至导致磁芯饱和，这和正常状态下的滤波信号截然不同，电压检测电路2可以准确、迅速、独立的检测出这一变化，通过驱动输出电路3输出标准的电平信号到电子标识牌1的复位端，使电子标识牌1的mcu控制模块完成强干扰过后的自动复位，从而保证了新型电子标识牌1在电力现场的可靠工作，即使出现持续强干扰，由于电子标识牌1静态显示的特殊性，短暂的复位过程不会影响装置的正常工作。

所以，本实用新型可以灵敏、准确、迅速、独立的实现当新型电子标识牌1在电力现场遇到一过性的高幅值、大脉冲干扰时自动复位功能，电路结构简单，动作可靠，解决了新型电子标识牌1不能抗一过性强电力干扰的重大缺陷，保证了装置在电力现场的可靠应用；无论是一过性还是持续强干扰，以及非常规干扰波形，电路均可反应动作，适应性强，针对电力各种复杂电磁兼容环境设计；电路本身的滤波作用，更好的保证了新型电子标识牌1其它各单元电路的工作可靠性，一举两得，延长了装置使用寿命；电路贴装化设计，尺寸小重量轻，适用于屏柜的表面安装使用；微功耗设计适用于电池免更换长期工作。

需要说明的是，以上仅为本实用新型的优选实施例，但实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型做出的非实质性修改，也均落入本实用新型的保护范围之内。