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隔離型直流電源屏監(jiān)控模塊的制作方法

文檔序號(hào):10897493閱讀:389來(lái)源:國(guó)知局
隔離型直流電源屏監(jiān)控模塊的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種隔離型直流電源屏監(jiān)控模塊,包括MCU,還包括:光耦隔離電路、RS485收發(fā)電路和隔離型電源電路;隔離型電源電路使得第一供電電壓VDD和第二供電電壓VDD1相互隔離,且使得第一地和第二地也相互隔離;MCU發(fā)出的信號(hào)通過(guò)光耦隔離電路連接至RS485收發(fā)電路,通過(guò)RS485收發(fā)電路與上位機(jī)通訊;光耦隔離電路中,光耦隔離前的部分電路采用第一供電電壓VDD供電,接地至第一地,光耦隔離后的部分電路采用第二供電電壓VDD1供電,接地至第二地;RS485收發(fā)電路采用第二供電電壓VDD1供電,接地至第二地。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
隔離型直流電源屏監(jiān)控模塊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及直流電源屏監(jiān)控電路,尤其是一種與上位機(jī)之間的通訊是相互隔離的直流電源屏監(jiān)控模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)電廠、變電站作為高壓斷路器直流操作機(jī)構(gòu)的正常分合閘、繼電保護(hù)、信號(hào)等使用的操作電源,以及事故時(shí)分合閘、照明,控制通信等用的直流電源,均需要直流電源屏;隨著用電越來(lái)越多,直流電源屏用量也隨著增加,大中型項(xiàng)目中就要用到多臺(tái)直流電源屏,為了方便管理和了解各個(gè)直流電源屏的工作狀態(tài),把這些直流電源屏通過(guò)485總線(xiàn)都連接到上位機(jī),每臺(tái)直流電源屏通過(guò)485總線(xiàn)實(shí)時(shí)信息傳送給上位機(jī)。直流電源屏內(nèi)難免絕緣不好或者短路等等原因,當(dāng)一臺(tái)直流電源屏內(nèi)出現(xiàn)短路等故障,很多時(shí)候會(huì)影響485總線(xiàn)正常通迅。因此只要有一臺(tái)直流電源屏線(xiàn)路絕緣不好或者短路等原因都有可能導(dǎo)致系統(tǒng)485總線(xiàn)通迅不能正常工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足,本實(shí)用新型提供一種隔離型直流電源屏監(jiān)控模塊,使得直流電源屏與上位機(jī)的通訊相互之間是隔離的,能夠改變傳統(tǒng)的直流電源屏存在相互影響的485總線(xiàn)通訊問(wèn)題。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0004]—種隔離型直流電源屏監(jiān)控模塊,包括MCU,還包括:光耦隔離電路、收發(fā)電路和隔離型電源電路;
[0005]隔離型電源電路使得第一供電電壓VDD和第二供電電壓VDDl相互隔離,且使得第一地和第二地也相互隔離;
[0006]M⑶發(fā)出的信號(hào)通過(guò)光耦隔離電路連接至收發(fā)電路,通過(guò)收發(fā)電路與上位機(jī)通訊;
[0007]光耦隔離電路中,光耦隔離前的部分電路采用第一供電電壓VDD供電,接地至第一地,光耦隔離后的部分電路采用第二供電電壓VDDl供電,接地至第二地;RS485收發(fā)電路采用第二供電電壓VDDl供電,接地至第二地。
[0008]進(jìn)一步地,所述收發(fā)電路采用RS485收發(fā)電路。
[0009]具體地,隔離型電源電路包括隔離電源模塊Ul,電容Cl、C2、C3、C4;第一供電電壓VDD接電容Cl、C2的一端和隔離電源模塊Ul的一側(cè)正極,電容C1、C2的另一端和隔離電源模塊Ul的一側(cè)負(fù)極接第一地;隔離電源模塊Ul的另一側(cè)正極輸出第二供電電壓VDDl并接電容C3、C4的一端;隔離電源模塊Ul的另一側(cè)負(fù)極接第二地以及電容C3、C4的另一端。
