[发明专利]基于数字控制电位器技术的过流速断保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种过流速断保护电路，特别是基于数字控制电位器技术的过流速断保护电路，其用于永磁机构控制器的过流速断保护装置。

背景技术

中国专利文献CN101783495A公开《通信总线防高压侵入保护装置及其保护方法》（专利申请号： 200910045438.0），该装置包括，壳体和设于壳体内的保护电路；壳体的一侧壁上设有正常总线端，壳体的另一侧壁上设有防高压入侵的总线端接地端及指示灯D1；保护电路包括：显示报警电路、防雷击电路、过流速断保护电路；显示报警电路的两端和防雷击电路的两端并接在放高压侵入的总线两端；过流速断保护电路分别与防高压入侵的总线两端、正常总线端连接；该装置串接在计算机与外部设备之间的总线中；当有220V高电压侵入本装置的总线端，有大电流流过，元器件使其温度快速上升，会迅速进入高阻态，电流被迅速夹断，该装置自动显示报警、切断电源，保护了通信设备，还具有即时显示报警和防雷电功能。该装置的过流速断保护电路包括入防止高压侵速断保护器R2、R3，瞬态抑制二极管T2、T3；防止高压侵速断保护器R2的端1、R3的端1分别与防高压入侵的总线两端连接，瞬态抑制二极管T2、T3的正端分别与正常总线的两端、防止高压侵速断保护器R2、R3的端2并接，瞬态抑制二极管T2、T3的负端相连。瞬态抑制二极管T2、T3的正端。防止高压侵速断保护器R2、R3采用高分子聚合物正系数温度电阻。该装置由于其结构所限，其保护效果并不太理想。

据申请人所知，目前使用的过流速断保护电路多数采用AD芯片采样电路，其工作原理是将交流电流模拟信号转换为数字信号，再经微处理器MCU处理，运用方均根、FFT、DFT等算法计算每个采样周期的电流幅值大小，并将计算出的电流幅值与过流速断的设定的标准值进行对比，实现过流速断保护功能。申请人在研究中发现，AD采集芯片采集完电流模拟信号至少需要半个周期（10ms），否则计算出来的值是不准确的。然后还要通过一些算法计算这个周期的幅值大小，再进行过流速断保护。由此可知，采用AD芯片采样电路的永磁机构控制器的过流速断保护响应时间必定大于10ms。过流速断响应时间带来的后果是可想而知的，应当尽量避免。因此，利用先进的数字控制电位器技术来改造现有的过流速断保护电路，以提高永磁机构控制器的过流速断保护装置的性能，是当务之急。在电力线路发生过流速断故障时，尽可能减小永磁机构控制器的响应时间，使永磁机构真空开关快速分闸，从而达到快速保护的目的，减少因过流速断故障造成的线路损失。这是永磁机构控制器的过流速断保护装置要解决的问题。

发明内容

本发明目的是，针对现有技术存在的不足，进行改进，提出并研究一种基于数字控制电位器技术实现过流速断保护电路。本发明的构想在于，利用先进的数字控制电位器技术，采用硬件电路，由其通过运用设定的标准值与测定值相互比较的方法实现快速过流速断保护。

本发明的技术解决方案是，包括整流电路、电位器电路、微处理器MCU三部分，整流电路与电位器电路配连，电位器电路与微处理器MCU配接，其特征在于，整流电路采用精密全波整流电路，电位器电路采用数字控制电位器模块；精密全波整流电路采用二组全波整流电路，二组全波整流电路的输出端分别接于数字控制电位器模块的二个输入端。

其特征在于，全波整流电路由限幅单元电路、滤波单元电路、全波整流单元电路和射级跟随器单元电路组成；限幅单元电路采用二只限幅二极管串连组成；滤波单元电路采用了无源一阶滤波单元和无源二阶滤波单元，无源一阶滤波单元由电阻、电容相连组成，无源二阶滤波单元采用由电阻配接电阻R6和电容构成的阻容滤波电路组成；全波整流单元电路由低功耗JFET输入运算放大器 与外围元件输入电阻、反馈电阻、反馈二极管组成；射级跟随器单元电路由第一级JFET输入运算放大器和第二级JFET输入运算放大器组成；其中，限幅单元电路与无源一阶滤波单元并接，无源一阶滤波单元的输出接第一级JFET输入运算放大器的输入端，第一级JFET输入运算放大器的输出通过输入电阻分别配接低功耗JFET输入运算放大器的二个放大器 ，低功耗JFET输入运算放大器的 输出端接无源二阶滤波单元，无源二阶滤波单元的输出端接第二级JFET输入运算放大器，第二级JFET输入运算放大器的输出端接数字控制电位器模块。

其特征在于，数字控制电位器模块由数字控制电位器和低功耗双电压比较器连接组成。

其特征在于，数字控制电位器采用一片X9C103芯片，低功耗双电压比较器采用一片LM193A芯片。

其特征在于，微处理器MCU采用超低功耗ATmega644微处理器。

本发明的工作过程：