CN105449848A - 一种故障自诊断及自愈恢复的供电*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种故障自诊断及自愈恢复的供电***，其特征在于包括功率控制模块、瞬时电压采集模块、瞬时电流采集模块、温度控制模块，所述功率控制模块分别和瞬时电压采集模块、瞬时电流采集模块、温度控制模块连接，所述功率控制模块包括微处理器、隔离电源、功率管驱动电路、电压传感器及放大电路、电流传感器及放大电路，所述微处理器分别和隔离电源、功率管驱动电路、电压传感器及放大电路、电流传感器及放大电路连接，本发明可以替代一次性保险耗材，减少人工维护成本，随时读取供电终端的实时功率和能耗指数，为企业的节能减排提供数据依据和技术保证。本发明可以反复使用，降低了使用成本。

Description

一种故障自诊断及自愈恢复的供电***

技术领域

本发明涉及工业配电控制领域，尤其涉及一种故障自诊断及自愈恢复的供电***。

背景技术

目前工业配电上较多的是机械式电磁继电器，主要厂家有松下、泰科、欧姆龙等，这类继电器都有最大使用寿命，并且会对外部产生电磁干扰，高端的有固态继电器，使用寿命基本没有限制，也不会产生电磁干扰，但只具备开关的基本功能。但是供电端经常会发生电压、电流过量的事情发生，导致用电器损坏。为了避免这一情况发生，许多用户都在电路中安装保险丝来确保用电器的安全，但是保险丝为一次性使用工具，当发生电压、电流过量时，保险丝会发生断裂，使电路断开，但是保险丝为一次性使用工具，如果电路经常发生情况会造成消耗过大，使用成本过高。

发明内容

根据以上技术问题，本发明提供一种故障自诊断及自愈恢复的供电***，其特征在于包括功率控制模块、瞬时电压采集模块、瞬时电流采集模块、温度控制模块，所述功率控制模块分别和瞬时电压采集模块、瞬时电流采集模块、温度控制模块连接，所述功率控制模块包括微处理器、隔离电源、功率管驱动电路、电压传感器及放大电路、电流传感器及放大电路，所述微处理器分别和隔离电源、功率管驱动电路、电压传感器及放大电路、电流传感器及放大电路连接，所述功率管驱动电路分别和隔离电源、电压传感器及放大电路、电流传感器及放大电路连接，所述功率管驱动电路分别和外界的瞬时电压采集模块、瞬时电流采集模块、温度控制模块连接，

功率控制模块：通过采集电流、电压、温度等物理量结合I²t曲线算法，控制功率MOSFET的通断，达到功率保护的效果，进而实现故障自诊断及自愈恢复的功能；

瞬时电压采集模块：通过电压互感器采集瞬时电压，经过谐波滤波，取得有效电压值，为过压保护提供判断依据；

瞬时电流采集模块：通过电路互感芯片，仪表运放发达和电流有效值采集芯片，获得瞬时电流有效值，为过流保护提供判断依据；

温度保护模块：通过温度传感器，判断模块的温度是否超过设定的警戒值，起到模块保护的作用，这是个辅助功能；

隔离电源：用于增强***的抗干扰能力；

微控制器（MCU）：用于判断电压、电流、温度的阀值，根据预设的算法执行相应的动作；

功率管驱动电路：为***的执行单元；保护模块是***的输入单元，用于各种数据的采集，为微控制器的判断提供对比的数据；

I2t曲线：这是功率控制模块的核心算法，模块或电器的主要损伤原因就是过流或过压引起发热而造成损伤，I²t曲线反映了线路热积累的过程和状态，一般来说I²t是一个恒定的值，超过这个值供电线路或IC可能会出现热损伤，从公式W=I²Rt可以得出，在R不变的情况下，根据检测到的I的数值，调整t的大小，进而达到控制W的目的，从而实现终端电器设备的保护；就是线路电流越大，保护时间越短，进而实现对终端设备的保护，这个阀值可以通过通讯端口进行人为设置。

本发明的有益效果为：本发明会对供电终端过流、过压等状况进行判断，并可以设置执行参数，在供电异常时根据用户定制的参数进行判断，排除故障后自动恢复供电，具备智能供电的功能，进而达到动态节能的目的。本发明可以由用户自定义供电参数，或者由缺省的参数动态调整，可以在因终端设备的故障造成的过压或短路时迅速切断电源，避免更多事故的发生，在故障消除后自动恢复供电。本发明可以替代一次性保险耗材，减少人工维护成本，随时读取供电终端的实时功率和能耗指数，为企业的节能减排提供数据依据和技术保证。本发明可以反复使用，降低了使用成本。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明温度保护模块电路图；

