一種配電終端控制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種配電終端控制裝置，包括微處理器、數(shù)據(jù)鎖存器、第一和第二低通濾波電路、光耦隔離電路、晶體管和繼電器；微處理器輸出端與數(shù)據(jù)鎖存器輸入端連接；數(shù)據(jù)鎖存器輸出端與第一低通濾波電路輸入端連接；第一低通濾波電路輸出端與晶體管輸入端直接連接或與光耦隔離電路輸入端連接；光耦隔離電路輸出端與第二低通濾波電路輸入端連接；第二低通濾波電路輸出端與晶體管輸入端連接；晶體管輸出端與繼電器輸入端連接。本實(shí)用新型采用多級低通濾波電路設(shè)計，增強(qiáng)了該裝置在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境中的抗干擾能力；并采用晶體管控制繼電器，大大減少了控制輸出的時間；且體積減小節(jié)省空間，還能提高電路板的電磁兼容性能。
【專利說明】—種配電終端控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及配電自動化【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種配電終端控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，可能發(fā)生各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，為了提高供電可靠性，就要求配電終端控制裝置能夠快速、準(zhǔn)確地切除電力系統(tǒng)中的故障元件，以保證其它無故障區(qū)域迅速恢復(fù)供電。隨著配電網(wǎng)日益不斷的擴(kuò)大，對提高供電可靠性的要求越來越高，因此縮短配電終端輸出的時間以及確保防誤動非常重要。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)之配電終端控制裝置通常采用多級繼電器實(shí)現(xiàn)，多級繼電器之間沒有預(yù)防電路干擾和誤動的裝置或電路，抗干擾性能差。繼電器自身外形尺寸較大，占用電路板空間也大，電路板上線與線之間距離，電路的電磁兼容性能也會受到影響；且繼電器為機(jī)械器件，開關(guān)時間為毫秒級，其控制輸出的時間較長。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)之配電終端控制裝置的多級繼電器之間沒有預(yù)防電路干擾和誤動的不足之處，而提出一種控制輸出時間短、抗干擾性能強(qiáng)的配電終端控制裝置。
[0005]本實(shí)用新型解決所述技術(shù)問題可以通過采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):設(shè)計一種配電終端控制裝置，包括用于產(chǎn)生數(shù)字控制信號的微處理器、用于鎖定所述微處理器輸出數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)鎖存器、用于平滑過濾所述數(shù)據(jù)鎖存器輸出信號的第一低通濾波電路、用于輸出開關(guān)控制信號的繼電器和用于驅(qū)動所述繼電器的晶體管。
[0006]所述微處理器輸出端與所述數(shù)據(jù)鎖存器輸入端通過總線連接。所述數(shù)據(jù)鎖存器輸出端與所述第一低通濾波電路輸入端連接。所述第一低通濾波電路輸出端與所述晶體管輸入端連接。所述晶體管輸出端與所述繼電器輸入端連接。
[0007]所述配電終端控制裝置還包括用于輸入電信號隔離的光耦隔離電路和用于平滑過濾所述光耦隔離電路輸出信號的第二低通濾波電路。
[0008]所述第一低通濾波電路輸出端與所述光耦隔離電路輸入端連接。所述光耦隔離電路輸出端與所述第二低通濾波電路輸入端連接。所述第二低通濾波電路輸出端與晶體管輸入端連接。
[0009]所述光耦隔離電路包括用于輸入電信號隔離的光耦隔離器件與一個用于輸出端信號共地的接地電阻；所述光耦隔離器件的輸入端與第一低通濾波電路輸出端連接；所述光耦隔離器件的輸出端與第二低通濾波電路輸入端連接；所述電阻的一端與所述光耦器件的輸出端連接，所述電阻的另一端與所述第二低通濾波電路共地。
