CN110244814B

CN110244814B - 一种机电低压设备功率补偿电路

Info

Publication number: CN110244814B
Application number: CN201910400109.7A
Authority: CN
Inventors: 张国栋; 祁瑞敏
Original assignee: Hainan Haojie Electronic Co Ltd
Current assignee: Hainan Haojie Electronic Co ltd
Priority date: 2019-05-14
Filing date: 2019-05-14
Publication date: 2020-10-02
Anticipated expiration: 2039-05-14
Also published as: CN110244814A

Abstract

本发明公开了一种机电低压设备功率补偿电路，包括功率信号采集电路、反馈稳压电路、异常信号筛选电路、整流校准电路和差分比较电路、运放限幅电路，所述功率信号采集电路运用型号为AD8318的功率采集器J1采集机电低压设备供电电源的功率信号，所述反馈稳压电路运用三极管Q1、三极管Q2和稳压管D4组成反馈稳压电路对信号稳定，其中异常信号筛选电路运用可控硅VTL1和稳压管D11组成异常信号检测电路检测反馈稳压电路输出信号，差分比较电路运用运放器AR1‑运放器AR3和可变电阻RW2对信号差分比较调节，最后运放限幅电路运用运放器AR4同相放大信号，能够对机电低压设备供电电源的功率实时监测，并且将功率信号转换为机电低压设备供电电源功率的补偿信号。

Description

一种机电低压设备功率补偿电路

技术领域

本发明涉及电路技术领域，特别是涉及一种机电低压设备功率补偿电路。

背景技术

目前, 设备通常是人们在生产和生活中所需要的机械、装置和设施等物质资料的总称，机电设备则是应用了机械、电子技术的设备，而通常所说的机械设备又是机电设备最重要的组成部分，机电设备的供电电源为市网电压供电，机电设备内部电压转换器变压后为机电设备供电，由于机电低压设备运行时间过长，容易发热和设备之间的摩擦损耗，会增加低压机电设备内部电压转换器变压后的电压输出功率损耗，也即是造成机电设备供电电源的功率不足的状况，长时间的运行，很容易发生电弧，引起火灾，造成难以预估的损失。

所以本发明提供一种新的方案来解决此问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种机电低压设备功率补偿电路，具有构思巧妙、人性化设计的特性，能够对机电低压设备供电电源的功率实时监测，并且将功率信号转换为机电低压设备供电电源功率的补偿信号。

其解决的技术方案是，一种机电低压设备功率补偿电路，包括功率信号采集电路、反馈稳压电路、异常信号筛选电路、整流校准电路和差分比较电路、运放限幅电路，所述功率信号采集电路运用型号为AD8318的功率采集器J1采集机电低压设备供电电源的功率信号，运用电感L1和电容C2、电容C3组成π型滤波电路滤波，所述反馈稳压电路运用三极管Q1、三极管Q2和稳压管D4组成反馈稳压电路对信号稳定，同时整流校准电路运用三极管Q3、三极管Q4和稳压管D10组成的恒流电路进一步稳定信号电位，并且运用可变电阻RW1和二极管D2、二极管D3组成整流电路对信号整流后输入差分比较电路内，其中异常信号筛选电路运用可控硅VTL1和稳压管D11组成异常信号检测电路检测反馈稳压电路输出信号，同时运用电容C5-电容C7和电阻R10-电阻R12组成选频电路筛选出单一频率的信号输入差分比较电路内，差分比较电路运用运放器AR1-运放器AR3和可变电阻RW2对信号差分比较调节，最后运放限幅电路运用运放器AR4同相放大信号，并且运用二极管D5、二极管D6组成限幅电路对信号限位后输出，也即是为机电低压设备供电电源功率的补偿信号；

所述反馈稳压电路包括三极管Q1，三极管Q1的集电极接电阻R2的一端，三极管Q1的基极接电阻R2的另一端和三极管Q2的集电极，三极管Q1的发射极接电阻R3、电阻R4的一端，三极管Q2的发射极接稳压管D4的负极和电阻R3的另一端，三极管Q2的基极接电阻R4的另一端和电阻R5的一端，电阻R5的另一端和稳压管D4的正极接地；

所述整流校准电路包括三极管Q3，三极管Q3的基极接二极管D9的负极和三极管Q4的集电极，三极管Q3的发射极接电阻R7的一端，电阻R7的另一端接电阻R6的一端和电容C8的一端，三极管Q3的集电极接电容C8的另一端和三极管Q4的基极、稳压管D10的负极，稳压管D10的正极接地，二极管D9的正极接电阻R6的另一端，三极管Q4的发射极接电阻R13的一端，电阻R13的另一端接二极管D2的正极、二极管D3的负极和电容C9、电容C10的一端，二极管D2的负极接电容C9的另一端和可变电阻RW1的触点2，可变电阻RW1的触点1接二极管D3的正极和电容C10的另一端；

