CN109087483A - 一种用于电缆保护的报警电路及装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于电子电路技术领域，提供了一种用于电缆保护的报警电路及装置，该报警电路通过对电源模块输出的电压信号进行电压变换后，一方面，当检测到电缆的温度超过预设温度值时，则断开与负载相连接的回路；另一方面，当检测到电缆的电流超过预设电流值时，则发出警报信号。由此通过简单的电路结构即可实现对电缆的过温和过流进行检测，并对电缆起到报警和保护作用，有效地防止高温烧毁电缆及损坏负载的现象发生，解决了现有的用于电缆保护的控制技术存在着电缆在输送电能时会因为自身的发热或者会因为过流等原因而导致损坏负载的问题。

Description

一种用于电缆保护的报警电路及装置

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，尤其涉及一种用于电缆保护的报警电路及装置。

背景技术

目前，由于用电设备的应用越来越广泛，因此对于电缆的保护显得越来越重要。然而，电缆在输送电能的情况下，往往会因为自身的发热或者会因为过流等原因而导致损坏电缆和负载。

因此，现有的用于电缆保护的控制技术存在着电缆在输送电能时会因为自身的发热或者会因为过流等原因而导致损坏电缆和负载的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于电缆保护的报警电路及装置，旨在解决现有的用于电缆保护的控制技术存在着电缆在输送电能时会因为自身的发热或者会因为过流等原因而导致损坏电缆和负载的问题。

本发明第一方面提供了一种用于电缆保护的报警电路，所述报警电路包括：

接入电源模块，用于对所述电源模块输出的电压信号进行电压变换的变压模块；

与所述变压模块相连接，用于根据检测到的电缆的温度超过预设温度值时，则断开与负载相连接的回路的过温保护模块；以及

与所述变压模块相连接，用于根据检测到的所述电缆的电流超过预设电流值时，则发出警报信号的过流保护模块。

本发明第二方面提供了一种用于电缆保护的报警装置，包括电源模块，所述报警装置还包括如上述所述的报警电路。

本发明提供的一种用于电缆保护的报警电路及装置，该报警电路通过对电源模块输出的电压信号进行电压变换后，一方面，当检测到电缆的温度超过预设温度值时，则断开与负载相连接的回路；另一方面，当检测到电缆的电流超过预设电流值时，则发出警报信号。由此通过简单的电路结构即可实现对电缆的过温和过流进行检测，并对电缆起到报警和保护作用，有效地防止高温烧毁电缆及损坏负载的现象发生，解决了现有的用于电缆保护的控制技术存在着电缆在输送电能时会因为自身的发热或者会因为过流等原因而导致损坏电缆和负载的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种用于电缆保护的报警电路的模块结构示意图。

图2是本发明实施例提供的一种用于电缆保护的报警电路的单元结构示意图。

图3是本发明实施例提供的一种用于电缆保护的报警电路的示例电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

上述的一种用于电缆保护的报警电路及装置，该报警电路通过对电源模块输出的电压信号进行电压变换后，一方面，当检测到电缆的温度超过预设温度值时，则断开与负载相连接的回路；另一方面，当检测到电缆的电流超过预设电流值时，则发出警报信号。由此通过简单的电路结构即可实现对电缆的过温和过流进行检测，并对电缆起到报警和保护作用，有效地防止高温烧毁电缆及损坏负载的现象发生。

图1示出了本发明实施例提供的一种用于电缆保护的报警电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

上述一种用于电缆保护的报警电路，包括变压模块102、过温保护模块103以及过流保护模块104。

变压模块102接入电源模块101，用于对电源模块101输出的电压信号进行电压变换。

过温保护模块103与变压模块102相连接，用于根据检测到的电缆的温度超过预设温度值时，则断开与负载105相连接的回路。

过流保护模块104与变压模块102相连接，用于根据检测到的电缆的电流超过预设电流值时，则发出警报信号。

作为本发明一实施例，上述报警电路的作用在于：一方面，检测电缆的过流情况；另一方面，检测电缆的过温情况。当电缆的温度超过预设温度值时，切断与负载105相连接的回路，避免高温烧毁电缆及损坏负载；当流经电缆的电流超过预设电流值时，则发出警报信号以通知工作人员，使得工作人员及时采取措施进行防范。当然，上述的预设温度值和预设电流值可根据需要进行设置。

