CN106199123A - 一种宽电压开关量采集隔离电路 - Google Patents

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谭伯军
龚魁武
赵正军
洪炳星
肖圆梦
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Abstract

本发明公开了一种宽电压开关量采集隔离电路，包括输入限流模块、反向保护模块、滤波模块、隔离输出模块，输入限流模块的输入端连接外部的宽电压电源，输入限流模块的输出端通过反向保护模块连接滤波模块的输入端；隔离输出模块包括光耦合器、电阻R1，光耦合器的正极和负极均与滤波模块的输出锻炼连接，光耦合器的集电极连接电阻R1的一端，光耦合器的发射极接地，电阻R1的另一端连接一直流电，该电阻R1的一端还连接信号输出端。本发明采用输入限流模块与光耦合器配合，实现对一定范围的宽电压开关量的采集和隔离，克服传统开关量采集电路因采集电压大小的改变，硬件电路需要随之改变才能完成采集的缺点，电路结构简单，成本低。

Description

一种宽电压开关量采集隔离电路
技术领域
本发明涉及自动化采集电路，尤其涉及一种宽电压开关量采集隔离电路。
背景技术
在电力自动化装置中，开关量采集的应用非常普遍。开关量的分、合状态采集必须借助辅助电源，辅助电源通常都是直接取自电力自动化装置中的电源。由于电力自动化装置中的电源电压通常有所谓“单电压”和“宽电压”之分。所谓单电压是指电力设备只能适应供电***规定范围(如±10％)内波动的某个固定的电网电压，如中国220V，日本为100V，欧洲为240V，美国为120V等等。因此开关量采集所借助的辅助电源一般也有110V、220V之分。
传统的开关量信号采集接口电路主要根据需求，设计专用类型的采集接口，这种传统采集方式的缺点是不灵活，特定的电路只能采集需求特定的开关量类型，当前端信号类型发生变化后，需要对电路做相应修改才能得到正确的采集信号，如传统的用于110V信号采集的电路，当前端接口的需求采集变为220V时，不但性能难以保证，有的还会造成损坏的不良后果，因此需要更改硬件电路，由此会带来研发周期的加长和成本的浪费。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单、可靠稳定、硬件成本低的宽电压开关量采集隔离电路。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
一种宽电压开关量采集隔离电路，包括输入限流模块、反向保护模块、滤波模块、隔离输出模块，输入限流模块的输入端连接外部的宽电压电源，输入限流模块的输出端通过反向保护模块连接滤波模块的输入端；隔离输出模块包括光耦合器、电阻R1，光耦合器的正极和负极均与滤波模块的输出端连接，光耦合器的集电极连接电阻R1的一端，光耦合器的发射极接地，电阻R1的另一端连接一直流电，该电阻R1的一端还连接信号输出端。
优选的，所述输入限流模块包括电阻R2和电阻R3，电阻R2的一端连接宽电压电源的火线端，电阻R3的另一端连接宽电压电源的零线端，电阻R2的另一端连接滤波模块的输入端，电阻R3的另一端与反向保护模块连接。
优选的，所述反向保护模块包括二极管D1和电阻R4，二极管D1的负极连接电阻R3的另一端，二极管D1的正极连接滤波模块的输入端，电阻R4与二极管D1并联。
优选的，所述滤波模块包括电容C1和电阻R5，电容C1的一端和电阻R5的一端连接电阻R2的另一端，电容C1的另一端和电阻R5的另一端连接二极管D1的正极，电阻R5的一端还连接光耦合器的正极，电阻R5的另一端还连接光耦合器的负极。
优选的，所述宽电压电源的电压范围为85-265V。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明采用输入限流模块与光耦合器配合，实现对一定范围 的宽电压开关量的采集和隔离，克服传统开关量采集电路因采集电压大小的改变，硬件电路需要随之改变才能完成采集的缺点，电路结构简单，成本低。
