基于阻容降压的残压检测模块电路的制作方法

1.本实用新型涉及残压检测技术领域，尤其涉及基于阻容降压的残压检测模块电路。


背景技术：

2.拥有配电自动化故障恢复过程中，馈线终端ftu或站所终端dtu需在系统掉电的情况下检测断路器开关的电压，通过保存的残压状态，来保证电网恢复过程中系统不会误动作，进而提高供电可靠性、保证电网运行安全。
3.目前使用较多的是在供电回路检测残压闭锁。该方法通过使用变压器做电压变换，检测到残压后，使继电器得电输出残压信号，同时对电容充电，充电到达一定电压之后，切断继电器得电回路，使电路闭锁。
4.上述方案使用变压器成本高，而且电压兼容性不强，无法兼容57.7v\100v\220v电源。无直流稳压电路，电路电压突变可能会烧毁变压器与后级电路。无延时检测，该电路只要检测到电压就会动作，可靠性不强。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而公开基于阻容降压的残压检测模块电路。
6.为了实现本实用新型的目的，本实用新型采取的技术方案是：
7.基于阻容降压的残压检测模块电路，包括阻容降压电路，所述阻容降压电路电性连接全波整流电路，全波整流电路电性连接残压检测电路，残压检测电路电性连接残压信号隔离电路和电源隔离电路；所述残压检测电路包括双线圈继电器，双线圈继电器第一引脚电连接双线圈继电器第十引脚和第四二极管阴极，双线圈继电器第四引脚接地，双线圈继电器第五引脚电连接第二电容的一端、第二二极管阳极和残压信号隔离电路，第二电容的另一端电性连接第二二极管、第一电阻和残压信号隔离电路，第一电阻另一端电连接电源隔离电路，双线圈继电器第七引脚电连接第五二极管阳极和残压信号隔离电路，双线圈继电器第六引脚电连接第五二极管阴极和电源隔离电路，双线圈继电器第十二引脚电连接第四二极管阳极，双线圈继电器第九引脚电连接全波整流电路、第二十七电阻的一端、比较器的电源供应端和第十三电阻的一端，第十三电阻的另一端电连接第九电容的一端和比较器的正向输入端，比较器的反向输入端电连接第二十六电阻的一端和第二十七电阻的另一端，第二十六电阻的另一端电连接第六电容的一端、地信号和全波整流电路，比较器输出端电连接第三二极管阴极和第一二极管阴极第三二极管阳极电连接第二稳压二极管阴极、第七电阻的一端和第六电容的另一端，第二稳压二极管阳极电连接第二三极管基极，第二三极管发射极接地，第二三极管集电极电连接第四电阻的一端、第一二极管阳极和第一稳压二极管阴极，第一稳压二极管阳极电连接第一三极管基极，第一三级管发射极接地，第一三极管集电极电连接双线圈继电器第十二引脚，第四电阻的另一端电连接第七电阻的另一端
和全波整流电路。
8.进一步的，所述阻容降压电路包括压敏电阻，压敏电阻的一端电连接第三电阻的一端、第三电容的一端和第五电阻的一端，第三电阻的另一端电连接a相电压，第三电容的另一端电连接第五电阻的另一端和全波整流电路，压敏电阻的另一端电连接第九电阻的一端、第十二电阻的一端和全波整流电路，第九电阻的另一端电连接n相电压，第十二电阻的另一端电连接b相电压。
9.进一步的，所述全波整流电路包括整流器，整流器第三引脚和第四引脚电连接阻容降压电路，整流器第二引脚接地，整流器第一引脚电连接第四电解电容的正极、第五电容的一端、第六电阻的一端、可调稳压源的一端和双线圈继电器第九引脚、第四电阻的另一端和第七电阻的另一端，第四电解电容的负极电连接第五电容的另一端、第八电阻的一端、可调稳压源的另一端、第六电容的另一端和地信号，第六电阻的另一端电连接第八电阻的另一端和可调稳压源。
10.进一步的，所述残压信号隔离电路包括第三光耦，第三光耦第一引脚电连接第十电阻的一端和第八电容的一端，第十电阻的另一端电连接第二电阻的另一端，第三光耦的第二引脚电连接第十一电阻的一端和第八电容的另一端，第十一电阻的另一端电连接第二电阻的另一端，第三光耦的第三引脚电连接第七电容的一端和地信号，第三光耦的第四引脚电连接第七电容的另一端和双线圈继电器的第七引脚，第二电阻另一端电连接第一电容的一端和第四光耦第四引脚，第四光耦第一引脚电连接第二二极管阴极、第二电容另一端和第一电阻一端，第四光耦第二引脚电连接双线圈继电器第五引脚、第二电容的一端和第二二极管阳极，第四光耦第三引脚电连接第一电容的另一端和地信号。
