一种费控断路器用共阳极信号转换电路的制作方法

1.本实用新型涉及信号转换电路领域，尤其涉及费控断路器用共阳极信号转换电路。


背景技术：

2.现有的费控电能表，其费控信号为交流信号，当电能表处于有费状态时，电能表内部费控输出接点闭合，此时输出电压为ac 220v的费控信号。当电能表处于欠费状态时，电能表内部的费控输出接点断开，此时输出电压为0。对应的费控专用断路器通过接收该费控信号，来确定断路器处于合闸状态还是分闸状态。
3.然而对于非费控专用断路器，由于控制分闸和合闸的信号接入点为有源接点，其电压一般为直流低压，无法与现有费控电能表费控接点输出电压兼容，因此需要通过费控信号转换电路进行转换。常规的费控信号转换电路是通过有源电平转换电路进行转换，但此种电路需要单独电源，且电路复杂，成本高，功耗大，不适用于费控转换场合。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提出了一种费控断路器用共阳极信号转换电路，由光耦u1、pmos管v1、pmos管v2、二极管d1、二极管d2、电阻r1、r2、r3、r4、r5、电容c1、c2构成。所述光耦u1的阳极通过所述电阻r2与电能表费控信号输出接点fk_l连接，所述光耦u1的阴极与电能表费控信号输出接点fk_n连接，所述光耦u1的集电极通过所述电阻r1与所述pmos管v1的源极连接，所述pmos管v1的栅极与所述光耦u1的发射极连接，所述pmos管v1的源极与断路器共阳极电源接点com+连接，所述pmos管v1的漏极与所述二极管d2的负极连接，所述电容c1两端分别与所述pmos管v1的源极和栅极连接，所述二极管d1的负极与断路器控制合闸输入接点hz
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连接，所述二极管d1的正极通过所述电阻r4与所述光耦u1的发射极连接，所述二极管d2的负极与断路器控制分闸输入接点fz
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连接，所述二极管d2的正极通过所述电阻r4与所述光耦u1的发射极连接，所述pmos管v2的栅极通过所述电阻r5与所述二极管d2的负极连接，所述pmos管v2的源极与断路器共阳极电源接点com+连接，所述pmos管v2的漏极与所述二极管d1的负极连接，所述电阻r3与所述电容c2并联在所述pmos管v2的栅极与源极之间。
5.优选地，所述光耦u1的电流传输比为300％至600％。
6.优选地，所述电阻r4阻值与所述电阻r1阻值的比例为100倍至1000倍。
7.优选地，所述电阻r5阻值与所述电阻r3阻值的比例为1倍至10倍。
8.优选地，所述电阻r4和所述电阻r3的阻值为兆欧级。
9.该电路克服了常规的费控信号转换电路需要单独电源的问题，在无需外接单独电源基础上，仅依托费控信号输出的信号进行驱动，可实现与共阳极遥控输入接点的断路器进行连接，实现费控功能，具有极低功耗，低成本，电路简单，运行可靠的特点。
附图说明
10.图1为费控断路器用共阳极信号转换电路图。
具体实施方式
11.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
12.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
13.还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
14.如图1所示，一种费控断路器用共阳极信号转换电路，由光耦u1、pmos管v1、pmos管v2、二极管d1、二极管d2、电阻r1、r2、r3、r4、r5、电容c1、c2构成。所述光耦u1的阳极通过所述电阻r2与电能表费控信号输出接点fk_l连接，所述光耦u1的阴极与电能表费控信号输出接点fk_n连接，所述光耦u1的集电极通过所述电阻r1与所述pmos管v1的源极连接，所述pmos管v1的栅极与所述光耦u1的发射极连接，所述pmos管v1的源极与断路器共阳极电源接点com+连接，所述pmos管v1的漏极与所述二极管d2的负极连接，所述电容c1两端分别与所述pmos管v1的源极和栅极连接，所述二极管d1的负极与断路器控制合闸输入接点hz
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连接，所述二极管d1的正极通过所述电阻r4与所述光耦u1的发射极连接，所述二极管d2的负极与断路器控制分闸输入接点fz
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连接，所述二极管d2的正极通过所述电阻r4与所述光耦u1的发射极连接，所述pmos管v2的栅极通过所述电阻r5与所述二极管d2的负极连接，所述pmos管v2的源极与断路器共阳极电源接点com+连接，所述pmos管v2的漏极与所述二极管d1的负极连接，所述电阻r3与所述电容c2并联在所述pmos管v2的栅极与源极之间。
15.当电能表费控信号输出接点fk_l和fk_n无电压时，电阻r1与光耦u1输入回路不导通，因此光耦u1无输出。此时，pmos管v1的栅极电压被二极管d1强制钳位到与断路器控制合闸输入接点hz
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几乎一致。因此，pmos管v1的栅极电压低于源极电压，且达到pmos管开启电压阈值，因此pmos管v1导通，从而使断路器共阳极电源接点com+与断路器控制分闸输入接点fz
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形成回路，断路器接收到分闸控制信号，断路器实现分闸动作并长久保持。
16.由于pmos管v1的导通，断路器共阳极电源接点com+与断路器控制分闸输入接点fz
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的电压相同。因此，即使电阻r3、r5构成信号回路，pmos管v2栅极与源极电压相同，不能达到pmos管开启电压阈值，pmos管v2关断，断路器控制合闸输入接点hz
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为低，断路器不合闸。此时，断路器合闸与分闸控制信号形成互锁关系。
17.当电能表费控信号输出接点fk_l和fk_n有电压时，电阻r1与光耦u1输入回路导通，光耦u1输出导通。此时，pmos管v1的栅极与源极通过电阻r1形成电气连接，其电压差不足以使pmos管v1导通。因此，断路器控制分闸输入接点fz
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信号为低，断路器不处于分闸状态。同时，由于断路器控制分闸输入接点fz
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电压信号为低，因此电阻r3，电阻r5形成的通路
中，在pmos管v2的控制极与源极之间的电压差足以使pmos管v2导通，因此断路器共阳极电源接点com+信号与断路器控制合闸输入接点hz
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信号电压一致，断路器合闸。
18.为确保当电阻r1、r4、二极管d1、d2形成通路时，pmos管v1的栅极与源极电压差不能使开关管导通，电阻r4阻值应远大于电阻r1阻值，其常见比例约为100至1000倍。
19.为确保当电阻r3、r5电阻形成通路时，pmos管v2的栅极与源极电压差能使pmos管v2导通，电阻r5阻值与电阻r3阻值应相差不大，其常见比例约为1倍至10倍。
20.由于电能表的费控信号为交流信号，信号按周期变化，为确保pmos管v1和v2的控制信号电平稳定，在pmos管v1和v2的源极和栅极之间并联电容进行滤波，使控制信号平稳。
21.由于电能表费控信号电流极小，一般小于200ua，驱动光耦能力极弱，因此光耦的输出驱动能力弱，为确保电路在此极低功耗下工作。光耦的电流传输比应较大，优选为300％至600％。电阻r4和r3的阻值应较大，优选为兆欧级。
22.本实用新型实施例可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
23.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，上述假设的这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。