專利名稱：直流遠程供電的多路監(jiān)測和控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種直流遠程供電的多路監(jiān)測和控制電路。適用于移動室內(nèi)分布系統(tǒng)中的干放和直放站、有線電視適配器、路由器、光端機、無線基站等諸多設(shè)備使用的一路輸入、多路輸出的一帶多遠程供電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
直流遠程供電系統(tǒng)利用電纜，由局端向遠距離的設(shè)備提供饋電，解決了遠端設(shè)備因市電停電和電源接入的困難，使得設(shè)備的安裝、選址更方便，運行更可靠，維護工作量減少。但是在使用遠程供電系統(tǒng)中，尤其是一帶多的系統(tǒng)中，如果其中一條線路發(fā)生開路斷路、短路或過載、負載短路等情況，其中一路線路的短路、過載會引起其他正常線路的供電異常，而開路的線路上存在高壓，人一旦碰觸，會引發(fā)人身安全事故。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對上述存在的問題，提供一種直流遠程供電的多路監(jiān)測和控制電路，對每路輸出的開路、短路、過載異常情況進行實時監(jiān)測和控制，以完成對遠供電源系統(tǒng)的運行安全可靠提供最佳的保護功能。本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種直流遠程供電的多路監(jiān)測和控制電路，具有局端電源、多路輸出負載，其特征在于在所述局端電源和多路輸出負載之間接有多路監(jiān)測和控制單元；所述多路監(jiān)測和控制單元由主控電路、采樣電路、電流檢測電路、開路檢測電路、過流短路檢測電路、過流延時保護回路、輸出控制電路和多路輸出回路組成；多路輸出回路的輸出信號經(jīng)采樣電路采樣后分別經(jīng)電流檢測電路、開路檢測電路以及過流短路檢測電路和過流延時保護回路接至輸出控制電路，輸出控制電路輸出控制信號控制多路輸出回路；開路檢測電路的開路信號同時接至主控電路，主控電路還接有通信電路、鍵盤和液晶顯示屏。所述主控電路由MCU、鎖存器IC2和I/O擴展接口 IC3組成，I/O擴展接口 IC3的一組輸出信號經(jīng)二極管Dl接至輸出控制電路的電流型PWM控制芯片ICl的腳2，作為電流型PWM控制芯片ICl的控制信號，該控制芯片的輸出信號通過腳6并經(jīng)電阻R33、電阻Rll接至多路輸出回路，用來控制輸出回路中的控制開關(guān)Q4。所述采樣電路包括二極管D3、電流采樣電阻R4，二極管D3陽極連接控制開關(guān)Q4的S極，陰極連接電流采樣電阻R4;二極管D3陽極輸出開路采樣信號M1S，陰極輸出電流采樣信號MSI。所述電流檢測電路包括運算放大器IC6A、IC6D及其外圍電路組成的電流信號放大調(diào)節(jié)電路，電流采樣信號MSl經(jīng)電流信號放大調(diào)節(jié)電路后經(jīng)電阻RlS接至A/D轉(zhuǎn)換芯片IC5，完成A/D轉(zhuǎn)換后輸送至主控電路中MCU的28腳數(shù)據(jù)輸入端；所述電流檢測電路還包括最大值限流檢測電路，電流采樣信號MSl經(jīng)電阻R12接至輸出控制電路的電流型PWM控制芯片ICl腳3，由電流型PWM控制芯片ICl完成對每個周波的電流最大值限流檢測，該控制芯片的輸出信號經(jīng)電阻R33、電阻Rll接至多路輸出回路，用來控制輸出回路中的控制開關(guān)Q4。所述開路檢測電路具有運算放大器IC8A、IC8B,開路采樣信號MlS經(jīng)運算放大器IC8A及其外圍電路信號放大濾波后，經(jīng)電阻Rl3、二極管D3接至運算放大器IC8B與外圍電路組成的開路信號檢測電路，輸出開路檢測信號KL1，并經(jīng)二極管D6接至輸出控制電路中的電流型PWM控制芯片ICl腳2 ;開路檢測信號KLl還接至I/O擴展接口 IC3的18腳信號輸入端，經(jīng)IC3數(shù)據(jù)輸出口輸送至MCU的數(shù)據(jù)輸入口 D0-D7。所述過流短路檢測電路和過流延時保護回路包括運算放大器IC8C、電阻R4(TR43、電容C3和保護開關(guān)管Q3，電流型PWM控制芯片ICl輸出腳6的輸出控制信號經(jīng)電 阻R16接至運算放大器IC8C的輸入腳9，經(jīng)運算放大器IC8C和電阻R4(TR43、電容C3組成的過流信號檢測和積分延時電路，輸出腳8輸出過流檢測保護信號驅(qū)動保護開關(guān)管Q3，經(jīng)電阻R22控制Q4的開關(guān)。