11.进一步的，所述电源隔离电路包括隔离电源模块，隔离电源模块第一引脚电连接第一输入电压、第十八电容的一端和第十七电容的一端，隔离电源模块第二引脚电连接地信号、第十八电容的另一端和第十七电容的另一端，隔离电源模块的第五引脚电连接第十九电容的一端、第二十电容的一端、地信号和第二十五电阻，隔离电源模块第七引脚电连接第十九电容的另一端、第二十电容的另一端、双线圈继电器第六引脚和第二十五电阻的另一端。
12.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
13.1、残压电路需根据现场使用的供电方式进行调整，本设计可通过电阻r9、r12来对检测相电压或线电压进行切换。
14.2、残压电路需小型化，本设计使用阻容降压电路替代变压器电路，能同时满足57.7v\100v\220v残压检测要求。
15.3、残压电路的可靠性要求非常高，本设计使用电容充电延时检测残压，保证残压电路动作的稳定性，检测到残压后，电路也会自动闭锁，可靠性强。
16.4、残压电路不能影响到内部电路，本设计全部使用隔离电路，保证内部电路不受影响。
附图说明
17.图1为本实用新型阻容降压、全波整流、残压检测电路图；
18.图2为本实用新型残压检测、残压信号隔离、电源隔离电路图。
具体实施方式
19.以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。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，并不用于限定本实用新型。
20.实施例1
21.本电路可满足测量57.7v\100v\220v线路，输入交流电源时间需大于35ms，继电器才会动作并输出残压信号给内部控制器，内部控制器可以发送复归信号使残压检测电路复位。
22.该设计主要由五部分组成，分别是阻容降压电路，全波整流稳压电路，残压检测电路，残压信号隔离电路，电源隔离电路。
23.阻容降压电路由电阻r3、r5、r9、r12，电容c3、压敏电阻rv2组成。r9、r19用于切换检测方式，r9检测相电压，r12检测线电压；rv1为压敏电阻，仿真输入电压过大烧毁后级电路；c3为限流电容，c3在电路中的阻抗为xc＝1/ωc,ω为交流电源的角频率，电路的最大电流i
max
＝ua/xc，能够动态分配负载与电容器两端电压。此设计采用容量为1uf的x2安规电容，保证电路的安全性；r3用于吸收交流电源的突波与浪涌，r5为电容c3提供一个泄放路径，保证断电后电容能够安全放电，保护人身安全。
24.全波整流稳压电路由整流器rec1，电解电容c4，电容c5，可调稳压源u2，电阻r6、r8组成。该电路可将交流信号转换成直流信号，用于后级电路供电与残压检测。整流桥rec1先将输入的交流电转换成脉动直流电，再由c4、c5组成的电容滤波电路变为较平滑的直流电，最终由u2、r6、r8组成的tl431稳压电路将输出电压稳定在最终由u2、r6、r8组成的tl431稳压电路将输出电压稳定在
25.残压检测电路由电阻r4、r7、r13、r26，电容c6、c7、c9，普通二极管d1、d3、d4、d5，稳压二极管z1，z2，三极管v1、v2，双线圈继电器k1组成。电路具有延时检测残压，自动闭锁等功能。上电瞬间，hvcc通过电阻r13给电容c9充电，u7同相输入端电压功能。上电瞬间，hvcc通过电阻r13给电容c9充电，u7同相输入端电压反相输入端电压反相输入端电压此时比较器u7的同相输入端电压小于反向输入端电压，u7输出为低电平(0v)，二极管d1、d3导通，稳压二极管z1、z2处于反向截止状态，三极管v1、v2截止，c6通过d3放电，继电器k1线圈1未得电，无残压信号输出。
