CN111371310A - 双线交流变送器控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双线交流变送器控制电路，现场设备动力线电流经恒流源和稳压芯片电路隔离转换成按线性比例变化的标准电流信号输出，其通过一对双绞线送到监测***的输入接口上，双绞线同时将位于监测***的工作电源送到电流变送器中。本控制电路主要利用稳压源与恒流源的输入输出特性—即成线性关系，使得输出能够跟随输入呈线性变化，具有反应速度快、误差小、抗扰能力强等特点；并且本控制电路使信号线与电源线合二为一，有效也节约了成本。

Description

双线交流变送器控制电路

技术领域

本发明涉及变送器技术领域，特别涉及一种双线交流变送器控制电路。

背景技术

目前市场上的电流变送器分直流电流变送器和交流电流变送器两种。然而大多数都是三线制(一根正电源线，两根信号线,其中一根共GND)和四线制(两根正负电源线，两根信号线,其中一根GND)。电流变送器在使用时要安装在现场设备的动力线上，而以单片机为核心的监测***则位于较远离设备现场的监控室里，两者一般相距几十到几百米甚至更远。设备现场的环境较为恶劣，强电信号会产生各种电磁干扰，雷电感应会产生强浪涌脉冲，导致监测***误差大、损坏率高；并且三线制和四线制所需的电线较多，不利于判断断电和断线等故障。在这种情况下，单片机应用***中遇到的一个棘手问题就是如何在恶劣环境下远距离可靠地传送微小信号。

发明内容

本发明针对背景技术中的问题，提出了一种双线交流变送器控制电路，其目的在于:将测量信号和电源在双绞线上同时传送，既省去了昂贵的传输电缆，而且信号是以电流的形式传输，抗干扰能力得到极大的加强。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种双线交流变送器控制电路，交流变送器安装于现场设备的动力线上，现场设备通过远距离监控***监测；所述现场设备动力线电流经恒流源和稳压芯片电路隔离转换成按线性比例变化的标准电流信号输出，其通过一对双绞线送到监测***的输入接口上，所述双绞线同时将位于监测***的工作电源送到电流变送器中。

作为本发明进一步实施方案，所述监测***的工作电源给恒流源芯片供电，恒流源芯片为稳压芯片供电，同时恒流源芯片接地。

作为本发明优选实施方案，所述工作电源给恒流源芯片供电线路上接有整流二极管，所述恒流源芯片接地电路上接有整流二极管；整流二极管目的是防止反接损坏电路。

作为本发明进一步实施方案，所述现场设备动力线的交流电流输入信号先经电路转换成小的直流输入信号，所述直流输入信号经分压电路与双运算放大器连接，所述双运算放大器与稳压源芯片之间形成反馈电路。

作为本发明优选实施方案，所述交流电流通过线圈变流，然后通过整流桥整流，转换成直流电流。

作为本发明优选实施方案，所述恒流源芯片采用三端可调LM234器件。

作为本发明优选实施方案，所述稳压源芯片采用TL431器件。

作为本发明优选实施方案，所述双运算放大器采用LM258器件。

作为本发明优选实施方案，所述电流信号输出口增设防雷防浪涌器件,有利于安全防雷防爆。

相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

(1)本控制电路主要利用稳压源与恒流源的输入输出特性—即成线性关系，使得输出能够跟随输入呈线性变化，具有反应速度快、误差小、抗扰能力强等特点。

(2)本控制电路对线制进行了改进，使信号线与电源线合二为一，在电源输入端和地端接入整流二极管，以防客户误操作损坏设备，提高产品的寿命，也节约了成本。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明控制电路图。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的和作用、实现技术方案以及优势易于明白理解，以下将结合本实施例的附图对本发明进行详细完整的阐述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，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，均属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1所示，一种双线交流变送器控制电路，把现场设备动力线的电流隔离转换成4～20mA的按线性比例变化的标准电流信号输出，然后通过一对双绞线送到监测***的输入接口上，双绞线同时也将位于监测***的24V工作电源送到电流变送器中。