所述异常信号筛选电路包括可控硅VTL1，可控硅VTL1的正极接三极管Q1的发射极和稳压管D11的负极，可控硅VTL1的负极接电阻R9的一端，可控硅VTL1的控制极接稳压管D1的正极和电阻R8、电容C4的一端，电阻R8、电容C4的另一端接地，电阻R9的另一端接电阻R10、电容C5的一端，电阻R10的另一端接电阻R12、电容C6的一端，电容C5的另一端接电容C7、电阻R11的一端，电阻R11、电容C6的另一端接地，电容C7的另一端接电阻R12的另一端。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点；

1，运用三极管Q1、三极管Q2和稳压管D4组成反馈稳压电路对信号稳定，利用稳压管D4稳定三极管Q2发射极电位，实现稳定三极管Q1发射极和三极管Q2基极电位，也即是稳定输出信号，同时整流校准电路运用三极管Q3、三极管Q4和稳压管D10组成的恒流电路进一步稳定信号电位，利用稳压管D10稳定三极管Q3集电极电位，也即是稳定三极管Q4发射极电位，三极管Q3、三极管Q4为复合开关电路，电容C8为旁路电容，滤除高频信号噪声，并且运用可变电阻RW1和二极管D2、二极管D3组成整流电路对信号整流后输入差分比较电路内，通过调节可变电阻RW1阻值大小可以调节输出信号电位，具有很大的可靠性；

2.运用可控硅VTL1和稳压管D11组成异常信号检测电路检测反馈稳压电路输出信号，可控硅VTL1的导通电源来判断异常信号，异常信号电位高于正常信号，同时运用电容C5-电容C7和电阻R10-电阻R12组成选频电路筛选出单一频率的信号输入差分比较电路内，可以保证信号频率的稳定，避免产生谐波，差分比较电路运用运放器AR1-运放器AR3和可变电阻RW2对信号差分比较调节，可以抑制由外界条件的变化带给电路的影响，同时稳定信号静态工作点。

附图说明

图1为本发明一种机电低压设备功率补偿电路的模块图。

图2为本发明一种机电低压设备功率补偿电路的原理图。

图3为本发明一种机电低压设备功率补偿电路信号流向图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图3对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

实施例一，一种机电低压设备功率补偿电路，包括功率信号采集电路、反馈稳压电路、异常信号筛选电路、整流校准电路和差分比较电路、运放限幅电路，所述功率信号采集电路运用型号为AD8318的功率采集器J1采集机电低压设备供电电源的功率信号，运用电感L1和电容C2、电容C3组成π型滤波电路滤波，所述反馈稳压电路运用三极管Q1、三极管Q2和稳压管D4组成反馈稳压电路对信号稳定，同时整流校准电路运用三极管Q3、三极管Q4和稳压管D10组成的恒流电路进一步稳定信号电位，并且运用可变电阻RW1和二极管D2、二极管D3组成整流电路对信号整流后输入差分比较电路内，其中异常信号筛选电路运用可控硅VTL1和稳压管D11组成异常信号检测电路检测反馈稳压电路输出信号，同时运用电容C5-电容C7和电阻R10-电阻R12组成选频电路筛选出单一频率的信号输入差分比较电路内，差分比较电路运用运放器AR1-运放器AR3和可变电阻RW2对信号差分比较调节，最后运放限幅电路运用运放器AR4同相放大信号，并且运用二极管D5、二极管D6组成限幅电路对信号限位后输出，也即是为机电低压设备供电电源功率的补偿信号；

所述反馈稳压电路运用三极管Q1、三极管Q2和稳压管D4组成反馈稳压电路对信号稳定，利用稳压管D4稳定三极管Q2发射极电位，实现稳定三极管Q1发射极和三极管Q2基极电位，也即是稳定输出信号，同时整流校准电路运用三极管Q3、三极管Q4和稳压管D10组成的恒流电路进一步稳定信号电位，利用稳压管D10稳定三极管Q3集电极电位，也即是稳定三极管Q4发射极电位，三极管Q3、三极管Q4为复合开关电路，电容C8为旁路电容，滤除高频信号噪声，并且运用可变电阻RW1和二极管D2、二极管D3组成整流电路对信号整流后输入差分比较电路内，通过调节可变电阻RW1阻值大小可以调节输出信号电位，其中异常信号筛选电路运用可控硅VTL1和稳压管D11组成异常信号检测电路检测反馈稳压电路输出信号，可控硅VTL1的导通电源来判断异常信号，异常信号电位高于正常信号，同时运用电容C5-电容C7和电阻R10-电阻R12组成选频电路筛选出单一频率的信号输入差分比较电路内，可以保证信号频率的稳定，避免产生谐波，差分比较电路运用运放器AR1-运放器AR3和可变电阻RW2对信号差分比较调节，可以抑制由外界条件的变化带给电路的影响，同时稳定信号静态工作点；