所述多路輸出回路包括電感 L4，控制開關(guān)Q4和二極管D4，電感L4串接在輸出回路中，二極管D4陽極接控制開關(guān)Q4的D極，二極管D4的陰極接電源正極。本實用新型的有益效果是本實用新型針對直流遠程供電系統(tǒng)進行實時多路監(jiān)測和管理控制，實現(xiàn)了對遠供局端帶多個負載設(shè)備的每個分路的遠程監(jiān)測和控制，有效地提高了供電的安全性和系統(tǒng)工作的可靠性，并有效地解決了遠端啟動時可能存在的沖擊電流過大的問題，避免在一帶多系統(tǒng)中由于一條線路發(fā)生短路或過載、負載短路等情況導致其他正常線路的供電異常。

圖I為本實用新型的組網(wǎng)電氣框圖。圖2為本實用新型多路監(jiān)測和控制電路電原理框圖。圖3、圖4為本實用新型中實施例的電路原理圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實施例具有局端電源I、多路輸出負載3，本例中局端電源I和多路輸出負載3之間接有多路監(jiān)測和控制單元2。圖2為本實用新型中多路監(jiān)測和控制單元2電原理框圖，所述多路監(jiān)測和控制單元2由主控電路201、采樣電路206、電流檢測電路203、開路檢測電路210、過流短路檢測電路204、過流延時保護回路205、輸出控制電路211和多路輸出回路209組成；多路輸出回路209與多路輸出負載3對應連接，多路輸出回路209的輸出信號經(jīng)采樣電路206采樣后分別經(jīng)電流檢測電路203、開路檢測電路210、以及過流短路檢測電路204和過流延時保護回路205接至輸出控制電路211，輸出控制電路211輸出控制信號控制多路輸出回路209 ;開路檢測電路210的開路信號同時接至主控電路201，主控電路201還接有通信電路202、鍵盤207和液晶顯示屏208。本例中多路輸出回路209包括電感L4、控制開關(guān)Q4和二極管D4，電感L4串接在輸出回路中，用來抑制短路時的主回路電流上升率，二極管D4陽極接控制開關(guān)Q4的D極，陰極接電源的正極，用以在控制開關(guān)Q4關(guān)斷瞬間，提供輸出回路的電流續(xù)流通道，以避免控制開關(guān)Q4因過壓擊穿(見圖4)。其他各分路以此類推。如圖3所示，本例的主控電路201由MCU、鎖存器IC2和I/O擴展接口 IC3組成，MCU (型號為AT89C51RD2)的腳32 39分別接鎖存器IC2 (型號74LS373)的腳18、腳17、腳14、腳13、腳8、腳7、腳4、腳3，鎖存器IC2的輸出腳2和腳5分別接I/O擴展接口 IC3 (型號82C55A)的腳9及腳8，I/O擴展接口 IC3的腳27 腳34接液晶顯示屏，I/O擴展接口IC3的輸出腳14作為報警信號輸出口，而I/O擴展接口 IC3的輸出腳ΡΑ(ΓΡΑ7輸出信號分別為多路監(jiān)測和控制單元2中的各路控制信號，各路控制信號經(jīng)二極管Dl接至各路輸出控制電路211中電流型PWM控制芯片ICl (型號UC3854)的腳2，該電流型PWM控制芯片的輸出信號通過腳6并經(jīng)電阻R33、電阻Rll接至多路輸出回路，用來控制輸出回路中的控制開關(guān)Q4。如圖4所示，本實施例中采樣電路206包括二極管D3、電流采樣電阻R4，二極管D3陽極連接輸出回路中控制開關(guān)Q4的S極，陰極連接電流采樣電阻R4 ;二極管D3陽極輸出開路米樣信號MlS,陰極輸出電流米樣信號MSI。 本例的電流檢測電路203包括運算放大器IC6A (LM324)、IC6D及其外圍電路組成的電流信號放大調(diào)節(jié)電路，電流采樣信號MSl經(jīng)電流信號放大調(diào)節(jié)電路后經(jīng)電阻RlS接至A/D轉(zhuǎn)換芯片IC5 (TLC1543)腳I，其他各分路電流采樣信號MSI經(jīng)調(diào)節(jié)后以此類推，接至A/D轉(zhuǎn)換芯片IC5腳2 8。完成A/D轉(zhuǎn)換后輸送至主控電路201中MCU的28腳數(shù)據(jù)輸入端。電流檢測電路203還包括最大值限流檢測電路，電流采樣信號MSl經(jīng)電阻R12接至輸出控制電路211的電流型PWM控制芯片ICl腳3，由電流型PWM控制芯片ICl完成對每個周波的電流最大值限流檢測，該控制芯片的輸出信號經(jīng)電阻R33、電阻Rll接至多路輸出回路209，用來控制輸出回路中的控制開關(guān)Q4 (見圖4)。