[0010]所述晶體管輸入端與所述第二低通濾波電路輸出端連接，所述晶體管輸出端與所述繼電器輸入端連接。
[0011]所述第一低通濾波電路和所述第二低通濾波電路均為RC低通濾波電路。所述RC低通濾波電路包括一個電阻與一個電容，所述電阻的一端為RC低通濾波電路的輸入端，所述電阻的另一端為RC低通濾波電路輸出端；所述電容一端與RC低通濾波電路輸出端連接，所述電容的另一端接地，其中，所述電阻與所述電容的連接端為RC低通濾波電路輸出端。
[0012]所述光耦隔離器件的隔離電壓彡5KV。
[0013]所述光耦隔離器件為芯片PS2501AL-1。
[0014]所述繼電器包括兩個輸出端，其中，所述兩個輸出端分別連接磁珠FBl和磁珠FB2。
[0015]所述數(shù)據(jù)鎖存器為芯片SN74HCT273NSR。
[0016]同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型所述配電終端控制裝置的有益效果是:用所述晶體管連接在第一低通濾波電路和繼電器之間，利用晶體管的電子開關(guān)來替代現(xiàn)有技術(shù)之的多級繼電器的機(jī)械開關(guān)，提高了配電終端控制裝置輸出響應(yīng)時間，開關(guān)信號輸出時間從毫秒級提高到納秒級，大大減少了配電控制輸出的時間，提高了配電終端控制裝置的實(shí)時響應(yīng)能力。
[0017]同時，利用晶體管做電子開關(guān)相比多級繼電器更為便宜，節(jié)約了硬件成本。而且晶體管體積減小，節(jié)約了電路板空間，使得電路板的布線空間更大，各電路連接線之間間隔距離擴(kuò)大，從而能實(shí)現(xiàn)更好的電路板電磁兼容性能。
[0018]在所述數(shù)據(jù)鎖存器和晶體管之間的第一低通濾波電路，濾除數(shù)據(jù)鎖存器輸出信號中的干擾信號，提升了配電終端控制裝置的抗干擾能力。
[0019]在所述第一低通濾波電路和晶體管之間還增加了光耦隔離電路和第二低通濾波電路；所述光耦隔離器件的隔離電壓高達(dá)5KV，所述光耦隔離電路隔離了強(qiáng)電磁干擾環(huán)境中的高壓輸電線路對配電終端控制裝置的干擾；在所述光耦隔離電路輸出后增加的第二低通濾波電路進(jìn)一步濾除了從強(qiáng)電磁干擾環(huán)境輸入到配電終端控制裝置的電磁干擾信號。通過上述光耦隔離電路和第二低通濾波電路進(jìn)一步提升了配電終端控制裝置的抗干擾能力。
[0020]所述繼電器兩個輸出端分別連接磁珠FBl和磁珠FB2，以濾除在繼電器斷開與閉合進(jìn)行高壓電路開關(guān)控制時產(chǎn)生的強(qiáng)電磁干擾信號，再一次提升了配電終端控制裝置的電磁兼容性能和抗干擾能力，防止了強(qiáng)干擾信號損壞配電終端控制裝置及相關(guān)設(shè)備，提高了配電終端控制裝置及相關(guān)設(shè)備的壽命。
[0021]綜上所述，本實(shí)用新型中的多級低通濾波電路、光耦隔離電路、繼電器及其兩輸出端的磁珠濾波，都增強(qiáng)了配電終端控制裝置在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境中的抗干擾能力；提高了配電終端控制裝置的可靠性，防止了繼電器誤動；晶體管開關(guān)替代多級繼電器開關(guān)，將配電終端控制裝置的輸出的時間從毫秒級縮短到納秒級，提高了配電終端控制裝置的快速響應(yīng)能力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本實(shí)用新型配電終端控制裝置第一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本實(shí)用新型配電終端控制裝置第一優(yōu)選實(shí)施例的電路示意圖；
[0024]圖3是本實(shí)用新型配電終端控制裝置第二優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4是本實(shí)用新型配電終端控制裝置第二優(yōu)選實(shí)施例的電路示意圖；