具体电路结构，三极管Q1的集电极接电阻R2的一端，三极管Q1的基极接电阻R2的另一端和三极管Q2的集电极，三极管Q1的发射极接电阻R3、电阻R4的一端，三极管Q2的发射极接稳压管D4的负极和电阻R3的另一端，三极管Q2的基极接电阻R4的另一端和电阻R5的一端，电阻R5的另一端和稳压管D4的正极接地；三极管Q3的基极接二极管D9的负极和三极管Q4的集电极，三极管Q3的发射极接电阻R7的一端，电阻R7的另一端接电阻R6的一端和电容C8的一端，三极管Q3的集电极接电容C8的另一端和三极管Q4的基极、稳压管D10的负极，稳压管D10的正极接地，二极管D9的正极接电阻R6的另一端，三极管Q4的发射极接电阻R13的一端，电阻R13的另一端接二极管D2的正极、二极管D3的负极和电容C9、电容C10的一端，二极管D2的负极接电容C9的另一端和可变电阻RW1的触点2，可变电阻RW1的触点1接二极管D3的正极和电容C10的另一端；可控硅VTL1的正极接三极管Q1的发射极和稳压管D11的负极，可控硅VTL1的负极接电阻R9的一端，可控硅VTL1的控制极接稳压管D1的正极和电阻R8、电容C4的一端，电阻R8、电容C4的另一端接地，电阻R9的另一端接电阻R10、电容C5的一端，电阻R10的另一端接电阻R12、电容C6的一端，电容C5的另一端接电容C7、电阻R11的一端，电阻R11、电容C6的另一端接地，电容C7的另一端接电阻R12的另一端；运放器AR2的同相输入端接电阻R12的另一端，运放器AR2的反相输入端接电阻R15的一端和可变电阻RW2的触点1、触点3，运放器AR2的输出端接电阻R15的另一端和电阻R14的一端，可变电阻RW2的触点2接电阻R16的一端和运放器AR1的同相输入端，运放器AR1的反相输入端接可变电阻RW1的触点3，运放器AR1的输出端接电阻R16的另一端和电阻R17的一端，电阻R17的另一端接电阻R22的一端和运放器AR3的同相输入端，电阻R22的另一端接地，运放器AR3的反相输入端接电阻R14的另一端。

实施例二，在实施例一的基础上，所述运放限幅电路运用运放器AR4同相放大信号，补偿信号的导通损耗，并且运用二极管D5、二极管D6组成限幅电路对信号限位后输出，起到保护电路的作用，也即是为机电低压设备供电电源功率的补偿信号，运放器AR4的同相输入端接电阻R18、电阻R20的一端，电阻R18的另一端接运放器AR3的输出端，运放器AR4的反相输入端接电阻R19的一端，电阻R19的另一端接地，运放器AR4的输出端接电阻R20的另一端和二极管D5的负极、二极管D6的正极，二极管D5的正极接二极管D6的负极和电阻R21的一端，电阻R21的另一端接信号输出端口。

实施例三，在实施例一的基础上，所述功率信号采集电路选用型号为AD8318功率采集器J1采集器J1采集机电低压设备供电电源的功率信号，运用电感L1和电容C2、电容C3组成π型滤波电路滤波，滤除信号杂波，功率采集器J1的电源端接电源+5V和电容C1的一端，功率采集器J1的接地端接地，功率采集器J1的输出端接电容C1的另一端和电感L1、电容C2的一端以及稳压管D1的负极，稳压管D1的正极接地，电容C2的另一端接地，电感L1的另一端接电阻R1、电容C3的一端，电容C3的另一端接地，电阻R1的另一端接三极管Q1的集电极。