當流入電流型PWM控制芯片ICl的電流超過設(shè)定值時，該芯片的輸出腳6輸出低電平，控制開關(guān)Q4關(guān)斷。其他各分路以此類推。如圖4所示，在所述多路監(jiān)測和控制單元2中開路檢測電路210包括運算放大器IC8A (LM324)、IC8B。電阻R24接開路采樣信號M1S，經(jīng)運算放大器IC8A、電阻R25 R27、電容C6、C12信號放大濾波后，經(jīng)電阻R13、二極管D3接至運算放大器IC8B、電阻R3(TR36組成的開路信號檢測電路，輸出開路檢測信號KLl，經(jīng)D6接至電流型PWM控制芯片ICl腳2 當檢測到線路開路時，KLl信號變高電平，使得電流型PWM控制芯片ICl腳6輸出低電平，從而關(guān)斷Q4 ；KL1信號還接至I/O擴展接口 IC3腳18，完成MCU對開路狀態(tài)的檢測。其他各分路以此類推。本實施例中多路監(jiān)測和控制單元2還具有過流短路檢測電路204和過流延時保護回路205，包括運算放大器IC8C (LM324)、電阻R40 R43、電容C3和保護開關(guān)管Q3 (8050)，電流型PWM控制芯片ICl輸出腳6的輸出控制信號經(jīng)電阻R16接至運算放大器IC8C的輸入腳9，經(jīng)運算放大器IC8C和電阻R4(TR43、電容C3組成的過流信號檢測和積分延時電路，輸出腳8輸出過流檢測保護信號驅(qū)動保護開關(guān)管Q3，經(jīng)電阻R22控制Q4的開關(guān)。該電路還包括三極管Q2 (8050)，三極管Q2經(jīng)電阻R35接至電流型PWM控制芯片ICl腳2，以使運算放大器IC8C檢測回路在信號關(guān)閉狀態(tài)下停止工作。其他各分路以此類推。在本實施例中主控電路201連接通訊電路202，具有RS485接口芯片IC14 (型號75176)，光耦PCI、PC2、PC3及電阻R7 Rl I、R100 R102組成的隔離型RS485通信接口以實現(xiàn)與上位機的通訊。其中，光耦PCl的腳4、PC2的腳2、PC3的腳2分別接作為MCU的腳10、腳13、腳11，RS485接口芯片IC14的輸出腳6及輸出腳7分別經(jīng)電阻R101、R102接接口485A和接口 485B (通過針座J6的腳1、2)。本實施例中，MCU配有由芯片X25045組成的單片機定時檢測保護電路。以上實施例只是原理性說明的一個范例，通過適當變換電路結(jié)構(gòu)而實施原理和本實用新型原理相近的電路實現(xiàn)方法，均視為本實用新型專利保護范圍內(nèi)。本實用新型的工作原理是多路監(jiān)測和控制單元2實時對各輸出回路209電流和線路狀態(tài)進行檢測，并根據(jù)輸出負載3的不同設(shè)定不同的工作電流上、下限值，當檢測到某路負載超過所給定的電流上限值或者低于所給定的電流下限值時，根據(jù)控制策略，實時控制該分路的輸出；通過開路檢測、短路、過流檢測回路，實現(xiàn)快速地的開路、短路和過流監(jiān)測保護，同時通過一定的延時，對過流實現(xiàn)限流后延時保護功能，達到抗沖擊性負載開啟瞬間電流較大的要求?！?br> 權(quán)利要求1.一種直流遠程供電的多路監(jiān)測和控制電路，具有局端電源(I)、多路輸出負載(3)，其特征在于在所述局端電源(I)和多路輸出負載(3)之間接有多路監(jiān)測和控制單元(2)； 所述多路監(jiān)測和控制單元(2)由主控電路(201)、采樣電路(206)、電流檢測電路(203),開路檢測電路(210 )、過流短路檢測電路(204 )、過流延時保護回路(205 )、輸出控制電路(211)和多路輸出回路(209 )組成；多路輸出回路(209)的輸出信號經(jīng)采樣電路(206 )采樣后分別經(jīng)電流檢測電路(203)、開路檢測電路(210)、以及過流短路檢測電路(204)和過流延時保護回路(205)接至輸出控制電路(211)，輸出控制電路(211)輸出控制信號控制多路輸出回路(209);開路檢測電路(210)的開路信號同時接至主控電路(201)，主控電路(201)還接有通信電路(202)、鍵盤(207)和液晶顯示屏(208)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直流遠程供電的多路監(jiān)測和控制電路，其特征在于所述主控電路(201)由MCU、鎖存器IC2和I/O擴展接口 IC3組成，I/O擴展接口 IC3的一組輸出信號經(jīng)二極管Dl接至輸出控制電路(211)的電流型PWM控制芯片ICl的腳2，作為電流型PWM控制芯片ICl的控制信號，該控制芯片的輸出信號通過腳6并經(jīng)電阻R33、電阻Rll接至多路輸出回路(209)，用來控制輸出回路中的控制開關(guān)Q4。