26.一段时间后，当电容c9两端电压上升到大于r26两端电压，此时比较器u7的同相输入端电压大于反向输入端电压，u7输出为高电平(hvcc电压)，d1、d2截止，稳压管z1反向击穿，使得v1饱和，hvcc通过电阻r7给电容c6充电，稳压管z2截止，三极管v2截止。pw3通过继电器k1的辅助触点与hvcc相连，com2由于三极管v1的导通接地，k1的线圈1得电，使继电器的3、4脚断开，9、10脚断开，4、5脚相连，8、9脚相连。pw3与hvcc直接的辅助触点断开，k1的线圈1失电。电路输出残压信号。
27.当c6两端电压上升使稳压管z2反向击穿后，三极管v2饱和，将pw2电压连接到地，使稳压管z1截止，三极管v1截止，com2悬空，将残压电路闭锁。r4作为一个假负载能够保护阻容降压电路正常工作。
28.残压信号隔离电路由电容c7、c10、c11，电阻r10、r11、r14、r15，二极管d7，光耦u3，u4组成。该电路将残压检测电路与内部工作电流隔离，保护设备不受外部干扰。到残压检测电路检测到残压后，光耦u4导通，输出低电平到内部控制器。内部控制器可输出一个低电
平，发出残压复归信号，光耦u3导通，fg连接到地，继电器k1的线圈2得电，使继电器复位。u4的第一脚连接r1电阻，当k1继电器动作后，k1的第5脚和第4脚连接。u4的第一脚和第二脚行成回路，u4的第三脚和第四导通将r2电阻下拉低电平。此时输出低电平给内部控制器。
29.电源隔离电路由电容c17、c18、c19、c20、电阻r25、隔离电源模块u6组成。电路能够将内部的5v电压变为能够驱动继电器的12v电压，使用隔离电源模块，保护内部5v电源不受外部干扰，r25可提供负载，保证电源模块正常工作。
30.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，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原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.基于阻容降压的残压检测模块电路，包括阻容降压电路，其特征在于：所述阻容降压电路电性连接全波整流电路，全波整流电路电性连接残压检测电路，残压检测电路电性连接残压信号隔离电路和电源隔离电路；所述残压检测电路包括双线圈继电器(k1)，双线圈继电器(k1)第一引脚电连接双线圈继电器(k1)第十引脚和第四二极管(d4)阴极，双线圈继电器(k1)第四引脚接地，双线圈继电器(k1)第五引脚电连接第二电容(c2)的一端、第二二极管(d2)阳极和残压信号隔离电路，第二电容(c2)的另一端电性连接第二二极管(d2)、第一电阻(r1)和残压信号隔离电路，第一电阻(r1)另一端电连接电源隔离电路，双线圈继电器(k1)第七引脚电连接第五二极管(d5)阳极和残压信号隔离电路，双线圈继电器(k1)第六引脚电连接第五二极管(d5)阴极和电源隔离电路，双线圈继电器(k1)第十二引脚电连接第四二极管(d4)阳极，双线圈继电器(k1)第九引脚电连接全波整流电路、第二十七电阻(r27)的一端、比较器(u7)的电源供应端和第十三电阻(r13)的一端，第十三电阻(r13)的另一端电连接第九电容(c9)的一端和比较器(u7)的正向输入端，比较器(u7)的反向输入端电连接第二十六电阻(r26)的一端和第二十七电阻(r27)的另一端，第二十六电阻(r26)的另一端电连接第六电容(c6)的一端、地信号和全波整流电路，比较器(u7)输出端电连接第三二极管(d3)阴极和第一二极管(d1)阴极第三二极管(d3)阳极电连接第二稳压二极管(z2)阴极、第七电阻(r7)的一端和第六电容(c6)的另一端，第二稳压二极管(z2)阳极电连接第二三极管(v2)基极，第二三极管(v2)发射极接地，第二三极管(v2)集电极电连接第四电阻(r4)的一端、第一二极管(d1)阳极和第一稳压二极管(z1)阴极，第一稳压二极管(z1)阳极电连接第一三极管(v1)基极，第一三级管(v1)发射极接地，第一三极管(v1)集电极电连接双线圈继电器(k1)第十二引脚，第四电阻(r4)的另一端电连接第七电阻(r7)的另一端和全波整流电路。