图2示出了本发明实施例提供的一种用于电缆保护的报警电路的单元结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

作为本发明一实施例，上述过温保护模块103包括第一传感单元1031、第一分压单元1032、第一比较单元1033以及开关单元1034。

第一传感单元1031与变压模块102相连接，用于检测所述电缆的温度，并输出第一工作电压。

第一分压单元1032与变压模块102相连接，用于对电压变换后的所述电压信号进行分压，并输出第一基准电压。

第一比较单元1033与第一传感单元1031以及第一分压单元1032相连接，用于将第一工作电压与第一基准电压进行比较后，输出第一电平信号。

开关单元1034与第一比较单元1033相连接，用于根据所述第一电平信号进行导通或关断。

作为本发明一实施例，上述过流保护模块104包括第二传感单元1041、第二分压单元1042、第二比较单元1043以及报警单元1044。

第二传感单元1041与变压模块102相连接，用于检测流经所述电缆的电流，并输出第二工作电压。

第二分压单元1041与变压模块102相连接，用于对电压变换后的所述电压信号进行分压，并输出第二基准电压。

第二比较单元1043与第二传感单元1041以及第二分压单元1042相连接，用于将第二工作电压与第二基准电压进行比较后，输出第二电平信号。

报警单元1044与第二比较单元1043相连接，用于根据第二电平信号发出警报信号。

图3示出了本发明实施例提供的一种用于电缆保护的报警电路的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

作为本发明一实施例，上述电源模块101包括具备固定电压值的直流电源，其固定电压值为+12V。

作为本发明一实施例，上述电压模块102包括变压芯片U2。

作为本发明一实施例，上述第一传感单元1031包括红外传感器T、第九电阻R9、第十一电阻R11以及第一开关管Q1。

所述红外传感器T的第一端与所述第十一电阻R11的第一端接所述变压模块102，所述红外传感器T的第二端与所述第九电阻R9的第一端以及所述第一开关管Q1的受控端共接，所述第十一电阻R11的第二端与所述第一开关管Q1的输入端接所述第一比较单元1033，所述第九电阻R9的第二端与所述第一开关管Q1的输出端接地。

具体地，上述红外传感器T采用型号为ZTP–148SR的红外传感器，当然，红外传感器的型号不作限定，只要能达到与本实施例中红外传感器T的功能作用亦可。采用上述红外传感器T检测电缆过热，不需要接触导体，避免了与电缆近距离接触导致有击穿漏电的危险。

作为本发明一实施例，上述第一分压单元1032包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及第四电阻R4。

所述第一电阻R1的第一端接所述变压模块102，所述第一电阻R1的第二端接所述第二电阻R2的第一端，所述第二电阻R2的第二端接所述第三电阻R3的第一端，所述第三电阻R3的第二端接所述第四电阻R4的第一端，所述第四电阻R4的第二端接地。

作为本发明一实施例，上述第一比较单元1033包括第一比较器U3-A和第一光耦芯片U4。

所述第一比较器U3-A的正相输入端接所述第一分压单元1032，所述第一比较器U3-A的反相输入端接所述第一传感单元1031，所述第一比较器U3-A的输出端接所述第一光耦芯片U4的输入端，所述第一光耦芯片U4的输出端接所述开关单元1034。

作为本发明一实施例，上述开关单元1034包括继电器K1，该继电器K1根据第一电平信号进行导通或关断。

作为本发明一实施例，上述第二传感单元1041包括霍尔电流传感器U1，所述霍尔电流传感器U1的输入端接所述变压模块102，所述霍尔电流传感器U1的输出端接第二比较单元1043。