[0010]具體地,光耦隔離電路包括:光耦1]2、1]3、1]4,?肥三極管01,電阻1?1、1?2、1?、1?4、1?5、R6、R7;
[0011]M⑶的接收信號(hào)端接光耦U2的輸出端集電極,并通過(guò)電阻Rl接第一供電電壓VDD;光耦U2的輸出端發(fā)射極接第一地;光耦U2的輸出端供電極接第一供電電壓VDD;光耦U2的輸入端陽(yáng)極接第二供電電壓VDD1,光耦U2的輸入端陰極通過(guò)電阻R4接RS485收發(fā)電路中RS485收發(fā)芯片U5的接收器輸出端;
[0012]MCU的發(fā)送信號(hào)端通過(guò)電阻R3接光耦U4的輸入端陰極,光耦U4的輸入端陽(yáng)極接第一供電電壓VDD,光耦U4的輸出端供電極接第二供電電壓VDDI;光耦U4的輸出端發(fā)射極接第二地;光耦U4的輸出端集電極通過(guò)電阻R7接第二供電電壓VDD1,U4的輸出端集電極接RS485收發(fā)電路中RS485收發(fā)芯片U5的驅(qū)動(dòng)器輸入端;
[0013]MCU的控制信號(hào)端通過(guò)電阻R2接光耦U3的輸入端陰極,光耦U3的輸入端陽(yáng)極接第一供電電壓VDD,光耦U3的輸出端供電極接第二供電電壓VDDI,光耦U3的輸出端發(fā)射極接第二地;光耦U3的輸出端集電極通過(guò)電阻R5接第二供電電壓VDDl,并通過(guò)電阻R6接三極管Ql的基極;三極管Ql的發(fā)射極接第二供電電壓VDDl,集電極接RS485收發(fā)電路中RS485收發(fā)芯片U5的接收器使能端和驅(qū)動(dòng)器使能端,三極管Ql的集電極通過(guò)電阻R8接第二地;
[0014]1?485收發(fā)電路包括1?485收發(fā)芯片1]5,電阻1?9、1?10、1?11、1?12;瞬變電壓抑制管01;保險(xiǎn)Fl和F2;
[0015]RS485收發(fā)芯片U5的供電端接第二供電電壓VDDl和電阻R9的一端;接地端接第二地和電阻R12的一端;RS485收發(fā)芯片U5的第一收發(fā)端和第二收發(fā)端分別通過(guò)電阻RlO和RU接電阻R9的另一端和電阻R12的另一端;電阻R9的另一端接瞬變電壓抑制管Dl的陰極并通過(guò)保險(xiǎn)Fl作為第一收發(fā)信號(hào)線(xiàn);電阻R12的另一端接瞬變電壓抑制管Dl的陽(yáng)極并通過(guò)保險(xiǎn)F2作為第二收發(fā)信號(hào)線(xiàn)。
[0016]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:當(dāng)與上位機(jī)相連接的多個(gè)直流電源屏中某一個(gè)發(fā)生短路故障時(shí),上位機(jī)與其它直流電源屏監(jiān)控模塊的通訊不受影響,依然保持暢通。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的電原理圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型的隔離型電源電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]本實(shí)用新型提供的隔離型直流電源屏監(jiān)控模塊,包括MCU,以及光耦隔離電路10、RS485收發(fā)電路20和隔離型電源電路30 ;圖1中MCU未畫(huà)出,特此說(shuō)明;
[0021]隔離型電源電路30使得第一供電電壓VDD和第二供電電壓VDDl相互隔離,且使得第一地和第二地(圖1中的DGND)也相互隔離;
[0022]M⑶發(fā)出的信號(hào)通過(guò)光耦隔離電路10連接至RS485收發(fā)電路20,通過(guò)RS485收發(fā)電路20與上位機(jī)通訊;
[0023]光耦隔離電路10中,光耦隔離前的部分電路采用第一供電電壓VDD供電,接地至第一地,光耦隔離后的部分電路采用第二供電電壓VDDl供電,接地至第二地;RS485收發(fā)電路20采用第二供電電壓VDDl供電,接地至第二地;
[0024]光親是指光電親合器;
