CN111082512A

CN111082512A - 智能精密配电柜

Info

Publication number: CN111082512A
Application number: CN201911341100.XA
Authority: CN
Inventors: 俞立
Original assignee: Guangzhou Kestar Power Equipment Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Kestar Power Equipment Co Ltd
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2020-04-28

Abstract

本发明涉及配电柜领域，公开了一种智能精密配电柜，包括主控制器、温度传感器、湿度传感器、电参数采集模块、液晶显示屏、报警模块和供电模块，所述温度传感器、所述湿度传感器、所述电参数采集模块、所述液晶显示屏、所述报警模块和所述供电模块均与所述主控制器连接；所述供电模块包括电压输入端、第一电容、第一稳压管、第二电阻、第二三极管、第一电阻、第一三极管、第二稳压管、第六电阻、第三三极管、第四三极管、第四电阻、第五电位器、第二电容和电压输出端。实施本发明的智能精密配电柜，具有以下有益效果：电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

Description

智能精密配电柜

技术领域

本发明涉及配电柜领域，特别涉及一种智能精密配电柜。

背景技术

精密配电柜是一款针对数据中心机房能源末端，综合采集所有能源数据的智能配电柜。为终端能源监测***提供高精度测量数据，通过显示单元，实时反映电能质量数据。并通过数字通讯上载至后台环境控制***。以达到对整个配电***的实时监控和运行质量的有效管理。图1为传统精密配电柜的供电部分的电路原理图，从图1中可以看出，传统精密配电柜的供电部分使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统精密配电柜的供电部分缺少相应的电路保护功能，例如：缺少限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的智能精密配电柜。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种智能精密配电柜，包括主控制器、温度传感器、湿度传感器、电参数采集模块、液晶显示屏、报警模块和供电模块，所述温度传感器、所述湿度传感器、所述电参数采集模块、所述液晶显示屏、所述报警模块和所述供电模块均与所述主控制器连接；

所述供电模块包括电压输入端、第一电容、第一稳压管、第二电阻、第二三极管、第一电阻、第一三极管、第二稳压管、第六电阻、第三三极管、第四三极管、第四电阻、第五电位器、第二电容和电压输出端，所述电压输入端的一端分别与所述第一电容的一端、所述第一二极管的阳极和所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第五电位器的一个固定端、所述第二电容的一端和所述电压输出端的一端连接，所述第二三极管的发射极分别与所述第一电容的另一端、所述第一二极管的阴极和所述第三电阻的一端连接，所述第二三极管的基极与所述第五电位器的滑动端连接，所述第二三极管的集电极分别与所述第一三极管的发射极、所述第六电阻的一端和所述第四三极管的集电极连接，所述第六电阻的另一端与所述第三三极管的基极连接，所述第一三极管的基极分别与所述第一电阻的一端和所述第二稳压管的阴极连接，所述第一三极管的集电极分别与所述第一电阻的另一端和所述第三三极管的集电极连接，所述第三三极管的发射极分别与所述第四三极管的基极和所述第四电阻的一端连接，所述第四三极管的发射极分别与所述第三电阻的另一端、所述第五电位器的另一个固定端、所述第四电阻的另一端、所述第二稳压管的阳极、所述第二电容的另一端和所述电压输出端的另一端连接。

在本发明所述的智能精密配电柜中，所述第六电阻的阻值为28kΩ。

在本发明所述的智能精密配电柜中，所述供电模块还包括第三电容，所述第三电容的一端与所述第三三极管的发射极连接，所述第三电容的另一端与所述第四三极管的基极连接。

在本发明所述的智能精密配电柜中，所述第三电容的电容值为370pF。

在本发明所述的智能精密配电柜中，所述第一三极管为NPN型三极管。

在本发明所述的智能精密配电柜中，所述第二三极管为NPN型三极管。

在本发明所述的智能精密配电柜中，所述第三三极管为NPN型三极管。

在本发明所述的智能精密配电柜中，所述第四三极管为NPN型三极管。

实施本发明的智能精密配电柜，具有以下有益效果：由于设有主控制器、温度传感器、湿度传感器、电参数采集模块、液晶显示屏、报警模块和供电模块，供电模块包括电压输入端、第一电容、第一稳压管、第二电阻、第二三极管、第一电阻、第一三极管、第二稳压管、第六电阻、第三三极管、第四三极管、第四电阻、第五电位器、第二电容和电压输出端，该供电模块与传统精密配电柜的供电部分相比，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第六电阻用于进行限流保护，因此本发明电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统精密配电柜的供电部分的电路原理图；

