CN219892938U - 一种可调的交流过压保护信号匹配器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调的交流过压保护信号匹配器，包括可调过压检测模块、信号整流模块和逻辑匹配模块；所述可调过压检测模块，用于检测交流电压幅值是否超过设定的参考动作阈值；所述信号整流模块，用于接收来自所述可调过压检测模块的信号，并实现信号转换和信号传递给下一级电路的功能；所述逻辑匹配模块，用于通过正逻辑控制电路或负逻辑控制电路的转换来实现端口Sn与外接电路之间信号匹配的功能。本发明提供的一种可调的交流过压保护信号匹配器，与现有技术相比，通用性增强，匹配交流过压保护信号的电压值范围宽且可以调整，正逻辑控制输出或负逻辑控制输出选择性灵活。

Description

一种可调的交流过压保护信号匹配器

技术领域

本发明涉及交流电保护应用领域，特别是涉及一种可调的交流过压保护信号匹配器。

背景技术

为了保持交流用电设备和装置长期安全稳定运行，特别是在交流电源电压非恒定的应用场合，设置交流过压保护电路是其重要的保护手段之一，随着数字化电路的发展，设计好与之连接的交流过压保护的信号匹配电路，是成功实现保护功能的关键。

交流过压保护的信号匹配电路包含正逻辑控制和负逻辑控制两种方式，两者输出结果完全不同；

（1）正逻辑控制，在控制电路当中，当输入信号为高电平时，则输出信号为高电平；当输入信号为低电平时，则输出信号为低电平；

（2）负逻辑控制，在控制电路当中，当输入信号为高电平时，则输出信号为低电平；当输入信号为低电平时，则输出信号为高电平。

发明人在实现本发明实施过程中发现，现阶段采用的交流过压保护电路，用于匹配交流过压保护信号的电压值范围较窄，且不可调整；另外，传统的保护电路正逻辑控制输出或负逻辑控制输出单一，且通常固定不变，选择性不灵活，因此其通用性相对较差。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种可调的交流过压保护信号匹配器，具体技术方案是：

包括可调过压检测模块、信号整流模块和逻辑匹配模块；

所述可调过压检测模块，用于检测交流电压幅值是否超过设定的参考动作阈值；包含双向晶闸管K、可调电阻RW1、充电电阻R1、放电电阻R2、充放电电容C1、双向触发二极管D1；可调电阻RW1为等效的两端口器件，双向晶闸管K的第一阳极T1连接可调电阻RW1的一端，此连接点设置为端口Vp，双向晶闸管K的第二阳极T2连接充放电电容C1的一端，此连接点设置为端口Sm，可调电阻RW1的另一端与充电电阻R1的一端相连，充电电阻R1的另一端分别与放电电阻R2的一端和充放电电容C1的另一端相连，放电电阻R2的另一端与双向触发二极管D1的一端相连，双向触发二极管D1的另一端与双向晶闸管K的控制极G相连；

所述信号整流模块，用于接收来自所述可调过压检测模块的信号，并实现信号转换和信号传递给下一级电路的功能；包含整流桥B1和滤波电容C2；其中整流桥B1交流侧的一端设置为端口Vn，整流桥B1交流侧的另一端连接所述端口Sm，整流桥B1直流侧的正端设置为端口Sn，整流桥B1直流侧的负端连接电源地GND1，滤波电容C2的一端连接端口Sn，滤波电容C2的另一端连接电源地GND1；

所述逻辑匹配模块，用于通过正逻辑控制电路或负逻辑控制电路的转换来实现所述端口Sn与外接电路之间信号匹配的功能；包含稳压限流电阻R3、稳压二极管D2、偏置电阻R4、三极管T1、三极管T2、下拉电阻R5和上拉电阻R6；其中稳压限流电阻R3的一端连接所述端口Sn，稳压限流电阻R3的另一端连接稳压二极管D2的阴极、偏置电阻R4的一端、三极管T1的基极和三极管T2的基极，稳压二极管D2的阳极和偏置电阻R4的另一端连接电源地GND1，三极管T1的集电极连接电源VCC，三极管T1的发射集设置为信号输出端Uout1，三极管T1的发射集连接下拉电阻R5的一端，下拉电阻R5的另一端连接电源地GND1，三极管T2的集电极设置为信号输出端Uout2，三极管T2的集电极连接上拉电阻R6的一端，上拉电阻R6的另一端连接电源VCC，三极管T2的发射集连接电源地GND1；

所述信号输出端Uout1用于正逻辑控制输出，所述信号输出端Uout2用于负逻辑控制输出；

所述端口Vp和所述端口Vn用于外接交流输入信号。

进一步地，在所述偏置电阻R4和电源地GND1之间串接一个发光二极管LED1，用于可调过压检测模块动作与否的信号指示。

本发明的有益效果是，提供的一种可调的交流过压保护信号匹配器，与现有技术相比，通用性增强，匹配交流过压保护信号的电压值范围宽且可以调整，正逻辑控制输出或负逻辑控制输出选择性灵活。

