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专利名称：用于断路器的电压及频率测量电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电路断路器领域，具体涉及一种电压及频率测量电路。
背景技术：
随着电子技术的发展和保护电器智能化的提高，配电网络化得到较大的发展，对保护电器提出了新的要求，除了实现电流测量和保护外，还需要监测电网的电压和频率的变化，并将检测到的电力参数传入上位机，以便对系统进行远程监控和及时调度。传统的低压塑壳断路器一般仅具有过电流和剩余电流保护，不能很好适应配电网络化对保护电器功能多样化的发展，而带有电流测量及保护，电压测量、频率测量的断路器更能满足用户多样化的要求。而随着断路器的小型化发展和功能的多样化，用于智能断路器的控制器也趋于 小型化和多功能化，对电路及元件尺寸等都提出了新的要求。常用的断路器的电压测量一般采用电压互感器来进行信号变换，由于电压互感器的尺寸相对较大，在较小的空间尺寸下使用受到较大的限制，特别是在低压断路器的智能控制器上使用会占用较多的空间，因此如果设计一种简单的占用空间少的电压和频率测量电路，从而有利于智能控制器的日趋小型化，成为本领域技术人员努力的方向。
发明内容本实用新型目的是提供一种用于断路器的电压及频率测量电路，此电压及频率测量电路电路结构简化，占用空间减�。�有利于将电压测量内置在智能控制器上，便于在低压断路器的智能控制器中实现电压测量和频率测量，完善了智能控制器的功能。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种用于断路器的电压及频率测量电路，包括差分放大单元，具有并联的第一、第二和第三运算放大器，此第一运算放大器的第一输入端用于接受来自主控回路的A相电压，第二运算放大器的第一输入端用于接受来自主控回路的B相电压，第三运算放大器的第一输入端用于接受来自主控回路的C相电压，第一、第二和第三运算放大器各自的第二输入端用于接受来自主控回路的N相电压；滞回比较单元，具有一连接到所述差分放大单元输出端的比较器；此比较器的同相输入端和反相输入端分别接收来自第一、第二和第三运算放大器中两个运算放大器输出的相电压信号；或者，比较器的同相输入端接收来自第一、第二和第三运算放大器中一个运算放大器输出的相电压信号，比较器的反相输入端接收参考电压信号；或者，比较器的反相输入端接收来自第一、第二和第三运算放大器中一个运算放大器输出的相电压信号，比较器的同相输入端接收参考电压信号。所述微处理器单元，根据来自差分放大单元输出端的相电压信号或和滞回比较单元输出端的比较信号波形判断主控回路的状态。上述技术方案中进一步改进的技术方案如下I、上述方案中，所述第一、第二和第三运算放大器各自的第一输入端为反相输入端，所述第一、第二和第三运算放大器各自的第二输入端为同相输入端。2、上述方案中，所述参考电压信号为一直流电压信号。由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点和效果本实用新型电压及频率测量电路，使电路结构简化，占用空间减小，有利于将电压测量内置在智能控制器上，便于在低压断路器的智能控制器中实现电压测量和频率测量功能，完善了智能控制器的功能。

附图I为本实用新型电路原理框图；附图2为本实用新型差分放大单元原理图；附图3为本实用新型滞回比较单元原理图一；附图4为本实用新型滞回比较单元的输入、输出波形图；附图5为本实用新型滞回比较单元原理图二 ；附图6为本实用新型滞回比较单元原理图三。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例一种用于断路器的电压及频率测量电路，如附图1-6所示，包括差分放大单元I，具有并联的第一、第二和第三运算放大器IC1C、IC1B、IC1A，此第一运算放大器IClC的第一输入端用于接受来自主控回路2的A相电压，第二运算放大器IClB的第一输入端用于接受来自主控回路2的B相电压,第三运算放大器IClA的第一输入端用于接受来自主控回路2的C相电压，第一、第二和第三运算放大器IC1C、IC1B、IClA各自的第二输入端用于接受来自主控回路2的N相电压；滞回比较单元3，具有一连接到所述差分放大单元I输出端的比较器IC2 ;此比较器IC2的同相输入端和反相输入端分别接收来自第一、第二和第三运算放大器IC1C、IC1B、IClA中两个运算放大器输出的相电压信号；(如图6所不，图中Uan,Ubn输入端可以为Uan，Ubn, Ucn三相电压中的任意两个)或者，比较器IC2的同相输入端接收来自第一、第二和第三运算放大器IC1C、IC1B、IClA中一个运算放大器输出的相电压信号，比较器IC2的反相输入端接收参考电压信号；(如图3所示)或者，比较器(IC2)的反相输入端接收来自第一、第二和第三运算放大器(IC1C、IC1B、IC1A)中一个运算放大器输出的相电压信号，比较器(IC2)的同相输入端接收参考电压信号；(如图5所示)微处理器单元4，根据来自差分放大单元I输出端的相电压信号或和滞回比较单元3输出端的比较信号波形判断主控回路2的状态。上述第一、第二和第三运算放大器IC1C、IC1B、IClA各自的第一输入端为反相输入端，所述第一、第二和第三运算放大器IC1C、IC1B、IClA各自的第二输入端为同相输入端。上述参考电压信号为一直流电压信号。上述内容具体解释如下。电阻Rf R8、运算放大器IC1A、U1B、IC1C组成三路差分放大器电路，得到对应于相电压的输出信号。