專利名稱：用于直流回路的信號(hào)測(cè)量電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電路斷路器領(lǐng)域，具體涉及ー種用于直流回路的信號(hào)測(cè)量電路。
背景技術(shù)：
隨著新ー輪國(guó)家投資的推進(jìn)，新能源行業(yè)(風(fēng)電、太陽(yáng)能等)、通信行業(yè)和軌道交通行業(yè)得到快速發(fā)展，直流技術(shù)和直流配電網(wǎng)絡(luò)也隨之受到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。當(dāng)直流線路中存在過(guò)載電流或者發(fā)生短路大電流時(shí)，在滿足一定條件下通過(guò)直流斷路器中的電磁式脫扣器或者電子式脫扣器使直流斷路器斷開(kāi)。對(duì)于電子式脫扣器而言，一般具有豐富的保護(hù)功能，例如過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)、短路短延時(shí)保護(hù)、短路瞬時(shí)保護(hù)、接地故障保護(hù)等，同時(shí)也可以擴(kuò)展具備通信功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制斷路器的合分閘、查詢斷路器狀態(tài)信息等，因此容易受到用戶的青睞。目前電子式脫扣器常常采用分流器進(jìn)行直流電流信號(hào)的采樣，緣于分流器 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量范圍大、不受外磁場(chǎng)影響等優(yōu)點(diǎn)。考慮到分流器的功率有限，分流器的電阻值很小，一般為μ Ω級(jí)，當(dāng)直流系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，分流器兩端的電壓壓降信號(hào)是很微弱的，大約在幾毫伏至幾十毫伏，因此為了能夠準(zhǔn)確地采集這種微弱的信號(hào)，一般電子式脫扣器內(nèi)的信號(hào)測(cè)量電路均采用具有高共模抑制比的儀表放大器或者差分放大器對(duì)直流電流信號(hào)進(jìn)行采樣放大。在分流器正常使用的情況下，其兩端的電壓壓降信號(hào)幅值不會(huì)超出儀表放大器或者差分放大器的輸入量程范圍，不過(guò)在某種極端情況下例如當(dāng)主回路流過(guò)非常大的電流造成分流器損壞，此時(shí)相當(dāng)于系統(tǒng)配電線路斷開(kāi)，分流器兩端會(huì)呈現(xiàn)很高的電壓(接近系統(tǒng)電壓，一般上百伏以上)，毫無(wú)疑問(wèn)將使后級(jí)的儀表放大器或者差分放大器(通常可以承受的最大差分輸入電壓在十幾伏以下)等電子元器件受到嚴(yán)重?fù)p壞。附圖I是直流電流信號(hào)測(cè)量的現(xiàn)有技術(shù)原理圖，圖中Rsense是分流器，其電阻值很小，一般為μ Ω級(jí)，當(dāng)主回路中流過(guò)大電流時(shí)，分流器兩端產(chǎn)生的電壓壓降Vsense輸入典型的儀表放大器電路。圖2中電阻R1、R2、C1、C2、C3組成簡(jiǎn)單的RC共模、差模濾波器電路，用于濾除輸入的噪聲。雖然儀表放大器具有較大的輸入阻杭，但是為了保證輸入的均衡性，應(yīng)設(shè)置R1=R2，C1=C3。電阻R3、R4是偏置電阻，用于為儀表放大器正常工作所需的偏置電流提供回路。被測(cè)信號(hào)進(jìn)入儀表放大器NI后進(jìn)行放大處理，電阻R5用于調(diào)節(jié)儀表放大器的放大增益。在分流器完好情況下該測(cè)量電路是沒(méi)有任何問(wèn)題的，但是當(dāng)分流器受損后其兩端的電壓壓降Vsense迅速升高直至接近系統(tǒng)電壓，由于后級(jí)的測(cè)量電路沒(méi)有保護(hù)電路，因此很容易被燒損。