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智能电容器的控制电路的制作方法

作者: 来源: 发布于:2019-10-16 9:56:00

本实用新型属于低压无功补偿技术领域,更具体地说,它涉及一种智能电容器的控制电路。


背景技术:


智能电容器是一种集成现代测控、电力电子、网络通讯、自动化控制、电力电容器等先进技术为一体的智能无功补偿装置。目前,市场上的智能电容器,它包括壳体及设在壳体内的内部组件,所述内部组件包括电容器、智能测控模块、复合开关、线路保护模块及人机界面模块。这种智能电容器,能实现参数检测、自动控制或手动控制的过零投切、智能保护、人机对话等多项功能。


上述的复合开关一般由继电器和相应的驱动电路构成,也可称为继电器投切电路,主要用于在市电的电压压过零瞬间,通过驱动电路来控制继电器的触点开关吸合,以将电容器投入到电网。然而,目前市面上的智能电容器,其所采用的驱动电路过于复杂,导致电路板的集成面积过大,导致智能电容器的内部空间过于紧凑,一方面徒然地增加了制造成本,另一方面,也不利于散热。


技术实现要素:


针对现有技术存在的不足,本实用新型的目的在于提供一种智能电容器的控制电路,具有电路结构简单合理、成本低等特点。


为实现上述目的,本实用新型提供了如下技术方案:


一种智能电容器的控制电路,包括电流检测电路、电压检测电路、电压过零检测电路、电流过零检测电路、继电器投切电路、MCU控制电路;所述继电器投切电路包括磁保持继电器、第一NPN三极管、第二NPN三极管、第一电阻以及第二电阻;其中,所述磁保持继电器的线圈上设置有抽头,所述抽头耦接至12V直流电压;所述第一NPN三极管的集电极耦接至磁保持继电器的线圈的高端,发射极接地,基极与第一电阻串联;所述第二NPN三极管的集电极耦接至磁保持继电器的线圈的低端,发射极接地,基极与第二电阻串联。


通过以上技术方案:MCU控制电路向第一NPN三极管的基极发出高电平驱动信号,使第一NPN三极管导通,进而磁保持继电器的线圈的高端接地,此时12V直流电压从磁保持继电器的线圈的高端流出,磁保持继电器作出吸合动作;反之,当MCU控制电路向第二NPN三极管的基极发出高电平驱动信号,使第二NPN三极管导通,进而磁保持继电器的线圈的低端接地,此时12V直流电压从磁保持继电器的线圈的低端流出,由线圈产生的磁场反转,磁保持继电器作出断开动作。


优选地,还包括继电器检测电路,所述继电器检测电路包括光耦合器,所述光耦合器的1脚耦接于磁保持继电器的触点开关的一端,2脚耦接于磁保持继电器的触点开关的另一端,3脚接地,4脚耦接通过第三电阻耦接于VCC电压、通过第四电阻耦接于MCU控制电路。


通过以上技术方案:当磁保持继电器的触点开关吸合时,光耦合器的1、2脚导通,使得3、4脚也导通,进而4脚输出低电平信号至MCU控制电路;反之,当磁保持继电器的触点开关断开时,光耦合器的4脚输出高电平信号至MCU控制电路;如此,MCU控制电路即可通过判断光耦合器的4脚的电平高低,来判断磁保持继电器是否正常工作。


优选地,所述光耦合器的1脚与磁保持继电器的触点开关串联有若干限流电阻。


通过以上技术方案:通过设置若干限流电阻对光耦合器进行保护。


优选地,所述光耦合器的2脚与磁保持继电器的触点开关串联有若干限流电阻。


通过以上技术方案:通过设置若干限流电阻对光耦合器进行保护。


优选地,还包括RS485通讯接口电路,所述RS485通讯接口电路与MCU控制电路耦接。


通过以上技术方案:MCU控制电路可与上位机进行通讯,以能够向上位机传输电网的状态参数信息,例如电压、电流、功率因数等。


优选地,所述RS485通讯接口电路的输入端耦接有ESD保护二极管。


通过以上技术方案:能够防止产生的静电对RS485接口电路的信号传输造成影响。


附图说明


图1为实施例中智能电容器的控制电路的模块原理图;


图2为实施例中电压检测电路、电压过零检测电路的电路图;


图3为实施例中电流检测电路、电流过零检测电路的电路图;


图4为实施例中RS485通讯接口电路的电路图;


图5为实施例中继电器投切电路、继电器检测电路的电路图。


附图标记:100、电压检测电路;200、电压过零检测电路;300、电流检测电路;400、电流过零检测电路;500、RS485通讯接口电路;600、继电器投切电路;700、继电器检测电路。


具体实施方式


下面结合实施例及附图,对本实用新型作进一步的详细说明,但本实用新型的实施方式不仅限于此。


参照图1,一种智能电容器的控制电路,包括电流检测电路300、电压检测电路100、电压过零检测电路200、继电器投切电路600、继电器检测电路700、MCU控制电路以及RS485通讯接口电路500;其中,MCU控制电路通过RS485通讯接口电路500与上位机通讯连接。


其中,电压检测电路100、电压过零检测电路200如图2所示,变压器A15的一次侧耦接于电网,二次侧的一路耦接于由运算放大器U5D、U5C构成的整流电路,进而变压器A15的二次侧的输出电压变为直流形式的电压检测信号U_IN。变压器A15的二次侧的另一路耦接于由运算放大器U5A构成的比较电路,当电网的电压由正半周过零到负半周时,运算放大器U5A的反相输入端电压高于同相输入端,运算放大器U5A输出高电平的过零检测信号U0,当电网的电压由负半周过零到正半周时,运算放大器U5A的反相输入端电压低于同相输入端,运算放大器U5A输出低电平的过零检测信号U0。


电流检测电路300、电流过零检测电路400如图3所示,其检测原理与电压检测电路100、电压过零检测电路200的原理基本相同,因此不再赘述。


RS485通讯接口电路500如图4所示,其输入端耦接有ESD保护二极管(U16、U17),具有较强的抗静电能力。


继电器投切电路600如图5所示,其包括磁保持继电器K1、第一NPN三极管Q1、第二NPN三极管Q2、第一电阻R11以及第二电阻R12;其中,磁保持继电器K1的线圈上设置有抽头(图中的引脚1),抽头耦接至12V直流电压;第一NPN三极管Q1的集电极耦接至磁保持继电器K1的线圈的高端,发射极接地,基极与第一电阻R11串联;第二NPN三极管Q2的集电极耦接至磁保持继电器K1的线圈的低端,发射极接地,基极与第二电阻R12串联。


参照图5,继电器检测电路700包括光耦合器G1,光耦合器的1脚通过若干限流电阻(R85、R88、R91、R94)耦接于磁保持继电器K1的触点开关的一端,2脚通过若干限流电阻(R87、R89、R92、R95)耦接于磁保持继电器K1的触点开关的另一端,3脚接地,4脚耦接通过第三电阻R1113耦接于VCC电压、通过第四电阻R1114耦接于MCU控制电路。




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