一种基于ARM平台的漏电流保护器电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于ARM平台的漏电流保护器电路，包括：RS485通讯单元，采用ADM2582E磁隔离芯片，实现磁隔离、TTL信号与差分信号互为转换；励磁脱扣单元，使用CPU模块IO管脚控制高低电平，控制脱扣继电器动作，实现对物理设备控制；显示单元，通过CPU模块与MAX7219芯片SPI通讯，MAX7219芯片直接对数码管进行驱动，实现数据显示；电压采集单元，CPU模块直接采集电阻分压信号，实现电压信号采集；电流采集单元，采用CPU模块ADC引脚直接采集电阻分压信号，通过计算实现电流信号采集；RTC守时单元，由CPU模块通过总线与SD3088AS通讯实现守时；CPU处理单元。本实用新型专利技术适用各种低压电领域，可靠性高，安全性高以及电路简单易实用。

Leakage current protector circuit based on ARM platform

The utility model discloses a leakage current protector circuit based on ARM platform, including RS485 communication unit, using ADM2582E magnetic isolation chip, magnetic isolation, TTL signal and differential signal conversion; excitation tripping unit, using CPU module IO pin level control, control relay action, control on the physical device; a display unit through the CPU module and MAX7219 communication chip SPI, MAX7219 chip directly to the digital tube driver, realize data display; voltage acquisition unit, CPU module direct acquisition of resistance divider signal, the voltage signal acquisition; current acquisition unit, using CPU module ADC pin direct acquisition of resistance divider signal. By calculating the current signal acquisition; RTC time unit, by CPU bus and SD3088AS communication module through the implementation of punctuality; CPU processing unit. The utility model has the advantages of high reliability, high safety and simple and practical circuit.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种保障供电领域的产品，具体涉及一种基于ARM平台的漏电流保护器电路。
技术介绍
随着电力系统及各行各业迅速的发展，在实际应用中越来越多，因其涉及安全，所有在使用过程中尤为重视，要求设备准确及时切除故障，在分电压等级和供电区域的情况下，市场上采用的漏电保护器在实际应用中，不能高效、精确、及时的采集所接线路状态和切除故障，不能及时告警，多数采用单设备运行。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，公开了一种基于ARM平台的漏电流保护器电路，主要是用各种低电压等级监测系统电压、电流数据，并在系统发生故障时，能实时检测出，并准确及时的切除故障，并通过协议与外部设备通讯，以便记录，为电力系统正常供电、故障检测和排除提供支撑。