具体工作原理如下：采用三端可调恒流源器件LM234和稳压源器件TL431将动力线电流转换成按线性变化的标准电流信息。

电源部分：

监测***的24V工作电源经过整流二极管D7(此处二极管的作用是保护电路，防止反接损坏电路，D9同理)给恒流源芯片LM234供电，LM234芯片引脚6的输出电压为双运放芯片LM258供电；同时，LM234芯片输出电压经调节电阻R20输出恒流经耦合电容C2到地。

信号流向：

外部现场设备动力线的交流电流输入(范围0～400A)先经过3000N线圈的变流之后，再经过D1～D4组成的整流桥整流，使大的交流输入信号变成小的直流输入信号，这个变化过程是线性变化的。其中，C3为降压电容，R2～R4和R17～R19为泄放电阻，当输入端断开之后C3储能的电能就通过泄放电阻释放掉，如果没有泄放电阻，其储能的电容很容易对人体造成电击。电流变化之后，经R1和R5组成的分压电路为双运放LM258的一个运放单元提供反向输入，其同向输入接地，R9为反馈电阻，将此单元运放的输出端反馈到输入端。另外，此输出经过调幅电位器GIN到第二个运放单元的同向输入端，第二个运放单元的输出端经过NPN三极管KTC4378的电流放大后经过R22给精密稳压电源TL431提供输入，R21为与TL431相匹配的调节电阻，TL431的输出经过调零电阻GIN连接到运放LM258的第二个运放单元的同向输入端，形成负反馈，该反馈***对于交流变送器的工作的稳定、数据的精确以及抗干扰等具有非常重要的意义。

在本发明电路中，调零电阻(GIN)和调幅电阻(OFS)是相互影响的，但是GIN对OFS的影响和OFS对GIN的影响是不尽相同的。调零电位器GIN高达1M，而调幅电位器OFS只有50K，这导致GIN的变动很大时，对幅度的影响会很大。另外，三极管KTC4378的发射极输出变动时，会影响到恒流源的输出，即整个***的电流输出，由此可以看出，输出是跟随着输入呈线性变化的。该控制电路能够对输入的交流进行精确控制，克服了稳定性差的缺点，并实现了线路板的简化、成本的降低。

Claims (9)

1.双线交流变送器控制电路，交流变送器安装于现场设备的动力线上，现场设备通过远距离监控***监测；其特征在于：所述现场设备动力线电流经恒流源和稳压芯片电路隔离转换成按线性比例变化的标准电流信号输出，其通过一对双绞线送到监测***的输入接口上，所述双绞线同时将位于监测***的工作电源送到电流变送器中。

2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于：所述监测***的工作电源给恒流源芯片供电，恒流源芯片为稳压芯片供电，同时恒流源芯片接地。

3.如权利要求2所述的控制电路，其特征在于：所述工作电源给恒流源芯片供电线路上接有整流二极管，所述恒流源芯片接地电路上接有整流二极管。

4.如权利要求2或3所述的控制电路，其特征在于：所述现场设备动力线的交流电流输入信号先经电路转换成小的直流输入信号，所述直流输入信号经分压电路与双运算放大器连接，所述双运算放大器与稳压源芯片之间形成反馈电路。

5.如权利要求4所述的控制电路，其特征在于：所述交流电流通过线圈变流，然后通过整流桥整流，转换成直流电流。

6.如权利要求4所述的控制电路，其特征在于：所述恒流源芯片采用三端可调LM234器件。

7.如权利要求4所述的控制电路，其特征在于：所述稳压源芯片采用TL431器件。

8.如权利要求4所述的控制电路，其特征在于：所述双运算放大器采用LM258器件。

9.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于：所述电流信号输出口增设防雷防浪涌器件,有利于安全防雷防爆。

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