具体地，上述霍尔电流传感器U1采用了型号为HCS-LSP 30A的穿孔式霍尔电流传感器，当然，霍尔电流传感器的型号不作限定，只要能达到与本实施例中霍尔电流传感器U1的功能作用亦可。该霍尔电流传感器U1的响应速度快，其检测电缆或线圈过流时，不需要近距离接触导体，一旦检测到过流之后霍尔电流传感器U1的输出端电压会上升，以翻转电压比较器，从而使快速光耦导通并推动蜂鸣器发生报警。

作为本发明一实施例，上述第二分压单元1042包括第十电阻R10、第十二电阻R12、第十三电阻R13以及第十四电阻R14。

所述第十电阻R10的第一端接所述变压模块102，所述第十电阻R10的第二端接所述第十二电阻R12的第一端，所述第十二电阻R12的第二端接所述第十三电阻R13的第一端，所述第十三电阻R13的第二端接所述第十四电阻R14的第一端，所述第十四电阻R14的第二端接地。

作为本发明一实施例，上述第二比较单元1043包括第二比较器U3-A1和第二光耦芯片U5。

所述第二比较器U3-A1的正相输入端接所述第二分压单元1042，所述第二比较器U3-A1的反相输入端接所述第二传感单元1041，所述第二比较器U3-A1的输出端接所述第二光耦芯片U5的输入端，所述第二光耦芯片U5的输出端接所述报警单元1044。

作为本发明一实施例，上述报警单元1044包括蜂鸣器BZ1。

本发明还提供了一种电缆保护的报警装置，包括电源模块，该报警装置还包括如上述所述的报警电路。

以下结合图1-图3对上述的一种用于电缆保护的报警电路及装置的工作原理进行说明：

首先，电源模块输出12V的电压信号，并通过变压芯片U2将12V转换为5V进行输出。

接着，一方面，采用红外传感器T以检测电缆过热，不需要接触导体，电缆表面温度升高后红外传感器T的电阻会降低，从而使第一开关管Q1从截至状态逐步变为放大导通状态或饱和状态，第一开关管Q1输入端的电压不断降低后的电压输入到第一比较器U3-A的反相输入端，同时，经过第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及第四电阻R4产生的基准电压输入到第一比较器U3-A的正相输入端，然后两个电压在第一比较器U3-A中进行比较，从而使得第一比较器U3-A的输出端从低电平变为高电平，最后使第一光耦芯片U4截止，从而断开继电器K1，以起到报警和保护负载的作用；

另一方面，电缆穿过霍尔电流传感器U1，在电机线圈的负载电流在30A以内时，霍尔电流传感器U1的输出端会输出2.5—4.5V的电压；此外直流5V电压在第十电阻R10、第十二电阻R12、第十三电阻R13以及第十四电阻R14组成的串联电路中的可调电阻第十二电阻R12上产生0.4—4.5V的分压，此分压电压和霍尔电流传感器U1的输出端实际的电压输入到第二比较器U3-A1中。如果霍尔电流传感器U1的输出端高于分压电压，则第二比较器U3-A1的输出端会变为低电平，从而第二光耦芯片U5输入端会导通，第二光耦芯片U5的输出端接通至低电平，因此蜂鸣器会发声报警，以通知工作人员，使得工作人员及时采取防范措施。

综上，本发明实施例提供的一种用于电缆保护的报警电路及装置，该报警电路通过对电源模块输出的电压信号进行电压变换后，一方面，当检测到电缆的温度超过预设温度值时，则断开与负载相连接的回路；另一方面，当检测到电缆的电流超过预设电流值时，则发出警报信号。由此通过简单的电路结构即可实现对电缆的过温和过流进行检测，并对电缆起到报警和保护作用，有效地防止高温烧毁电缆及损坏负载的现象发生，解决了现有的用于电缆保护的控制技术存在着电缆在输送电能时会因为自身的发热或者会因为过流等原因而导致损坏负载的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于电缆保护的报警电路，其特征在于，所述报警电路包括：