附图说明
图1为本发明的一种宽电压开关量采集隔离电路的电路结构图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
参加图1，本发明提供一种宽电压开关量采集隔离电路，其电路结构简单，可靠性高，包括输入限流模块1、反向保护模块2、滤波模块3、隔离输出模块4，输入限流模块1的输入端连接外部的宽电压电源，输入限流模块1的输出端通过反向保护模块2连接滤波模块3的输入端，滤波模块3的输出端连接隔离输出模块4。
具体来讲，输入限流模块1包括电阻R2和电阻R3，电阻R2的一端连接宽电压电源的火线端L，电阻R3的另一端连接宽电压电源的零线端N，电阻R2的另一端连接滤波模块3的输入端，电阻R3的另一端与反向保护模块2连接。电阻R2和电阻R3都为限流电阻。
反向保护模块2包括二极管D1和电阻R4，二极管D1的负极连接电阻R3的另一端，二极管D1的正极连接滤波模块3的输入端，电阻R4与二极管D1并联。
滤波模块3包括电容C1和电阻R5，隔离输出模块4包括光耦合器OP1、电阻R1，电容C1的一端和电阻R5的一端连接电阻R2的 另一端，电容C1的另一端和电阻R5的另一端连接二极管D1的正极，电阻R5的一端还连接光耦合器OP1的正极，电阻R5的另一端还连接光耦合器OP1的负极。光耦合器OP1的集电极连接电阻R1的一端，光耦合器OP1的发射极接地，电阻R1的另一端连接一直流电VCC，该电阻R1的一端还连接信号输出端OUT。直流电VCC的电压为3.3V至5V。电阻R1为上拉电阻。
宽电压电源的电压范围为85-265V。电压范围85～265V的开关量输入信号由输入限流模块1接入，经过限流电阻R2、R3转变成范围在0.5～4mA的电流信号，电流信号经过滤波模块3后使光耦合器OP1导通，完成宽电压开关量采集和隔离。直流电流信号在0.5～4mA范围时，限流电阻R2、R3上的功耗不大，发热量低，而具有低导通电流且高CRT值的光耦合器OP1均能稳定导通，完成电压在85～265V范围的开关量采集和隔离。
采用适当阻值的限流电阻与低导通电流高CRT值的光耦合器OP1配合，实现85～265V宽电压开关量采集和隔离，克服传统开关量采集电路因采集电压改变，硬件电路需要随之改变才能完成采集的缺点。该电路硬件简单，可靠性高，成本比较低。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种宽电压开关量采集隔离电路，其特征在于，包括输入限流模块、反向保护模块、滤波模块、隔离输出模块，输入限流模块的输入端连接外部的宽电压电源，输入限流模块的输出端通过反向保护模块连接滤波模块的输入端；隔离输出模块包括光耦合器、电阻R1，光耦合器的正极和负极均与滤波模块的输出端连接，光耦合器的集电极连接电阻R1的一端，光耦合器的发射极接地，电阻R1的另一端连接一直流电，该电阻R1的一端还连接信号输出端。
2.如权利要求1所述的宽电压开关量采集隔离电路，其特征在于，所述输入限流模块包括电阻R2和电阻R3，电阻R2的一端连接宽电压电源的火线端，电阻R3的另一端连接宽电压电源的零线端，电阻R2的另一端连接滤波模块的输入端，电阻R3的另一端与反向保护模块连接。
3.如权利要求2所述的宽电压开关量采集隔离电路，其特征在于，所述反向保护模块包括二极管D1和电阻R4，二极管D1的负极连接电阻R3的另一端，二极管D1的正极连接滤波模块的输入端，电阻R4与二极管D1并联。
4.如权利要求3所述的宽电压开关量采集隔离电路，其特征在于，所述滤波模块包括电容C1和电阻R5，电容C1的一端和电阻R5的一端连接电阻R2的另一端，电容C1的另一端和电阻R5的另一端连接二极管D1的正极，电阻R5的一端还连接光耦合器的正极，电阻R5的另一端还连接光耦合器的负极。
5.如权利要求1所述的宽电压开关量采集隔离电路，其特征在于，所述宽电压电源的电压范围为85-265V。
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