本发明具体使用时，一种机电低压设备功率补偿电路，包括功率信号采集电路、反馈稳压电路、异常信号筛选电路、整流校准电路和差分比较电路、运放限幅电路，所述功率信号采集电路运用型号为AD8318的功率采集器J1采集机电低压设备供电电源的功率信号，运用电感L1和电容C2、电容C3组成π型滤波电路滤波，所述反馈稳压电路运用三极管Q1、三极管Q2和稳压管D4组成反馈稳压电路对信号稳定，利用稳压管D4稳定三极管Q2发射极电位，实现稳定三极管Q1发射极和三极管Q2基极电位，也即是稳定输出信号，同时整流校准电路运用三极管Q3、三极管Q4和稳压管D10组成的恒流电路进一步稳定信号电位，利用稳压管D10稳定三极管Q3集电极电位，也即是稳定三极管Q4发射极电位，三极管Q3、三极管Q4为复合开关电路，电容C8为旁路电容，滤除高频信号噪声，并且运用可变电阻RW1和二极管D2、二极管D3组成整流电路对信号整流后输入差分比较电路内，通过调节可变电阻RW1阻值大小可以调节输出信号电位，其中异常信号筛选电路运用可控硅VTL1和稳压管D11组成异常信号检测电路检测反馈稳压电路输出信号，可控硅VTL1的导通电源来判断异常信号，异常信号电位高于正常信号，同时运用电容C5-电容C7和电阻R10-电阻R12组成选频电路筛选出单一频率的信号输入差分比较电路内，可以保证信号频率的稳定，避免产生谐波，差分比较电路运用运放器AR1-运放器AR3和可变电阻RW2对信号差分比较调节，可以抑制由外界条件的变化带给电路的影响，同时稳定信号静态工作点，最后运放限幅电路运用运放器AR4同相放大信号，并且运用二极管D5、二极管D6组成限幅电路对信号限位后输出，也即是为机电低压设备供电电源功率的补偿信号。

以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。

Claims

1.一种机电低压设备功率补偿电路，包括功率信号采集电路、反馈稳压电路、异常信号筛选电路、整流校准电路和差分比较电路、运放限幅电路，其特征在于，所述功率信号采集电路运用型号为AD8318的功率采集器J1采集机电低压设备供电电源的功率信号，运用电感L1和电容C2、电容C3组成π型滤波电路滤波，所述反馈稳压电路运用三极管Q1、三极管Q2和稳压管D4组成反馈稳压电路对信号稳定，同时整流校准电路运用三极管Q3、三极管Q4和稳压管D10组成的恒流电路进一步稳定信号电位，并且运用可变电阻RW1和二极管D2、二极管D3组成整流电路对信号整流后输入差分比较电路内，其中异常信号筛选电路运用可控硅VTL1和稳压管D11组成异常信号检测电路检测反馈稳压电路输出信号，同时运用电容C5-电容C7和电阻R10-电阻R12组成选频电路筛选出单一频率的信号输入差分比较电路内，差分比较电路运用运放器AR1-运放器AR3和可变电阻RW2对信号差分比较调节，最后运放限幅电路运用运放器AR4同相放大信号，并且运用二极管D5、二极管D6组成限幅电路对信号限位后输出，也即是为机电低压设备供电电源功率的补偿信号；

所述异常信号筛选电路包括可控硅VTL1，可控硅VTL1的正极接三极管Q1的发射极和稳压管D11的负极，可控硅VTL1的负极接电阻R9的一端，可控硅VTL1的控制极接稳压管D11的正极和电阻R8、电容C4的一端，电阻R8、电容C4的另一端接地，电阻R9的另一端接电阻R10、电容C5的一端，电阻R10的另一端接电阻R12、电容C6的一端，电容C5的另一端接电容C7、电阻R11的一端，电阻R11、电容C6的另一端接地，电容C7的另一端接电阻R12的另一端；

所述差分比较电路包括运放器AR2，运放器AR2的同相输入端接电阻R12的另一端，运放器AR2的反相输入端接电阻R15的一端和可变电阻RW2的触点1、触点3，运放器AR2的输出端接电阻R15的另一端和电阻R14的一端，可变电阻RW2的触点2接电阻R16的一端和运放器AR1的同相输入端，运放器AR1的反相输入端接可变电阻RW1的触点3，运放器AR1的输出端接电阻R16的另一端和电阻R17的一端，电阻R17的另一端接电阻R22的一端和运放器AR3的同相输入端，电阻R22的另一端接地，运放器AR3的反相输入端接电阻R14的另一端。

2.如权利要求1所述一种机电低压设备功率补偿电路，其特征在于，所述运放限幅电路包括运放器AR4，运放器AR4的同相输入端接电阻R18、电阻R20的一端，电阻R18的另一端接运放器AR3的输出端，运放器AR4的反相输入端接电阻R19的一端，电阻R19的另一端接地，运放器AR4的输出端接电阻R20的另一端和二极管D5的负极、二极管D6的正极，二极管D5的正极接二极管D6的负极和电阻R21的一端，电阻R21的另一端接信号输出端口。

3.如权利要求1所述一种机电低压设备功率补偿电路，其特征在于，所述功率信号采集电路包括型号为AD8318功率采集器J1，功率采集器J1的电源端接电源+5V和电容C1的一端，功率采集器J1的接地端接地，功率采集器J1的输出端接电容C1的另一端和电感L1、电容C2的一端以及稳压管D1的负极，稳压管D1的正极接地，电容C2的另一端接地，电感L1的另一端接电阻R1、电容C3的一端，电容C3的另一端接地，电阻R1的另一端接三极管Q1的集电极。