[0026]圖5是本實(shí)用新型配電終端控制裝置優(yōu)選實(shí)施例的數(shù)據(jù)鎖存器的電路示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合各附圖對本實(shí)用新型的內(nèi)容進(jìn)一步詳述。
[0028]本實(shí)用新型配電終端控制裝置之第一優(yōu)優(yōu)選實(shí)施例如圖1和圖2所示:包括微處理器10、數(shù)據(jù)鎖存器20、第一低通濾波電路30、晶體管40和繼電器50 ;其中，所述微處理器10輸出端與所述數(shù)據(jù)鎖存器20輸入端通過總線連接；所述數(shù)據(jù)鎖存器20輸出端與所述第一低通濾波電路30輸入端連接；所述第一低通濾波電路30輸出端與所述晶體管40輸入端連接；所述晶體管40輸出端與所述繼電器50輸入端連接。
[0029]下面具體介紹各個部分的作用:
[0030]微處理器10，用于產(chǎn)生數(shù)字控制信號。
[0031]數(shù)據(jù)鎖存器20，用于鎖定所述微處理器10輸出數(shù)據(jù)信號。
[0032]第一低通濾波電路30，用于平滑過濾所述數(shù)據(jù)鎖存器20輸出信號。如圖2所示:第一低通濾波電路30的電容C50與R87的連接端即RC低通濾波電路輸出端直接與晶體管40的輸入端連接，輸出開關(guān)控制信號。
[0033]晶體管40,用于放大所述第一低通濾波電路30輸出信號。如圖2所不,第一低通濾波電路30的輸出端與晶體管40的輸入端連接；即圖2中電阻R87和電容C50的連接端與晶體管Q20的基極即第I管腳連接，實(shí)現(xiàn)晶體管Q20的開斷控制。
[0034]如圖2所示，上述優(yōu)選實(shí)施例中的晶體管Q20的集電極即第3管腳連接電源YKDD ；晶體管Q20的發(fā)射極即第2管腳連接到繼電器LSl的I管腳。
[0035]繼電器50,用于輸出開關(guān)控制信號。如圖2所不:繼電器50的兩個輸出管腳分別連接磁珠FBl磁珠FB2來濾除高頻信號；通過磁珠FBl和磁珠FB2可濾除輸出信號中的高頻干擾信號，從而在繼電器50輸出端口 A和B處獲得消除高頻干擾的電路信號。
[0036]本實(shí)用新型配電終端控制裝置之第一優(yōu)選實(shí)施例中的配電終端控制裝置僅通過一級低通濾波器濾除干擾信號，且沒有采用光電隔離進(jìn)行輸入信號與輸出信號的隔離，只利用了繼電器本身具備的良好的電磁隔離性進(jìn)行了一級隔離來減少電磁干擾。
[0037]若需要獲得更優(yōu)的抗干擾性能，可以在第一優(yōu)選實(shí)施例的基礎(chǔ)上再增加光耦隔離電路和第二低通濾波電路。即在所述第一低通濾波電路和晶體管之間增加光耦隔離電路和第二低通濾波電路，光耦隔離電路可隔離強(qiáng)電磁環(huán)境中的高壓輸電線路對配電終端控制裝置的干擾，在光耦隔離電路輸出后增加的第二低通濾波電路進(jìn)一步濾除了強(qiáng)電磁環(huán)境中的對配電終端控制裝置的電磁干擾信號。通過上述光耦隔離電路和第二低通濾波電路可進(jìn)一步提升配電終端控制裝置的抗干擾能力。
[0038]本實(shí)用新型配電終端控制裝置之第二優(yōu)選實(shí)施例如圖3和圖4所示:包括微處理器10、數(shù)據(jù)鎖存器20、第一低通濾波電路30、光耦隔離電路60、第二低通濾波電路70、晶體管40和繼電器50。其中，所述微處理器10輸出端與所述數(shù)據(jù)鎖存器20輸入端通過總線連接；所述數(shù)據(jù)鎖存器20輸出端與所述第一低通濾波電路30輸入端連接；所述第一低通濾波電路30輸出端與所述光耦隔離電路60輸入端連接；所述光耦隔離電路60輸出端與所述第二低通濾波電路70輸入端連接；所述第二低通濾波電路70輸出端與晶體管40輸入端連接；所述晶體管40輸出端與所述繼電器50輸入端連接。
[0039]下面具體介紹各個部分的作用:
[0040]微處理器10，用于產(chǎn)生數(shù)字控制信號。