[0025]具體地,隔離型電源電路30包括隔離電源模塊Ul,電容Cl、C2、C3、C4;第一供電電壓VDD接電容C1、C2的一端和隔離電源模塊Ul的一側(cè)正極,電容Cl、C2的另一端和隔離電源模塊UI的一側(cè)負(fù)極接第一地;隔離電源模塊UI的另一側(cè)正極輸出第二供電電壓VDDI并接電容C3、C4的一端;隔離電源模塊Ul的另一側(cè)負(fù)極接第二地以及電容C3、C4的另一端。其中,Ul采用13D-05S05NCNL,電容C2和C3可采用電解電容;C2取值220yF,C3取值1yF ;
[0026]具體地,光耦隔離電路10包括:光耦1]2、1]3、1]4,?肥三極管01,電阻1?1、1?2、1?3、1?4、R5、R6、R7;
[0027]M⑶的接收信號(hào)端接光耦U2的輸出端集電極,并通過(guò)電阻Rl接第一供電電壓VDD;光耦U2的輸出端發(fā)射極接第一地;光耦U2的輸出端供電極接第一供電電壓VDD;光耦U2的輸入端陽(yáng)極接第二供電電壓VDDl,光耦U2的輸入端陰極通過(guò)電阻R4接RS485收發(fā)電路20中RS485收發(fā)芯片U5的接收器輸出端;
[0028]MCU的發(fā)送信號(hào)端通過(guò)電阻R3接光耦U4的輸入端陰極,光耦U4的輸入端陽(yáng)極接第一供電電壓VDD,光耦U4的輸出端供電極接第二供電電壓VDDI;光耦U4的輸出端發(fā)射極接第二地;光耦U4的輸出端集電極通過(guò)電阻R7接第二供電電壓VDD1,U4的輸出端集電極接RS485收發(fā)電路20中RS485收發(fā)芯片U5的驅(qū)動(dòng)器輸入端;
[0029 ] M⑶的控制信號(hào)端(本例中MCU的P36端口)通過(guò)電阻R2接光耦U3的輸入端陰極,光耦U3的輸入端陽(yáng)極接第一供電電壓VDD,光耦U3的輸出端供電極接第二供電電壓VDDI,光耦U3的輸出端發(fā)射極接第二地;光耦U3的輸出端集電極通過(guò)電阻R5接第二供電電壓VDDl,并通過(guò)電阻R6接三極管Ql的基極;三極管Ql的發(fā)射極接第二供電電壓VDDl,集電極接RS485收發(fā)電路20中RS485收發(fā)芯片U5的接收器使能端和驅(qū)動(dòng)器使能端,三極管Ql的集電極通過(guò)電阻R8接第二地;
[0030]具體地,1?485收發(fā)電路20包括1?485收發(fā)芯片1]5,電阻1?9、1?10、1?11、1?12;瞬變電壓抑制管Dl;保險(xiǎn)Fl和F2;
[0031]RS485收發(fā)芯片U5的供電端接第二供電電壓VDDl和電阻R9的一端;接地端接第二地和電阻R12的一端;RS485收發(fā)芯片U5的第一收發(fā)端和第二收發(fā)端分別通過(guò)電阻RlO和RU接電阻R9的另一端和電阻R12的另一端;電阻R9的另一端接瞬變電壓抑制管Dl的陰極并通過(guò)保險(xiǎn)Fl作為第一收發(fā)信號(hào)線(xiàn);電阻R12的另一端接瞬變電壓抑制管Dl的陽(yáng)極并通過(guò)保險(xiǎn)F2作為第二收發(fā)信號(hào)線(xiàn)。
[0032]U5采用MAX485,U5的接收器輸出端RD、驅(qū)動(dòng)器輸入端DI和控制收發(fā)端口(接收器使能端/RE和驅(qū)動(dòng)器使能端DE)都通過(guò)光耦隔離之后與MCU的相關(guān)端口通信;為了起到完全與直流電源屏內(nèi)部系統(tǒng)隔離,增加一個(gè)隔離電源模塊U1,單獨(dú)為RS485收發(fā)芯片U5和光耦的背離MCU的一側(cè)供電;MCU的控制信號(hào)端輸出低電平時(shí),直流電源屏上采集的監(jiān)控信息發(fā)送給上位機(jī);MCU的控制信號(hào)端我高電平時(shí),直流電源屏監(jiān)控模塊接收上位機(jī)指令;
[0033]直流電源屏監(jiān)控模塊內(nèi)的電路是與上位機(jī)通訊的485電路,通過(guò)隔離電源以及快速光藕保證了整個(gè)系統(tǒng)通訊的穩(wěn)定性,監(jiān)控中心通過(guò)上位機(jī)來(lái)查看各個(gè)直流電源屏的工作情況。不會(huì)再因?yàn)橹绷麟娫雌羶?nèi)部絕緣不好或者短路等等原因影響485總線(xiàn)正常通訊。