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是提供一種用于直流回路的信號(hào)測(cè)量電路，此信號(hào)測(cè)量電路能承受大電流沖擊，有效地保護(hù)后級(jí)電路，從而維持測(cè)量電路的正常使用。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種用于直流回路的信號(hào)測(cè)量電路，包括串聯(lián)于待測(cè)直流主回路的分流器，此分流器的兩個(gè)信號(hào)輸出端分別連接到濾波電路單元的兩個(gè)輸入端，此濾波電路單元連接到儀表信號(hào)放大電路単元；所述分流器ー個(gè)信號(hào)輸出端與濾波電路單元的一個(gè)輸入端之間設(shè)有PTC熱敏電阻，作保護(hù)用的ニ極管跨接在所述濾波電路單元的兩個(gè)輸入端之間。上述技術(shù)方案中進(jìn)ー步改進(jìn)的技術(shù)方案如下I、上述方案中，所述ニ極管數(shù)量至少為I個(gè)。2、上述方案中，所述分流器另ー個(gè)信號(hào)輸出端與濾波電路單元另ー個(gè)輸入端之間也設(shè)有PTC熱敏電阻。3、上述方案中，所述濾波電路單元為由Rl電阻、R2電阻、Cl電容、C2電容和C3電容組成的共摸、差模濾波器単元。4、上述方案中，所述Rl電阻和R2電阻的阻值相等，所述Cl電容和C3電容的電容
量相等。5、上述方案中，所述ニ極管為單ニ極管或雙ニ極管?！?、上述方案中，所述雙ニ極管由兩個(gè)ニ極管按相反方向并聯(lián)組成。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果本實(shí)用新型信號(hào)測(cè)量電路，能承受大電流沖擊，有效地保護(hù)后級(jí)電路，從而維持測(cè)量電路的正常使用；其次，本實(shí)用新型中由于PTC熱敏電阻具有隨溫度增加電阻迅速變大的特性，因此當(dāng)分流器受損兩端呈現(xiàn)高壓時(shí)，PTC熱敏電阻迅速響應(yīng)，自身發(fā)熱使電阻快速變大，限制了測(cè)量回路的電流變大，雖然此電流被限制，但是其幅值對(duì)于儀表放大器或者差分放大器而言還是不能接受的，因此被限制的電流通過(guò)并聯(lián)的保護(hù)ニ極管流入負(fù)載中，有效地保護(hù)了儀表放大器或者差分放大器以及后級(jí)電路；再次，本實(shí)用新型可以采用多只雙ニ極管串接，由于增加了雙ニ極管的串聯(lián)數(shù)量，擴(kuò)大測(cè)量范圍，但應(yīng)注意的是擴(kuò)大的測(cè)量范圍不能超出儀表放大器或者差分放大器的輸入量程范圍。

附圖I為現(xiàn)有技術(shù)信號(hào)測(cè)量電路原理圖；附圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例I的信號(hào)測(cè)量電路原理圖；附圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2的信號(hào)測(cè)量電路原理圖；附圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例3的信號(hào)測(cè)量電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步描述實(shí)施例I :一種用于直流回路的信號(hào)測(cè)量電路，包括串聯(lián)于待測(cè)直流主回路的分流器，此分流器的兩個(gè)信號(hào)輸出端分別連接到濾波電路單元I的兩個(gè)輸入端，此濾波電路単元I連接到信號(hào)放大電路単元2 ；上述濾波電路單元I為由Rl電阻、R2電阻、Cl電容、C2電容和C3電容組成的共模、差模濾波器単元，所述Rl電阻和R2電阻的阻值相等，所述Cl電容和C3電容的電容量相等。所述分流器ー個(gè)信號(hào)輸出端與濾波電路單兀I的一個(gè)輸入端之間設(shè)有PTC熱敏電阻，作保護(hù)用的ニ極管VDl跨接在所述濾波電路單元I的兩個(gè)輸入端之間。上述內(nèi)容具體解釋如下。