2.如权利要求1所述的基于阻容降压的残压检测模块电路，其特征在于：所述阻容降压电路包括压敏电阻(rv1)，压敏电阻(rv1)的一端电连接第三电阻(r3)的一端、第三电容(c3)的一端和第五电阻(r5)的一端，第三电阻(r3)的另一端电连接a相电压(ua)，第三电容(c3)的另一端电连接第五电阻(r5)的另一端和全波整流电路，压敏电阻(rv1)的另一端电连接第九电阻(r9)的一端、第十二电阻(r12)的一端和全波整流电路，第九电阻(r9)的另一端电连接n相电压(un)，第十二电阻(r12)的另一端电连接b相电压(ub)。3.如权利要求1所述的基于阻容降压的残压检测模块电路，其特征在于：所述全波整流电路包括整流器(rec1)，整流器(rec1)第三引脚和第四引脚电连接阻容降压电路，整流器(rec1)第二引脚接地，整流器(rec1)第一引脚电连接第四电解电容(c4)的正极、第五电容(c5)的一端、第六电阻(r6)的一端、可调稳压源(u2)的一端和双线圈继电器(k1)第九引脚、第四电阻(r4)的另一端和第七电阻(r7)的另一端，第四电解电容(c4)的负极电连接第五电容(c5)的另一端、第八电阻(r8)的一端、可调稳压源(u2)的另一端、第六电容(c6)的另一端和地信号，第六电阻(r6)的另一端电连接第八电阻(r8)的另一端和可调稳压源(u2)。4.如权利要求1所述的基于阻容降压的残压检测模块电路，其特征在于：所述残压信号隔离电路包括第三光耦(u3)和第四光耦(u4)，第三光耦(u3)第一引脚电连接第十电阻(r10)的一端和第八电容(c8)的一端，第十电阻(r10)的另一端电连接第二电阻(r2)的一端，第三光耦(u3)的第二引脚电连接第十一电阻(r11)的一端和第八电容(c8)的另一端，第十一电阻(r11)的另一端电连接第二电阻(r2)的一端，第三光耦(u3)的第三引脚电连接第
七电容(c7)的一端和地信号，第三光耦(u3)的第四引脚电连接第七电容(c7)的另一端和双线圈继电器(k1)的第七引脚，第二电阻(r2)另一端电连接第一电容(c1)的一端和第四光耦(u4)第四引脚，第四光耦(u4)第一引脚电连接第二二极管(d2)阴极、第二电容(c2)另一端和第一电阻(r1)一端，第四光耦(u4)第二引脚电连接双线圈继电器(k1)第五引脚、第二电容(c2)的一端和第二二极管(d2)阳极，第四光耦(u4)第三引脚电连接第一电容(c1)的另一端和地信号。5.如权利要求1所述的基于阻容降压的残压检测模块电路，其特征在于：所述电源隔离电路包括隔离电源模块(u6)，隔离电源模块(u6)第一引脚电连接第一输入电压(v5p0)、第十八电容(c18)的一端和第十七电容(c17)的一端，隔离电源模块(u6)第二引脚电连接地信号、第十八电容(c18)的另一端和第十七电容(c17)的另一端，隔离电源模块(u6)的第五引脚电连接第十九电容(c19)的一端、第二十电容(c20)的一端、地信号和第二十五电阻(r25)，隔离电源模块(u6)第七引脚电连接第十九电容(c19)的另一端、第二十电容(c20)的另一端、双线圈继电器(k1)第六引脚和第二十五电阻(r25)的另一端。

技术总结
本实用新型公开了基于阻容降压的残压检测模块电路，该设计主要由五部分组成，分别是阻容降压电路，全波整流稳压电路，残压检测电路，残压信号隔离电路，电源隔离电路。本实用新型的益处在于残压电路的可靠性要求非常高，本设计使用电容充电延时检测残压，保证残压电路动作的稳定性，检测到残压后，电路也会自动闭锁，可靠性强；残压电路不能影响到内部电路，本设计全部使用隔离电路，保证内部电路不受影响。响。响。


技术研发人员：粟维 周学成 宋元淳 邓超艳 司勇 李浩嶂 张梦龙
受保护的技术使用者：威胜能源技术股份有限公司
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/7/28