图2为本发明智能精密配电柜一个实施例中的结构示意图；

图3为所述实施例中供电模块的电路原理图。

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。

在本发明智能精密配电柜实施例中，该智能精密配电柜的结构示意图如图2所示。图2中，该智能精密配电柜包括主控制器1、温度传感器2、湿度传感器3、电参数采集模块4、液晶显示屏5、报警模块6和供电模块7，其中，温度传感器2、湿度传感器3、电参数采集模块4、液晶显示屏5、报警模块6和供电模块7均与主控制器1连接。主控制器1、温度传感器2、湿度传感器3、电参数采集模块4、液晶显示屏5、报警模块6和供电模块7均安装在智能精密配电柜的壳体内。

温度传感器2用于测试该智能精密配电柜内的实时温度值，防止温度过高对智能精密配电柜内的器件造成损坏，湿度传感器3用于测试该智能精密配电柜内的实时湿度值，防止湿度太大对智能精密配电柜内的器件造成损坏，电参数采集模块4用于检测并记录总进线电参数和总开关工作状态，总进线电参数包括三相相电压、三相线电压、三相有功功率、三相总有功功率、三相无功功率、总无功功率、三相视在功率、总视在功率、分相电能、总电能、谐波含量、总开关工作状态和零序电流等参数。

主控制器1接收温度传感器2输出的温度值、湿度传感器3输出的湿度值、电参数采集模块4输出的总进线电参数和总开关工作状态，将其发送给液晶显示屏5进行显示，同时，主控制器1根据接收的温度值，判断是否触发报警模块6进行报警，当达到温度报警触发条件时，则控制报警模块6发出报警，主控制器1根据接收的湿度值，判断是否触发报警模块6进行报警，当达到湿度报警触发条件时，则控制报警模块6发出报警，主控制器1根据接收的总进线电参数和总开关工作状态，判断是否触发报警模块6进行报警，当达到电参数报警触发条件时，则控制报警模块6发出报警。报警模块6可以采用声光报警方式。

图3为本实施例中供电模块的电路原理图，图3中，该供电模块7包括电压输入端Vin、第一电容C1、第一稳压管D1、第二电阻R2、第二三极管Q2、第一电阻R1、第一三极管Q1、第二稳压管D2、第六电阻R6、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第四电阻R4、第五电位器RP5、第二电容C2和电压输出端Vo，其中，电压输入端Vin的一端分别与第一电容C1的一端、第一二极管D1的阳极和第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端分别与第五电位器RP5的一个固定端、第二电容C2的一端和电压输出端Vo的一端连接，第二三极管Q2的发射极分别与第一电容C1的另一端、第一二极管D1的阴极和第三电阻R3的一端连接，第二三极管Q2的基极与第五电位器RP5的滑动端连接，第二三极管Q2的集电极分别与第一三极管Q1的发射极、第六电阻R6的一端和第四三极管Q4的集电极连接，第六电阻R6的另一端与第三三极管Q3的基极连接，第一三极管Q1的基极分别与第一电阻R1一端和第二稳压管D2的阴极连接，第一三极管Q1的集电极分别与第一电阻R1的另一端和第三三极管Q3的集电极连接，第三三极管Q3的发射极分别与第四三极管Q4的基极和第四电阻R4的一端连接，第四三极管Q4的发射极分别与第三电阻R3的另一端、第五电位器RP5的另一个固定端、第四电阻R4的另一端、第二稳压管D2的阳极、第二电容C2的另一端和电压输出端Vo的另一端连接。