[0024]附圖2是本專利的實(shí)施例I的原理圖(以ニ極管為雙ニ極管為例)，在圖I的基礎(chǔ)上在分流器兩端信號(hào)輸出的一支路上串聯(lián)了ー只PTC熱敏電阻R6，在PTC熱敏電阻后聯(lián)接了保護(hù)ニ極管VD1，VDl跨接在濾波電路單元I的兩個(gè)輸入端之間，VDl為雙ニ極管，當(dāng)然VDl也可以由兩只単獨(dú)的特性相同的ニ極管組成。當(dāng)分流器兩端壓降Vsense迅速升高直至接近系統(tǒng)電壓時(shí)，流過(guò)PTC熱敏電阻的電流增長(zhǎng)導(dǎo)致R6發(fā)熱，其阻值迅速變大從而限制通過(guò)的電流進(jìn)ー步增長(zhǎng)，被限制的電流通過(guò)ニ極管VDl流入負(fù)載中，PTC熱敏電阻R6應(yīng)與VDl匹配，即被限制的電流不會(huì)超過(guò)VDl的額定電流，否則VDl將會(huì)損壞，同時(shí)ニ極管VDl具有的嵌位功能保證了差分輸入電壓不會(huì)超過(guò)儀表放大器的信號(hào)輸入量程范圍，有效地保護(hù)了儀表放大器。實(shí)施例2 : —種用于直流回路的信號(hào)測(cè)量電路，如附圖3所示，包括串聯(lián)于待測(cè)直流主回路的分流器，此分流器的兩個(gè)信號(hào)輸出端分別連接到濾波電路單元I的兩個(gè)輸入端，此濾波電路單元I連接到信號(hào)放大電路単元2;所述分流器的信號(hào)輸出端與濾波電路單 元I的輸入端之間設(shè)有PTC熱敏電阻R6、R7 ;作保護(hù)用的ニ極管VDl跨接在所述濾波電路単元I的兩個(gè)輸入端之間。 上述濾波電路單元I為由Rl電阻、R2電阻、Cl電容、C2電容和C3電容組成的共
模、差模濾波器單元。上述Rl電阻和R2電阻的阻值相等，所述Cl電容和C3電容的電容量相等。上述ニ極管由兩個(gè)ニ極管按相反方向并聯(lián)組成。實(shí)施例2與實(shí)施例I區(qū)別在于在分流器信號(hào)輸出兩端的另ー支路上也串聯(lián)了ー只PTC熱敏電阻R7，即所述分流器另ー個(gè)信號(hào)輸出端與濾波電路單元I另ー個(gè)輸入端之間也設(shè)有PTC熱敏電阻，因?yàn)楫吘筆TC熱敏電阻是有一定阻值的，為了保證輸入的均衡性，R6與R7應(yīng)阻值特性相同。實(shí)施例3 : —種用于直流回路的信號(hào)測(cè)量電路，如附圖4所示，包括串聯(lián)于待測(cè)直流主回路的分流器，此分流器的兩個(gè)信號(hào)輸出端分別連接到濾波電路單元I的兩個(gè)輸入端，此濾波電路單元I連接到信號(hào)放大電路単元2 ;所述分流器ー個(gè)信號(hào)輸出端與濾波電路單元I的一個(gè)輸入端之間設(shè)有PTC熱敏電阻R6，作保護(hù)用的ニ極管VDfVDn串聯(lián)后，跨接在所述濾波電路單元I的兩個(gè)輸入端之間，這些雙ニ極管也可以由兩個(gè)ニ極管按相反方向并聯(lián)組成。上述濾波電路單元I為由Rl電阻、R2電阻、Cl電容、C2電容和C3電容組成的共模、差模濾波器単元，此述Rl電阻和R2電阻的阻值相等，所述Cl電容和C3電容的電容量相等。實(shí)施例3與實(shí)施例I和2的區(qū)別在于以圖2為基礎(chǔ)，増加了ニ極管的數(shù)量。因?yàn)楗藰O管具有嵌位功能，僅設(shè)置一只ニ極管的話可能會(huì)限制信號(hào)測(cè)量的范圍，為了擴(kuò)大測(cè)量范圍，可以按實(shí)際情況増加串聯(lián)的雙ニ極管數(shù)量，但是必須滿足一個(gè)原則，即所有的雙ニ極管累加的嵌位電壓不能超過(guò)儀表放大器的信號(hào)輸入量程范圍。采用上述用于直流回路的信號(hào)測(cè)量電路時(shí)，能承受大電流沖擊，有效地保護(hù)后級(jí)電路，從而維持測(cè)量電路的正常使用；其次，本實(shí)用新型中由于PTC熱敏電阻具有隨溫度增加電阻迅速變大的特性，因此當(dāng)分流器受損兩端呈現(xiàn)高壓時(shí)，PTC熱敏電阻迅速響應(yīng)，自身發(fā)熱使電阻快速變大，限制了測(cè)量回路的電流變大，雖然此電流被限制，但是其幅值對(duì)于儀表放大器或者差分放大器而言還是不能接受的，因此被限制的電流通過(guò)并聯(lián)的保護(hù)ニ極管流入負(fù)載中，有效地保護(hù)了儀表放大器或者差分放大器以及后級(jí)電路；再次，本實(shí)用新型采用多只串接的雙ニ極管，由于增加了雙ニ極管的串聯(lián)數(shù)量，擴(kuò)大了測(cè)量范圍。