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直流遠程供電的多路監(jiān)測和控制電路，其特征在于所述采樣電路(206)包括二極管D3、電流采樣電阻R4，二極管D3陽極連接控制開關(guān)Q4的S極，陰極連接電流采樣電阻R4 ;二極管D3陽極輸出開路采樣信號M1S，陰極輸出電流采樣信號MSI。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直流遠程供電的多路監(jiān)測和控制電路，其特征在于所述電流檢測電路(203)包括運算放大器IC6A、IC6D及其外圍電路組成的電流信號放大調(diào)節(jié)電路，電流采樣信號MSl經(jīng)電流信號放大調(diào)節(jié)電路后經(jīng)電阻RlS接至A/D轉(zhuǎn)換芯片IC5，完成A/D轉(zhuǎn)換后輸送至主控電路(201)中MCU的28腳數(shù)據(jù)輸入端； 所述電流檢測電路(203)還包括最大值限流檢測電路，電流采樣信號MSl經(jīng)電阻R12接至輸出控制電路(211)的電流型PWM控制芯片ICl腳3，由電流型PWM控制芯片ICl完成對每個周波的電流最大值限流檢測，該控制芯片的輸出信號經(jīng)電阻R33、電阻Rll接至多路輸出回路(209)，用來控制輸出回路中的控制開關(guān)Q4。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直流遠程供電的多路監(jiān)測和控制電路，其特征在于所述開路檢測電路(210)具有運算放大器IC8A、IC8B,開路采樣信號MlS經(jīng)運算放大器IC8A及其外圍電路信號放大濾波后，經(jīng)電阻R13、二極管D3接至運算放大器IC8B與外圍電路組成的開路信號檢測電路，輸出開路檢測信號KL1，并經(jīng)二極管D6接至輸出控制電路(211)中的電流型PWM控制芯片ICl腳2 ;開路檢測信號KLl還接至I/O擴展接口 IC3的18腳信號輸入端，經(jīng)IC3數(shù)據(jù)輸出口輸送至MCU的數(shù)據(jù)輸入口 D0-D7。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直流遠程供電的多路監(jiān)測和控制電路，其特征在于所述過流短路檢測電路(204)和過流延時保護回路(205)包括運算放大器IC8C、電阻R4(TR43、電容C3和保護開關(guān)管Q3，電流型PWM控制芯片ICl輸出腳6的輸出控制信號經(jīng)電阻R16接至運算放大器IC8C的輸入腳9，經(jīng)運算放大器IC8C和電阻R4(TR43、電容C3組成的過流信號檢測和積分延時電路，輸出腳8輸出過流檢測保護信號驅(qū)動保護開關(guān)管Q3，經(jīng)電阻R22控制Q4的開關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直流遠程供電的多路監(jiān)測和控制電路，其特征在于所述多路輸出回路(209)包括電感L4、控制開關(guān)Q4和二極管D4，電感L4串接在輸出回路中，二極管D4陽極接控制 開關(guān)Q4的D極，二極管D4的陰極接電源正極。
專利摘要本實用新型涉及一種直流遠程供電的多路監(jiān)測和控制電路。本實用新型的目的是提供一種直流遠程供電的多路監(jiān)測和控制電路，對每路輸出的開路、短路、過載異常情況進行實時監(jiān)測和控制，以完成對遠供電源系統(tǒng)的運行安全可靠提供最佳的保護功能。本實用新型的技術(shù)方案是一種直流遠程供電的多路監(jiān)測和控制電路，具有局端電源、多路輸出負載，其特征在于在所述局端電源和多路輸出負載之間接有多路監(jiān)測和控制單元。本實用新型適用于移動室內(nèi)分布系統(tǒng)中的干放和直放站、有線電視適配器、路由器、光端機、無線基站等諸多設(shè)備使用的一路輸入、多路輸出的一帶多遠程供電系統(tǒng)。
文檔編號H02H3/00GK202602239SQ20122010172
公開日2012年12月12日 申請日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月16日
發(fā)明者周忠永, 林燦, 嚴輝強, 施宇輝, 錢立峰 申請人:杭州信控科技有限公司