该供电模块7与传统精密配电柜的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第六电阻R6为限流电阻，用于对第三三极管Q3的基极电流进行限流保护。限流保护的原理如下：当第三三极管Q3的基极电流较大时，通过该第六电阻R6可以降低第三三极管Q3的基极电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第六电阻R6的阻值为28kΩ，当然，在实际应用中，第六电阻R6的阻值可以根据具体情况进行相应调整，即第六电阻R6的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

该电路由第三三极管Q3、第四三极管Q4和第二稳压管D2等电子元件构成的基本稳压电路，第二稳压管D2可以使第二三极管Q2的集电极电压稳定，减少了输入电压变动的影响。第三三极管Q3的基极电压等于输出电压加上第二稳压管D2的稳定电压，即使输入电压变动也不会影响第二三极管Q2的发射极电压，从而保证电压的稳定输出。

本实施例中，第一三极管Q1为NPN型三极管，第二三极管Q2为NPN型三极管，第三三极管Q3为NPN型三极管，第四三极管Q4为NPN型三极管。当然，在实际应用中，第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3和第四三极管Q4也可以均为PNP型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该供电模块7还包括第三电容C3，第三电容C3的一端与第三三极管Q3的发射极连接，第三电容C3的另一端与第四三极管Q4的基极连接。第三电容C3为耦合电容，用于防止第三三极管Q3与第四三极管Q4之间的干扰，以进一步增强电路的安全性和可靠性。

耦合电容的作用是：是将交流信号从前一级传到下一级。耦合的方法还有直接耦合和变压器耦合的方法。直接耦合效率最高，信号又不失真，但是，前后两级工作点的调整比较复杂，相互牵连。为了使后一级的工作点不受前一级的影响，就需要在直流方面把前一级和后一级分开，同时，又能使交流信号从前一级顺利的传递到后一级，同时能完成这一任务的方法就是采用电容传输或者变压器传输来实现。他们都能传递交流信号和隔断直流，使前后级的工作点互不牵连。但不同的是，用电容传输时，信号的相位要延迟一些，用变压器传输时，信号的高频成分要损失一些。一般情况下，小信号传输时，常用电容作为耦合元件，大信号或者强信号传输时，常用变压器作为耦合元件。本发明中采用第三电容C3作为耦合元件，这样可以使后一级的工作点不受前一级的影响，也就是使第四三极管Q4的工作点不受第三三极管Q3的影响。第三电容C3为级间耦合电容，其作用是将第三三极管Q3和第四三极管Q4前后级的直流偏置电电路隔离，以防止前后级静态工作点相互影响。其工作原理利用的是现有技术中级间耦合电的工作原理，此处不再獒述。

值得一提的是，本实施例中，第三电容C3的电容值为370pF。当然，在实际应用中，第三电容C3的电容值可以根据具体情况进行相应调整，即第三电容C3的电容值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

总之，本实施例中，该供电模块7与传统精密配电柜的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，该供电模块7中设有限流电阻，因此电路的安全性和可靠性较高。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种智能精密配电柜，其特征在于，包括主控制器、温度传感器、湿度传感器、电参数采集模块、液晶显示屏、报警模块和供电模块，所述温度传感器、所述湿度传感器、所述电参数采集模块、所述液晶显示屏、所述报警模块和所述供电模块均与所述主控制器连接；

2.根据权利要求1所述的智能精密配电柜，其特征在于，所述第六电阻的阻值为28kΩ。

3.根据权利要求2所述的智能精密配电柜，其特征在于，所述供电模块还包括第三电容，所述第三电容的一端与所述第三三极管的发射极连接，所述第三电容的另一端与所述第四三极管的基极连接。

4.根据权利要求3所述的智能精密配电柜，其特征在于，所述第三电容的电容值为370pF。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的智能精密配电柜，其特征在于，所述第一三极管为NPN型三极管。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的智能精密配电柜，其特征在于，所述第二三极管为NPN型三极管。

7.根据权利要求1至4任意一项所述的智能精密配电柜，其特征在于，所述第三三极管为NPN型三极管。

8.根据权利要求1至4任意一项所述的智能精密配电柜，其特征在于，所述第四三极管为NPN型三极管。