在以上實(shí)施例中涉及的ニ極管可以為單ニ極管，ニ極管的正端接分流器的正端，ニ極管的負(fù)端接分流器的負(fù)端。上述實(shí)施例只為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于直流回路的信號(hào)測(cè)量電路，包括串聯(lián)于待測(cè)直流主回路的分流器，此分流器的兩個(gè)信號(hào)輸出端分別連接到濾波電路單元(I)的兩個(gè)輸入端，此濾波電路單元(I)連接到信號(hào)放大電路單元(2);其特征在于所述分流器一個(gè)信號(hào)輸出端與濾波電路單元(I)的一個(gè)輸入端之間設(shè)有PTC熱敏電阻，作保護(hù)用的二極管(VDl)跨接在所述濾波電路單元(I)的兩個(gè)輸入端之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的信號(hào)測(cè)量電路，其特征在于所述二極管為單二極管，二極管的正端接分流器的正端，二極管的負(fù)端接分流器的負(fù)端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的信號(hào)測(cè)量電路，其特征在于所述二極管為雙二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的信號(hào)測(cè)量電路，其特征在于所述二極管數(shù)量至少為I個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的信號(hào)測(cè)量電路，其特征在于所述分流器另一個(gè)信號(hào)輸出端與濾波電路單元(I)另一個(gè)輸入端之間也設(shè)有PTC熱敏電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的信號(hào)測(cè)量電路，其特征在于所述濾波電路單元(I)為由Rl電阻、R2電阻、Cl電容、C2電容和C3電容組成的共模、差模濾波器單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的信號(hào)測(cè)量電路，其特征在于所述Rl電阻和R2電阻的阻值相等，所述Cl電容和C3電容的電容量相等。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的信號(hào)測(cè)量電路，其特征在于所述雙二極管由兩個(gè)二極管按相反方向并聯(lián)組成。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種用于直流回路的信號(hào)測(cè)量電路，包括串聯(lián)于待測(cè)直流主回路的分流器，此分流器的兩個(gè)信號(hào)輸出端分別連接到濾波電路單元的兩個(gè)輸入端，此濾波電路單元連接到信號(hào)放大電路單元；所述分流器一個(gè)信號(hào)輸出端與濾波電路單元的一個(gè)輸入端之間設(shè)有PTC熱敏電阻，所述分流器另一個(gè)信號(hào)輸出端與濾波電路單元另一個(gè)輸入端之間也設(shè)有PTC熱敏電阻，作保護(hù)用的二極管跨接在所述信號(hào)放大電路單元的兩個(gè)輸入端之間。本實(shí)用新型信號(hào)測(cè)量電路能承受大電流沖擊，有效地保護(hù)后級(jí)電路，從而維持測(cè)量電路的正常使用。
文檔編號(hào)G01R19/00GK202421296SQ20122002107
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月17日
發(fā)明者葉文杰, 周龍明, 殷建強(qiáng), 王頌凱, 金建達(dá) 申請(qǐng)人:常熟開(kāi)關(guān)制造有限公司(原常熟開(kāi)關(guān)廠)