[0041]數(shù)據(jù)鎖存器20，用于鎖定所述微處理器10輸出數(shù)據(jù)信號。
[0042]第一低通濾波電路30，用于平滑過濾所述數(shù)據(jù)鎖存器20輸出信號。如圖4所示:第一低通濾波電路30的電容C50的兩端即RC低通濾波電路輸出端和地分別與光耦隔離芯片的第I和第2管腳連接。
[0043]光耦隔離電路60，用于輸入電信號隔離；所述光耦隔離電路60包括用于輸入電信號隔離的光耦隔離器件與一個用于輸出端信號共地的接地電阻；所述光耦隔離器件的輸入端與第一低通濾波電路30輸出端連接；所述光耦隔離器件的輸出端與第二低通濾波電路70輸入端連接；所述電阻的一端與所述光耦隔離器件的輸出端連接，所述電阻的另一端與所述第二低通濾波電路30共地。
[0044]所述光耦隔離電路60中的光耦隔離器件采用了型號為PS2501AL-1的光耦隔離芯片；所述光耦隔離芯片的隔離電壓> 5KV。
[0045]如圖4所示，第一低通濾波電路30的電容C50的兩端即RC低通濾波電路輸出端和地分別與光耦隔離芯片的第I和第2管腳連接；光耦隔離芯片的第3管腳連接到第二低通濾波電路70的輸入端；光耦隔離芯片的第4管腳連接電源VCC ;光耦隔離電路60實(shí)現(xiàn)輸入與輸出信號之間的電氣隔離，提高了電路的抗干擾能力。
[0046]第二低通濾波電路70，用于平滑過濾所述光耦隔離電路60輸出信號；光耦隔離電路的輸出端連接到第二低通濾波電路70即圖4中所示的電阻R90、電容C53組成的第二低通濾波電路的輸入端進(jìn)行二次低通濾波以抑制濾除高頻干擾。
[0047]晶體管40，用于驅(qū)動所述繼電器50。第二低通濾波電路70的輸出端與晶體管40的輸入端連接；即圖4中電阻R90和電容C53的連接端與晶體管Q20的基極即第I管腳連接，實(shí)現(xiàn)晶體管Q20的開斷控制。
[0048]如圖4所示，上述優(yōu)選實(shí)施例中的晶體管Q20的集電極即第3管腳連接電源YKDD ；晶體管Q20的發(fā)射極即2管腳連接到繼電器LSl的I管腳。
[0049]繼電器50，用于輸出開關(guān)控制信號。如圖4所示，繼電器50的兩個輸出管腳分別連接磁珠FBl磁珠FB2來濾除高頻信號；通過磁珠FBl和磁珠FB2可濾除輸出信號中的高頻干擾信號，從而在繼電器50輸出端口 A和B處獲得消除高頻干擾的電路信號。
[0050]上述優(yōu)選實(shí)施例中，所述微處理器10輸出端與所述數(shù)據(jù)鎖存器20輸入端通過總線連接；所述數(shù)據(jù)鎖存器20輸出端與所述第一低通濾波電路30輸入端連接；如圖5所示，上述優(yōu)選實(shí)施例中的數(shù)據(jù)鎖存器20采用TI公司型號為SN74HCT273NSR的芯片，用于鎖存從微控制器10的總線接口或其他接口如控制信號發(fā)生器發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信號。微處理器10的總線接口包括數(shù)據(jù)接口 D(TD7以及數(shù)據(jù)控制接口 CSl和RST，微處理器10通過所述總線接口與數(shù)據(jù)鎖存器20連接，所述數(shù)據(jù)鎖存器有8路輸出信號分別是YKFf YKF8，可同時連接多個輸出電路。數(shù)據(jù)鎖存器20輸出的數(shù)據(jù)信號YKFl，通過電阻R87和電容C50組成的第一低通濾波電路濾波后輸出到后級電路。
[0051]上述優(yōu)選實(shí)施例中繼電器50的兩個輸出管腳分別連接磁珠FBl磁珠FB2來濾除高頻信號；通過磁珠FBl和磁珠FB2可濾除輸出信號中的高頻干擾信號，從而在繼電器50輸出端口 A和B處獲得消除高頻干擾的電路信號。
[0052]上述優(yōu)選實(shí)施例中的第一低通濾波電路30和所述第二低通濾波電路70均為RC低通濾波電路；所述RC低通濾波電路包括一個電阻與一個電容；所述電阻與所述電容的連接端為RC低通濾波電路輸出端；所述電阻的一端為RC低通濾波電路的輸入端，所述電阻的另一端為RC低通濾波電路輸出端；所述電容一端與RC低通濾波電路輸出端連接，所述電容的另一端接地。第一低通濾波電路30和第二低通濾波電路70的電容接地端可依據(jù)各自需要的接到不同的地線。