接入电源模块，用于对所述电源模块输出的电压信号进行电压变换的变压模块；

与所述变压模块相连接，用于根据检测到的电缆的温度超过预设温度值时，则断开与负载相连接的回路的过温保护模块；以及

与所述变压模块相连接，用于根据检测到的所述电缆的电流超过预设电流值时，则发出警报信号的过流保护模块。

2.如权利要求1所述的报警电路，其特征在于，所述过温保护模块包括：

与所述变压模块相连接，用于检测所述电缆的温度，并输出第一工作电压的第一传感单元；

与所述变压模块相连接，用于对电压变换后的所述电压信号进行分压，并输出第一基准电压的第一分压单元；

与所述第一传感单元以及所述第一分压单元相连接，用于将所述第一工作电压与所述第一基准电压进行比较后，输出第一电平信号的第一比较单元；以及

与所述第一比较单元相连接，用于根据所述第一电平信号进行导通或关断的开关单元。

3.如权利要求1所述的报警电路，其特征在于，所述过流保护模块包括：

与所述变压模块相连接，用于检测所述电缆的电流，并输出第二工作电压的第二传感单元；

与所述变压模块相连接，用于对电压变换后的所述电压信号进行分压，并输出第二基准电压的第二分压单元；

与所述第二传感单元以及所述第二分压单元相连接，用于将所述第二工作电压与所述第二基准电压进行比较后，输出第二电平信号的第二比较单元；以及

与所述第二比较单元相连接，用于根据所述第二电平信号发出所述警报信号的报警单元。

4.如权利要求2所述的报警电路，其特征在于，所述第一传感单元包括：

红外传感器、第九电阻、第十一电阻以及第一开关管；

所述红外传感器的第一端与所述第十一电阻的第一端接所述变压模块，所述红外传感器的第二端与所述第九电阻的第一端以及所述第一开关管的受控端共接，所述第十一电阻的第二端与所述第一开关管的输入端接所述第一比较单元，所述第九电阻的第二端与所述第一开关管的输出端接地。

5.如权利要求2所述的报警电路，其特征在于，所述第一分压单元包括：

第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻；

所述第一电阻的第一端接所述变压模块，所述第一电阻的第二端接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端接所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端接所述第四电阻的第一端，所述第四电阻的第二端接地。

6.如权利要求2所述的报警电路，其特征在于，所述第一比较单元包括：

第一比较器和第一光耦芯片；

所述第一比较器的正相输入端接所述第一分压单元，所述第一比较器的反相输入端接所述第一传感单元，所述第一比较器的输出端接所述第一光耦芯片的输入端，所述第一光耦芯片的输出端接所述开关单元。

7.如权利要求3所述的报警电路，其特征在于，所述第二传感单元包括霍尔电流传感器，

所述霍尔电流传感器的输入端接所述变压模块，所述霍尔电流传感器的输出端接第二比较单元。

8.如权利要求3所述的报警电路，其特征在于，所述第二分压单元包括：

第十电阻、第十二电阻、第十三电阻以及第十四电阻；

所述第十电阻的第一端接所述变压模块，所述第十电阻的第二端接所述第十二电阻的第一端，所述第十二电阻的第二端接所述第十三电阻的第一端，所述第十三电阻的第二端接所述第十四电阻的第一端，所述第十四电阻的第二端接地。

9.如权利要求3所述的报警电路，其特征在于，所述第二比较单元包括：

第二比较器和第二光耦芯片；

所述第二比较器的正相输入端接所述第二分压单元，所述第二比较器的反相输入端接所述第二传感单元，所述第二比较器的输出端接所述第二光耦芯片的输入端，所述第二光耦芯片的输出端接所述报警单元。

10.一种用于电缆保护的报警装置，包括电源模块，其特征在于，所述报警装置还包括如上述权利要求1-9任一项所述的报警电路。