差分放大电路的输出可以运用叠加原理进行计算，将每个信号单独施加于差分放大电路，得到对应的输出，最后将几个信号单独作用的输出进行叠加获得最终的结果。例如，计算由电阻Rl、R2、R7、R8、运算放大器IClC组成的差分放大电路的输出时，可将输入信号Ua、Un、Veef分别施加至输入,每次只加一个信号，其它信号按照电压源短路电流源开路的原则来对原来的电路进行变化，差分放大器的电阻按照R1=R7、R2=R8选取，则单独施加Ua时构成反相放大电路，输出Uanl=- (R2/R1) Ua，在单独施加Un时构成同相放大器，输出Uan2= (1+R2/R1) [R8/ (R7+R8)]Un= (R2/R1) Un，在单独施加Vkef时也构成同相放大器，输出Uan3= (1+R2/R1) [R7/ (R7+R8)]Vkef=Vkef，将UA、UN、VKEF分别施加的输出信号叠加得到三个信号同时施加的输出，Uan=Uanl+Uan2+Um3=- (R2/R1) (Ua-Un) +Veefo按相同方法可计算出 Ubn 和 Ucn，Ubn=- (R2/R1) (Ub-Un) +Veef, Ucn=- (R2/R1) (Uc-Un)+Vkef。差分放大电路可以采用标准的形式，也即每一路差分放大电路采用四个电阻和一个运算放大器组成。也可以采用正负电源的方式，则上述的Vkef接电源地，实现的原理是相同的，输出信号以地为中点。 图3为滞回比较单元电路，由电阻R9 R12、比较器IC2组成。将输出的任一路信号与Vkef比较或者将输出的任二路信号进行比较，此以任一路输出信号与Vkef进行比较作说明，输出取Uan为例，假定输出初始状态为低电平，则在比较器IC2的+端信号
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的，如果取任意两路输出，也可以得到对应于输入信号频率的脉冲信号。对应地，若差分放大电路的输出以地电平为中点，则比较器可采用正负电源。上述实施例以Vkef为电压输出信号的中点，可以省去负电源，减少系统的复杂性。采用上述电压及频率测量电路时，使电路结构简化，占用空间减�。�有利于将电压测量内置在智能控制器上，便于在低压断路器的智能控制器中实现电压测量和频率测量功能，完善了智能控制器的功能。上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种用于断路器的电压及频率测量电路，所述断路器包括为断路器中各部件供电的电源电路、微处理器单元，其特征在于电压及频率测量电路包括差分放大单元和滞回比较单元； 差分放大单元(I )，具有并联的第一、第二和第三运算放大器(IC1C、IC1B、IC1A)，此第一运算放大器(IC1C)的第一输入端用于接受来自主控回路(2)的A相电压，第二运算放大器(IC1B)的第一输入端用于接受来自主控回路(2)的B相电压，第三运算放大器(IC1A)的第一输入端用于接受来自主控回路(2)的C相电压，第一、第二和第三运算放大器(IC1C、IC1B、IC1A)各自的第二输入端用于接受来自主控回路(2)的N相电压； 滞回比较单元(3)，具有ー连接到所述差分放大单元(I)输出端的比较器(IC2);此比较器(IC2)的同相输入端和反相输入端分别接收来自第一、第二和第三运算放大器(IC1C、IC1B、IC1A)中两个运算放大器输出的相电压信号；或者，比较器(IC2)的同相输入端接收来自第一、第二和第三运算放大器(IC1C、IC1B、IC1A)中一个运算放大器输出的相电压信号，比较器(IC2)的反相输入端接收參考电压信号；或者，比较器(IC2)的反相输入端接收来自第一、第二和第三运算放大器(IC1C、IC1B、IC1A)中一个运算放大器输出的相电压信号，比较器(IC2)的同相输入端接收參考电压信号； 所述的微处理器単元(4)，根据来自差分放大单元(I)输出端的相电压信号或和滞回比较单元(3)输出端的比较信号波形判断主控回路(2)的状态。
2.根据权利要求I所述的电压及频率測量电路，其特征在于所述第一、第二和第三运算放大器(IC1C、IC1B、IC1A)各自的第一输入端为反相输入端，所述第一、第二和第三运算放大器(IC1C、IC1B、IC1A)各自的第二输入端为同相输入端。
3.根据权利要求I所述的电压及频率測量电路，其特征在于所述參考电压信号为ー直流电压信号。
专利摘要本实用新型公开一种用于断路器的电压及频率测量电路，包括差分放大单元，具有并联的第一、第二和第三运算放大器；滞回比较单元，具有一连接到所述差分放大单元输出端的比较器；此比较器的同相输入端和反相输入端分别接收来自第一、第二和第三运算放大器中两个运算放大器输出的相电压信号；或者，比较器的同相输入端接收来自第一、第二和第三运算放大器中一个运算放大器输出的相电压信号，比较器的反相输入端接收参考电压信号；微处理器单元，根据来自差分放大单元输出端的相电压信号或和滞回比较单元输出端的比较信号波形判断主控回路的状态。本实用新型结构简化，占用空间减小，有利于将电压测量内置在智能控制器上，便于在低压断路器的智能控制器中实现电压测量和频率测量功能。
文档编号G01R23/02GK202421279SQ20112051782
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者叶文杰, 奚慎云, 孙伟峰, 殷建强, 陈惠斌 申请人:常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂)