CN106602533A - 一种用于配电柜的过压保护电路 - Google Patents

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石敏
王建
舒志贤
闵文杰
侯金华
郭玉文
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage

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Abstract

本发明属于保护电路技术领域，尤其涉及一种用于配电柜的过压保护电路，包括供电电压取样电路、基准电压电路、过压检测电路、执行电路和电子元件，所述供电电压取样电路用于将交流电压转换为直流供电电压，且直流供电电压输入到过压检测电路，所述基准电压电路用于将电源电压转换为基准电压，且基准电压输入到过压检测电路，所述过压检测电路的输出端与执行电路输入端电连接，所述执行电路的输出端与电子元件输入端电连接。该发明在过压检测电路检测到供电电压高于基准电压时，过压检测电路控制执行电路截止，从而实现配电柜在出现过压的异常现象时对电子元件的保护，避免电子元件受到损坏。

Description

一种用于配电柜的过压保护电路
技术领域
本发明涉及过压保护电路技术领域，具体为一种用于配电柜的过压保护电路。
背景技术
配电柜(箱)分动力配电柜(箱)和照明配电柜(箱)、计量柜(箱)，是配电***的末级设备。配电柜是电动机控制中心的统称。配电柜使用在负荷比较分散、回路较少的场合；电动机控制中心用于负荷集中、回路较多的场合。它们把上一级配电设备某一电路的电能分配给就近的负荷。这级设备应对负荷提供保护、监视和控制。但是当配电柜在工作时，若上一级配电设备某一电路的供电电压不稳，特别是供电电压突然升高时，可能击穿损坏配电柜中的电子元件从而给用户带来损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于配电柜的过压保护电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于配电柜的过压保护电路，包括供电电压取样电路、基准电压电路、过压检测电路、执行电路和电子元件，所述供电电压取样电路用于将交流电压转换为直流供电电压，且直流供电电压输入到过压检测电路，所述供电电压取样电路包括两接线端B1和B2、桥式整流电路和恒流二极管D1，两接线端B1和B2连接到交流电源，桥式整流电路包括两输入端100、正极输出端101和负极输出端102，两输入端100连接到两接线端B1和B2，正极输出端101和负极输出端102之间连接有电阻R1、电位器RP1和恒流二极管D1，电位器RP1和恒流二极管D1之间设有电压侦测端Vi，所述基准电压电路用于将电源电压转换为基准电压V0，且基准电压V0输入到过压检测电路，所述基准电压电路包括电阻R2、三端稳压管U0，电阻R2一端接电源电压，另一端接三端稳压管U0的输入端，三端稳压管U0的接地端接地，三端稳压管U0的输出端输出基准电压V0，所述过压检测电路的输出端与执行电路输入端电连接，所述过压检测电路包括分压电阻R3和运算放大器U，分压电阻R3一端与电压侦测端Vi电连接，另一端与运算放大器U的正相输入端电连接，且运算放大器U的反相输入端输入基准电压V0，所述执行电路的输出端与电子元件输入端电连接。
优选的，所述过压检测电路还包括二极管D2，且二极管D2的正极接运算放大器U的输出端，负极接执行电路的输入端。
优选的，所述分压电阻R3接电压侦测端Vi的一端为过压检测电路的第一输入端，运算放大器U的反相输入端为过压检测电路的第二输入端，运算放大器U的输出端为过压检测电路的输出端。
优选的，所述执行电路包括电阻R4和三极管Q1，电阻R4一端接三极管Q1的基极b，电阻R4远离三极管Q1的一端接过压检测电路的输出端，且三极管Q1的发射极e接地，三极管Q1的集电极c接电子元件输入端。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明，使用时，在过压检测电路输入基准电压，同时过压检测电路监控电压侦测端Vi处的供电电压，当运算放大器U的反相输入端的供电电压高于基准电压时，运算放大器U输出高电平，高电平经二极管D1和分压电阻R4传输后，输出给三极管Q1的基极b，三极管Q1导通，与三极管Q1集电极c连接的电子元件停止工作，从而实现配电柜在出现过压的异常现象时对电子元件的保护，避免电子元件受到损坏。
附图说明
图1为本发明过压保护电路的具体示意图；
图2为本发明过压保护电路的原理框图。
图中：1供电电压取样电路、11桥式整流电路、2基准电压电路、3过压检测电路、4执行电路、5电子元件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：
一种用于配电柜的过压保护电路，包括供电电压取样电路1、基准电压电路2、过压检测电路3、执行电路4和电子元件5，供电电压取样电路1包括两接线端B1和B2、桥式整流电路11和恒流二极管D1，两接线端B1和B2连接到交流电源，桥式整流电路11包括两输入端100、正极输出端101和负极输出端102，两输入端100连接到两接线端B1和B2，正极输出端101和负极输出端102之间连接有电阻R1、电位器RP1和恒流二极管D1。
其中，桥式整流电路11可采用桥式整流器，其整流效率高，稳定性好，最大整流电流从0.5A到50A，最高反向峰值电压从50V到1000V；电位器RP1具体操作为：调节电位器RP1的转柄或滑柄时，动触点在电阻体上滑动，此时在电位器RP1的输出端可获得与电位器RP1外加电压和可动臂转角或行程成一定关系的输出电压；恒流二极管D1恒流性能好、价格较低、使用简便，并且具有很高的动态阻抗，电位器RP1和恒流二极管D1之间设有电压侦测端Vi，通过供电电压取样电路1用于将交流电压转换为直流供电电压，且直流供电电压输入到过压检测电路3。
基准电压电路2包括电阻R2、三端稳压管U0，电阻R2一端接电源电压，另一端接三端稳压管U0的输入端，三端稳压管U0的接地端接地，三端稳压管U0的输出端输出基准电压V0，其中，三端稳压管U0是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件，稳压管在反向击穿时，在一定的电流范围内(或者说在一定功率损耗范围内)，端电压几乎不变，稳压性能好，通过基准电压电路2用于将电源电压转换为基准电压V0，且基准电压V0输入到过压检测电路3。
过压检测电路3包括分压电阻R3和运算放大器U，分压电阻R3一端与电压侦测端Vi电连接，另一端与运算放大器U的正相输入端电连接，且运算放大器U的反相输入端输入基准电压V0，过压检测电路3还包括二极管D2，且二极管D2的正极接运算放大器U的输出端，负极接执行电路4的输入端，分压电阻R3接电压侦测端Vi的一端为过压检测电路3的第一输入端，运算放大器U的反相输入端为过压检测电路3的第二输入端，运算放大器U的输出端为过压检测电路3的输出端，过压检测电路3的输出端与执行电路4输入端电连接，执行电路4包括电阻R4和三极管Q1，电阻R4一端接三极管Q1的基极b，电阻R4远离三极管Q1的一端接过压检测电路3的输出端，且三极管Q1的发射极e接地，三极管Q1的集电极c接电子元件5输入端。
其中，过压检测电路3根据输入的基准电压及供电电压控制执行电路4的导通和截止，具体为：当运算放大器U的反相输入端的供电电压高于基准电压时，运算放大器U输出高电平，高电平经二极管D1和分压电阻R4传输后，输出给三极管Q1的基极b，三极管Q1导通，与三极管Q1集电极c连接的电子元件5停止工作，从而实现配电柜在出现过压的异常现象时对电子元件5的保护，避免电子元件5受到损坏。执行电路4的输出端与电子元件5输入端电连接。
本发明的具体工作流程为：使用时，在过压检测电路3输入基准电压，同时过压检测电路3监控电压侦测端Vi处的供电电压，当运算放大器U的反相输入端的供电电压高于基准电压时，运算放大器U输出高电平，高电平经二极管D1和分压电阻R4传输后，输出给三极管Q1的基极b，三极管Q1导通，与三极管Q1集电极c连接的电子元件5停止工作，从而实现配电柜在出现过压的异常现象时对电子元件5的保护，避免电子元件5受到损坏。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种用于配电柜的过压保护电路，包括供电电压取样电路(1)、基准电压电路(2)、过压检测电路(3)、执行电路(4)和电子元件(5)，其特征在于：所述供电电压取样电路(1)用于将交流电压转换为直流供电电压，且直流供电电压输入到过压检测电路(3)，所述供电电压取样电路(1)包括两接线端B1和B2、桥式整流电路(11)和恒流二极管D1，两接线端B1和B2连接到交流电源，桥式整流电路(11)包括两输入端100、正极输出端101和负极输出端102，两输入端100连接到两接线端B1和B2，正极输出端101和负极输出端102之间连接有电阻R1、电位器RP1和恒流二极管D1，电位器RP1和恒流二极管D1之间设有电压侦测端Vi，所述基准电压电路(2)用于将电源电压转换为基准电压V0，且基准电压V0输入到过压检测电路(3)，所述基准电压电路(2)包括电阻R2、三端稳压管U0，电阻R2一端接电源电压，另一端接三端稳压管U0的输入端，三端稳压管U0的接地端接地，三端稳压管U0的输出端输出基准电压V0，所述过压检测电路(3)的输出端与执行电路(4)输入端电连接，所述过压检测电路(3)包括分压电阻R3和运算放大器U，分压电阻R3一端与电压侦测端Vi电连接，另一端与运算放大器U的正相输入端电连接，且运算放大器U的反相输入端输入基准电压V0，所述执行电路(4)的输出端与电子元件(5)输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于配电柜的过压保护电路，其特征在于：所述过压检测电路(3)还包括二极管D2，且二极管D2的正极接运算放大器U的输出端，负极接执行电路(4)的输入端。
3.根据权利要求1所述的一种用于配电柜的过压保护电路，其特征在于：所述分压电阻R3接电压侦测端Vi的一端为过压检测电路(3)的第一输入端，运算放大器U的反相输入端为过压检测电路(3)的第二输入端，运算放大器U的输出端为过压检测电路(3)的输出端。
4.根据权利要求1所述的一种用于配电柜的过压保护电路，其特征在于：所述执行电路(4)包括电阻R4和三极管Q1，电阻R4一端接三极管Q1的基极b，电阻R4远离三极管Q1的一端接过压检测电路(3)的输出端，且三极管Q1的发射极e接地，三极管Q1的集电极c接电子元件(5)输入端。
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