附图说明

图1为本发明一种可调的交流过压保护信号匹配器典型示意图。

图2为本发明添加发光二极管LED1的一个方案。

图3为本发明的一个具体实施实例。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

如图1所示，为本发明一种可调的交流过压保护信号匹配器典型示意图，包括可调过压检测模块、信号整流模块和逻辑匹配模块；

所述可调过压检测模块，用于检测交流电压幅值是否超过设定的参考动作阈值；包含双向晶闸管K、可调电阻RW1、充电电阻R1、放电电阻R2、充放电电容C1、双向触发二极管D1；可调电阻RW1为等效的两端口器件，双向晶闸管K的第一阳极T1连接可调电阻RW1的一端，此连接点设置为端口Vp，双向晶闸管K的第二阳极T2连接充放电电容C1的一端，此连接点设置为端口Sm，可调电阻RW1的另一端与充电电阻R1的一端相连，充电电阻R1的另一端分别与放电电阻R2的一端和充放电电容C1的另一端相连，放电电阻R2的另一端与双向触发二极管D1的一端相连，双向触发二极管D1的另一端与双向晶闸管K的控制极G相连；

所述信号整流模块，用于接收来自所述可调过压检测模块的信号，并实现信号转换和信号传递给下一级电路的功能；包含整流桥B1和滤波电容C2；其中整流桥B1交流侧的一端设置为端口Vn，整流桥B1交流侧的另一端连接所述端口Sm，整流桥B1直流侧的正端设置为端口Sn，整流桥B1直流侧的负端连接电源地GND1，滤波电容C2的一端连接端口Sn，滤波电容C2的另一端连接电源地GND1；

所述逻辑匹配模块，用于通过正逻辑控制电路或负逻辑控制电路的转换来实现所述端口Sn与外接电路之间信号匹配的功能；包含稳压限流电阻R3、稳压二极管D2、偏置电阻R4、三极管T1、三极管T2、下拉电阻R5和上拉电阻R6；其中稳压限流电阻R3的一端连接所述端口Sn，稳压限流电阻R3的另一端连接稳压二极管D2的阴极、偏置电阻R4的一端、三极管T1的基极和三极管T2的基极，稳压二极管D2的阳极和偏置电阻R4的另一端连接电源地GND1，三极管T1的集电极连接电源VCC，三极管T1的发射集设置为信号输出端Uout1，三极管T1的发射集连接下拉电阻R5的一端，下拉电阻R5的另一端连接电源地GND1，三极管T2的集电极设置为信号输出端Uout2，三极管T2的集电极连接上拉电阻R6的一端，上拉电阻R6的另一端连接电源VCC，三极管T2的发射集连接电源地GND1；

所述信号输出端Uout1用于正逻辑控制输出，所述信号输出端Uout2用于负逻辑控制输出；

所述端口Vp和所述端口Vn用于外接交流输入信号。

调节可调电阻RW1的值改变时间常数来调节充放电电容C1的充电速度快慢，即可调节双向晶闸管K的开通电压，相当于调节了设定的参考动作阈值的大小，当双向晶闸管K的开通的瞬间，充放电电容C1上的充电电压会高于双向触发二极管D1的转折电压；所述端口Vp和所述端口Vn外接了交流输入信号时，相当于外接的交流输入信号加载到所述可调过压检测模块和所述信号整流模块组成的串联交流回路上，可分两种工作状况：

（1）状况1，当所述端口Vp和所述端口Vn之间没有检测到过压信号时，充放电电容C1上的充电电压会低于双向触发二极管D1的转折电压，即检测外接的交流输入信号电压幅值不会超过设定的参考动作阈值，充放电电容C1不能通过放电电阻R2和双向触发二极管D1向双向晶闸管K的控制极G放电，双向晶闸管K不导通，可调过压检测模块相当于开路，此时在信号整流模块的端口Sn输出低电平，即未检测到过压信号；则信号输出端Uout1输出低电平，实现正逻辑的低电平输出，通过逻辑匹配模块与外接电路完成了正逻辑控制的信号匹配；另外，信号输出端Uout2输出高电平，实现负逻辑的高电平输出，即通过逻辑匹配模块与外接电路完成了负逻辑控制的信号匹配；

（2）状况2，当所述端口Vp和所述端口Vn之间检测到过压信号时，充放电电容C1上的充电电压会高于双向触发二极管D1的转折电压，即检测外接的交流输入信号电压幅值超过设定的参考动作阈值，充放电电容C1会通过放电电阻R2和双向触发二极管D1向双向晶闸管K的控制极G放电，双向晶闸管K导通，可调过压检测模块相当于短路，此时在信号整流模块的端口Sn输出高电平，即检测到过压信号；则信号输出端Uout1输出高电平，实现正逻辑的高电平输出，即通过逻辑匹配模块与外接电路完成了正逻辑控制的信号匹配；另外，信号输出端Uout2输出低电平，实现负逻辑的低电平输出，即通过逻辑匹配模块与外接电路完成了负逻辑控制的信号匹配。