【權(quán)利要求】
1.一種配電終端控制裝置，包括用于產(chǎn)生數(shù)字控制信號的微處理器(10)，其特征在于: 還包括用于鎖存所述微處理器(10)輸出數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)鎖存器(20)、用于平滑過濾所述數(shù)據(jù)鎖存器(20)輸出信號的第一低通濾波電路(30)、用于輸出開關(guān)控制信號的繼電器(50)和用于驅(qū)動所述繼電器(50)的晶體管(40)； 所述微處理器(10)輸出端與所述數(shù)據(jù)鎖存器(20)輸入端通過總線連接； 所述數(shù)據(jù)鎖存器(20)輸出端與所述第一低通濾波電路(30)輸入端連接； 所述第一低通濾波電路(30)輸出端與所述晶體管(40)輸入端連接； 所述晶體管(40 )輸出端與所述繼電器(50 )輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述配電終端控制裝置，其特征在于: 還包括用于輸入電信號隔離的光耦隔離電路(60)和用于平滑過濾所述光耦隔離電路(60)輸出信號的第二低通濾波電路(70)； 所述第一低通濾波電路(30)輸出端與所述光耦隔離電路(60)輸入端連接； 所述光耦隔離電路(60)輸出端與所述第二低通濾波電路(70)輸入端連接； 所述第二低通濾波電路(70)輸出端與晶體管(40)輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述配電終端控制裝置，其特征在于: 所述光耦隔離電路(60)包括用于輸入電信號隔離的光耦隔離器件與一個用于輸出端信號共地的接地電阻；所述光耦隔離器件的輸入端與第一低通濾波電路(30)輸出端連接；所述光耦隔離器件的輸出端與第二低通濾波電路(70)輸入端連接；所述電阻的一端與所述光耦隔離器件的輸出端連接，所述電阻的另一端與所述第二低通濾波電路(30)共地。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述配電終端控制裝置，其特征在于， 所述晶體管(40)輸入端與所述第二低通濾波電路(30)輸出端連接，所述晶體管(40)輸出端與所述繼電器(50)輸入端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述配電終端控制裝置，其特征在于: 所述第一低通濾波電路(30)和所述第二低通濾波電路(70)均為RC低通濾波電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述配電終端控制裝置，其特征在于: 所述RC低通濾波電路包括一個電阻與一個電容，所述電阻的一端為RC低通濾波電路的輸入端，所述電阻的另一端為RC低通濾波電路輸出端；所述電容一端與RC低通濾波電路輸出端連接，所述電容的另一端接地，其中，所述電阻與所述電容的連接端為RC低通濾波電路輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述配電終端控制裝置，其特征在于， 所述光耦隔離器件的隔離電壓> 5KV。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述配電終端控制裝置，其特征在于: 所述光耦隔離器件為芯片PS2501AL-1。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述配電終端控制裝置，其特征在于: 所述繼電器(50)包括兩個輸出端，其中，所述兩個輸出端分別連接磁珠FBl和磁珠FB2。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述配電終端控制裝置，其特征在于， 所述數(shù)據(jù)鎖存器(20)為芯片SN74HCT273NSR。
【文檔編號】H03K17/60GK203967718SQ201420326922
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】楊媛元 申請人:航天科工深圳（集團(tuán)）有限公司