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種隔離型直流電源屏監(jiān)控模塊,包括MCU,其特征在于,還包括:光耦隔離電路(10)、收發(fā)電路和隔離型電源電路(30); 隔離型電源電路(30)使得第一供電電壓VDD和第二供電電壓VDDl相互隔離,且使得第一地和第二地也相互隔離; MCU發(fā)出的信號(hào)通過(guò)光耦隔離電路(10)連接至收發(fā)電路,通過(guò)收發(fā)電路與上位機(jī)通訊;光耦隔離電路(10)中,光耦隔離前的部分電路采用第一供電電壓VDD供電,接地至第一地,光耦隔離后的部分電路采用第二供電電壓VDDl供電,接地至第二地;收發(fā)電路采用第二供電電壓VDDl供電,接地至第二地。2.如權(quán)利要求1所述的隔離型直流電源屏監(jiān)控模塊,其特征在于: 所述收發(fā)電路采用RS485收發(fā)電路(20)。3.如權(quán)利要求1所述的隔離型直流電源屏監(jiān)控模塊,其特征在于: 隔離型電源電路(30)包括隔離電源模塊Ul,電容Cl、C2、C3、C4;第一供電電壓VDD接電容Cl、C2的一端和隔離電源模塊Ul的一側(cè)正極,電容Cl、C2的另一端和隔離電源模塊Ul的一側(cè)負(fù)極接第一地;隔離電源模塊UI的另一側(cè)正極輸出第二供電電壓VDDI并接電容C3、C4的一端;隔離電源模塊UI的另一側(cè)負(fù)極接第二地以及電容C3、C4的另一端。4.如權(quán)利要求2所述的隔離型直流電源屏監(jiān)控模塊,其特征在于: 光耦隔離電路(10)包括:光耦1]2、1]3、1]4,?即三極管01,電阻1?1、1?2、1?3、1?4、1?5、1?6、1?7; MCU的接收信號(hào)端接光耦U2的輸出端集電極,并通過(guò)電阻Rl接第一供電電壓VDD;光耦U2的輸出端發(fā)射極接第一地;光耦U2的輸出端供電極接第一供電電壓VDD;光耦U2的輸入端陽(yáng)極接第二供電電壓VDD1,光耦U2的輸入端陰極通過(guò)電阻R4接RS485收發(fā)電路(20)中RS485收發(fā)芯片U5的接收器輸出端; MCU的發(fā)送信號(hào)端通過(guò)電阻R3接光耦U4的輸入端陰極,光耦U4的輸入端陽(yáng)極接第一供電電壓VDD,光耦U4的輸出端供電極接第二供電電壓VDDI;光耦U4的輸出端發(fā)射極接第二地;光耦U4的輸出端集電極通過(guò)電阻R7接第二供電電壓VDDI,U4的輸出端集電極接RS485收發(fā)電路(20)中RS485收發(fā)芯片U5的驅(qū)動(dòng)器輸入端; MCU的控制信號(hào)端通過(guò)電阻R2接光耦U3的輸入端陰極,光耦U3的輸入端陽(yáng)極接第一供電電壓VDD,光耦U3的輸出端供電極接第二供電電壓VDDI,光耦U3的輸出端發(fā)射極接第二地;光耦U3的輸出端集電極通過(guò)電阻R5接第二供電電壓VDDI,并通過(guò)電阻R6接三極管QI的基極;三極管Ql的發(fā)射極接第二供電電壓VDDl,集電極接RS485收發(fā)電路(20)中RS485收發(fā)芯片U5的接收器使能端和驅(qū)動(dòng)器使能端,三極管Ql的集電極通過(guò)電阻R8接第二地; 1?485收發(fā)電路(20)包括1?485收發(fā)芯片1]5,電阻1?9、1?10、1?11、1?12;瞬變電壓抑制管01;保險(xiǎn)Fl和F2; RS485收發(fā)芯片U5的供電端接第二供電電壓VDDl和電阻R9的一端;接地端接第二地和電阻R12的一端;RS485收發(fā)芯片U5的第一收發(fā)端和第二收發(fā)端分別通過(guò)電阻RlO和Rll接電阻R9的另一端和電阻R12的另一端;電阻R9的另一端接瞬變電壓抑制管Dl的陰極并通過(guò)保險(xiǎn)Fl作為第一收發(fā)信號(hào)線(xiàn);電阻R12的另一端接瞬變電壓抑制管Dl的陽(yáng)極并通過(guò)保險(xiǎn)F2作為第二收發(fā)信號(hào)線(xiàn)。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK205583849SQ201620324887
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年4月18日
【發(fā)明人】朱超, 馬娟, 朱兵兵, 王麗萍
【申請(qǐng)人】無(wú)錫市和春電力科技有限公司
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