通过以上所述可知，本发明达到了匹配交流过压保护信号的电压值范围较宽，且可以调整，正逻辑控制输出或负逻辑控制输出选择性灵活，通用性增强的目的。

如附图2所示，为本发明添加发光二极管LED1的一个方案，在所述偏置电阻R4和电源地GND1之间串接一个发光二极管LED1，用于可调过压检测模块动作与否的信号指示。

如附图3所示，为本发明的一个具体实施实例，调节可调电阻RW1的值改变时间常数来调节充放电电容C1的充电速度快慢，即可调节双向晶闸管K的开通电压，相当于调节了参考动作阈值的大小；

（1）调节可调电阻RW1的值可设定参考动作阈值为50V，当交流输入信号Vi大于设定的50V参考动作阈值时，充放电电容C1上的充电电压会高于双向触发二极管D1的转折电压，即检测外接的交流输入信号电压幅值超过设定的参考动作阈值，双向晶闸管K导通，此时在信号整流模块的端口Sn输出高电平；

（2）当交流输入信号Vi小于设定的50V参考动作阈值时，充放电电容C1上的充电电压不会高于双向触发二极管D1的转折电压，即检测外接的交流输入信号电压幅值不会超过设定的参考动作阈值，则双向晶闸管K不导通，此时在信号整流模块的端口Sn输出低电平。

依此，用户可根据正逻辑控制电路或负逻辑控制电路的需求，可选择信号输出端Uout1或信号输出端Uout2信号输出，能灵活地实现与外接电路完成正逻辑控制或负逻辑控制的信号匹配。

Claims (2)

1.一种可调的交流过压保护信号匹配器，其特征在于，包括可调过压检测模块、信号整流模块和逻辑匹配模块；

所述可调过压检测模块，用于检测交流电压幅值是否超过设定的参考动作阈值；包含双向晶闸管K、可调电阻RW1、充电电阻R1、放电电阻R2、充放电电容C1、双向触发二极管D1；可调电阻RW1为等效的两端口器件，双向晶闸管K的第一阳极T1连接可调电阻RW1的一端，此连接点设置为端口Vp，双向晶闸管K的第二阳极T2连接充放电电容C1的一端，此连接点设置为端口Sm，可调电阻RW1的另一端与充电电阻R1的一端相连，充电电阻R1的另一端分别与放电电阻R2的一端和充放电电容C1的另一端相连，放电电阻R2的另一端与双向触发二极管D1的一端相连，双向触发二极管D1的另一端与双向晶闸管K的控制极G相连；

所述信号整流模块，用于接收来自所述可调过压检测模块的信号，并实现信号转换和信号传递给下一级电路的功能；包含整流桥B1和滤波电容C2；其中整流桥B1交流侧的一端设置为端口Vn，整流桥B1交流侧的另一端连接所述端口Sm，整流桥B1直流侧的正端设置为端口Sn，整流桥B1直流侧的负端连接电源地GND1，滤波电容C2的一端连接端口Sn，滤波电容C2的另一端连接电源地GND1；

所述逻辑匹配模块，用于通过正逻辑控制电路或负逻辑控制电路的转换来实现所述端口Sn与外接电路之间信号匹配的功能；包含稳压限流电阻R3、稳压二极管D2、偏置电阻R4、三极管T1、三极管T2、下拉电阻R5和上拉电阻R6；其中稳压限流电阻R3的一端连接所述端口Sn，稳压限流电阻R3的另一端连接稳压二极管D2的阴极、偏置电阻R4的一端、三极管T1的基极和三极管T2的基极，稳压二极管D2的阳极和偏置电阻R4的另一端连接电源地GND1，三极管T1的集电极连接电源VCC，三极管T1的发射集设置为信号输出端Uout1，三极管T1的发射集连接下拉电阻R5的一端，下拉电阻R5的另一端连接电源地GND1，三极管T2的集电极设置为信号输出端Uout2，三极管T2的集电极连接上拉电阻R6的一端，上拉电阻R6的另一端连接电源VCC，三极管T2的发射集连接电源地GND1；

所述信号输出端Uout1用于正逻辑控制输出，所述信号输出端Uout2用于负逻辑控制输出；

所述端口Vp和所述端口Vn用于外接交流输入信号。

2.根据权利要求1所述的一种可调的交流过压保护信号匹配器，其特征在于，在所述偏置电阻R4和电源地GND1之间串接一个发光二极管LED1，用于可调过压检测模块动作与否的信号指示。