图3为本发明瞬时电流采集模块电路图；

图4为本发明瞬时电压采集模块电路图；

图5为本发明功率控制模块电路图；

图6为本发明功率控制模块结构示意图；

图7为本发明中I²t曲线图。

具体实施方式

根据图1、图2、图3、图4、图5、图6，所示，对本发明进行进一步说明：

实施例1

本发明为一种故障自诊断及自愈恢复的供电***，包括功率控制模块、瞬时电压采集模块、瞬时电流采集模块、温度控制模块，所述功率控制模块分别和瞬时电压采集模块、瞬时电流采集模块、温度控制模块连接，所述功率控制模块包括微处理器、隔离电源、功率管驱动电路、电压传感器及放大电路、电流传感器及放大电路，所述微处理器分别和隔离电源、功率管驱动电路、电压传感器及放大电路、电流传感器及放大电路连接，所述功率管驱动电路分别和隔离电源、电压传感器及放大电路、电流传感器及放大电路连接，所述功率管驱动电路分别和外界的瞬时电压采集模块、瞬时电流采集模块、温度控制模块连接，

功率控制模块：通过采集电流、电压、温度等物理量结合I²t曲线算法，控制功率MOSFET的通断，达到功率保护的效果，进而实现故障自诊断及自愈恢复的功能；

瞬时电压采集模块：通过电压互感器采集瞬时电压，经过谐波滤波，取得有效电压值，为过压保护提供判断依据；

瞬时电流采集模块：通过电路互感芯片，仪表运放发达和电流有效值采集芯片，获得瞬时电流有效值，为过流保护提供判断依据；

温度保护模块：通过温度传感器，判断模块的温度是否超过设定的警戒值，起到模块保护的作用，这是个辅助功能；

隔离电源：用于增强***的抗干扰能力；

微控制器（MCU）：用于判断电压、电流、温度的阀值，根据预设的算法执行相应的动作；

功率管驱动电路：为***的执行单元；保护模块是***的输入单元，用于各种数据的采集，为微控制器的判断提供对比的数据；

I2t曲线：这是功率控制模块的核心算法，模块或电器的主要损伤原因就是过流或过压引起发热而造成损伤，I²t曲线反映了线路热积累的过程和状态，一般来说I²t是一个恒定的值，超过这个值供电线路或IC可能会出现热损伤，从公式W=I²Rt可以得出，在R不变的情况下，根据检测到的I的数值，调整t的大小，进而达到控制W的目的，从而实现终端电器设备的保护；就是线路电流越大，保护时间越短，进而实现对终端设备的保护，这个阀值可以通过通讯端口进行人为设置。

实施例2

正常供电时，通过瞬时电流采集模块和瞬时电压采集模块获取电流和电压，当检测到经过MCU的AD单元检测后判断出供电电流在最大和最小保护电流区间，***不会下发功率管驱动电路动作指令；当供电设备故障时，通过瞬时电压采集模块、瞬时电流采集模块的实时检测或温度保护模块的输出，MCU判断电流、电压或温度异常，通过程序中I²t的算法运算得出功率管驱动电路动作的时间，从而切断故障电路，起到故障隔离和保护的作用；当故障恢复或隔离后，瞬时电压采集模块、瞬时电流采集模块的实时检测和温度保护模块三者全在预设的合理值范围内，则MCU判断后，打开功率管驱动电路，***恢复正常工作状态。

Claims (1)

1.一种故障自诊断及自愈恢复的供电***，其特征在于包括功率控制模块、瞬时电压采集模块、瞬时电流采集模块、温度控制模块，所述功率控制模块分别和瞬时电压采集模块、瞬时电流采集模块、温度控制模块连接，所述功率控制模块包括微处理器、隔离电源、功率管驱动电路、电压传感器及放大电路、电流传感器及放大电路，所述微处理器分别和隔离电源、功率管驱动电路、电压传感器及放大电路、电流传感器及放大电路连接，所述功率管驱动电路分别和隔离电源、电压传感器及放大电路、电流传感器及放大电路连接，所述功率管驱动电路分别和外界的瞬时电压采集模块、瞬时电流采集模块、温度控制模块连接，

功率控制模块：通过采集电流、电压、温度等物理量结合I²t曲线算法，控制功率MOSFET的通断，达到功率保护的效果，进而实现故障自诊断及自愈恢复的功能；

瞬时电压采集模块：通过电压互感器采集瞬时电压，经过谐波滤波，取得有效电压值，为过压保护提供判断依据；

瞬时电流采集模块：通过电路互感芯片，仪表运放发达和电流有效值采集芯片，获得瞬时电流有效值，为过流保护提供判断依据；

温度保护模块：通过温度传感器，判断模块的温度是否超过设定的警戒值，起到模块保护的作用，这是个辅助功能；

隔离电源：用于增强***的抗干扰能力；

微控制器（MCU）：用于判断电压、电流、温度的阀值，根据预设的算法执行相应的动作；

功率管驱动电路：为***的执行单元；保护模块是***的输入单元，用于各种数据的采集，为微控制器的判断提供对比的数据；

I2t曲线：这是功率控制模块的核心算法，模块或电器的主要损伤原因就是过流或过压引起发热而造成损伤，I²t曲线反映了线路热积累的过程和状态，一般来说I²t是一个恒定的值，超过这个值供电线路或IC可能会出现热损伤，从公式W=I²Rt可以得出，在R不变的情况下，根据检测到的I的数值，调整t的大小，进而达到控制W的目的，从而实现终端电器设备的保护；就是线路电流越大，保护时间越短，进而实现对终端设备的保护，这个阀值可以通过通讯端口进行人为设置。