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于ARM平台的漏电流保护器电路，其特征在于：包括：RS485通讯单元，用于实现磁隔离、TTL信号与差分信号互为转换；励磁脱扣单元，用于控制脱扣继电器动作，实现对物理设备控制；显示单元，用于实现数据显示；电压采集单元，采集电阻分压信号，实现电压信号采集；电流采集单元，采集电阻分压信号，通过计算实现电流信号采集；RTC守时单元，通过总线通讯实现守时；CPU处理单元，用于接收电压采集单元、电流采集单元和RTC守时单元的信号，并对显示单元、励磁脱扣单元和RS485通讯单元进行控制；CPU处理单元通过电阻电流信号读取电力及电压信号，使用ADM2582E芯片实现RS485对外通讯，RS485通讯单元把CPU处理单元的TTL电平信号通过线圈磁隔离后转为RS485差分信号；励磁脱扣单元使用CPU处理单元IO管脚控制高低电平，控制脱扣继电器动作；所述显示单元采用MAX7219芯片，CPU处理单元通过SPI通信接口与MAX7219芯片通讯；电压采集单元由CPU处理单元直接采集采样电阻电压信号；电流采集单元采用电压转换，再由CPU处理单元直接采集模拟信号；RTC守时单元由CPU处理单元通过总线与SD3088AS通讯。进一步地，所述励磁脱扣单元包括三极管Q1、电阻R12、二极管D1和继电器RL1，CPU处理单元IO管脚MCU_RLY_FTK经过限流电阻R11接三极管Q1基极，限流电阻R12的另一端接地，三极管Q1发射极接地，三极管Q1集电极经过二极管D5接5V电源，继电器RL1原端线圈分别接+5V和三极管Q1集电极，输出管脚分别接地和输出信号VDD_30_IN。进一步地，所述显示单元采用MAX7219芯片，CPU处理单元通过SPI通信接口与MAX7219芯片通讯，MAX7219芯片的ISET引脚通过限流电阻R43与电源VDD_5连接。进一步地，所述电压采集单元包括三路相同的电压采集电路，其中一路电压采集电路包括互感器CT1、杂波电容RV1和限流电阻R9，互感器CT1输出端接R13精密采样电阻，得到取样基准点VA和取样基准点VN，取样基准点VA经电阻R36接到CPU处理单元，通过隔离电容C34滤波。进一步地，所述电流采集单元包括A相、B相和C相三路相同的电流采集电路，其中A相电流采集电路包括采样电阻R23、限流电阻R24和滤波电容C25，IA_IN为A相电流信号，从电流互感器中引出，基准电压输出端REF_2V5通过限流电阻R24与采样电阻R23连接，通过滤波电容C25输出MCU_IA信号与CPU处理单元ADC引脚连接。进一步地，所述RTC守时单元采用型号为SD3088AS的RTC芯片，通过I2C与CPU处理单元通讯，使用串行时钟MCU_I2C_SCL和串行数据MCU_I2C_SDA获取时间，CF1为纽扣蓄电池，SD3088AS芯片的VBAT引脚端分别连接蓄电池的正极端和VDD_RTC，蓄电池的负极端接地，所述蓄电池的两端并联滤波电容C54，所述SD3088AS芯片的VDD引脚端通过滤波电容C52、C53与引脚VDD_5连接，SD3088AS芯片的SCL、F32K、SDA引脚端分别通过限流电阻R61、R62、R63与引脚VDD_5连接。本技术与现有技术相比具有以下优点：本技术提供的一种基于ARM平台的漏电流保护器电路，实现了电压采集、电流采集、漏电流采集、实时通讯、实时显示等功能，该保护器基于ARM平台的微电脑芯片编程控制，外部使用精密电阻限流，使用隔离方式获得小电压信号，通过主芯片ARM-M0采集多路外部模拟信号，实时计算显示，同时与外部器件配合实现漏电保护功能，漏电流保护器在使用过程中可以使用MODBUS协议规约与外部设备通讯。该漏电流保护器适用于三相四线中性线直接接地的低压电网作为总保护和二级保护。对线路或用电设备的接地故障，过载、短路、过压、欠压、缺相和断零等进行保护。该电路具有体积小，精度高，抗干扰能力强，可靠性高，安全性高以及电路简单易实用等优点，在各种低压用电领域有较好应用前景。附图说明图1为本技术提供的一种基于ARM平台的漏电流保护器电路结构图；图2为本技术提出的所述的RS485通讯单元处理电路图；图3为本技术提出的所述的励磁脱扣单元处理电路图；图4a为本技术提出的所述的显示单元驱动电路图；图4b为本技术提出的所述的显示单元中的数码管显示电路图；图5a为本技术提出的所述的电压采集单元隔离电路图；图5b为本技术提出的所述的电压采集单元电压采集电路图；图6为本技术提出的所述的电流采集单元处理电路图；图7为本技术提出的所述的RTC守时单元处理电路图。具体实施方式下面结合附图及实施例描述本技术具体实施方式：参见图1为本技术提供的一种基于ARM平台的漏电流保护器电路结构图。如图1所示，一种基于ARM平台的漏电流保护器电路，其特征在于：包括：RS485通讯单元，用于实现磁隔离、TTL信号与差分信号互为转换；励磁脱扣单元，用于控制脱扣继电器动作，实现对物理设备控制；显示单元，用于实现数据显示；电压采集单元，采集电阻分压信号，实现电压信号采集；电流采集单元，采集电阻分压信号，通过计算实现电流信号采集；RTC守时单元，通过总线通讯实现守时；CPU处理单元，用于接收电压采集单元、电流采集单元和RTC守时单元的信号，并对显示单元、励磁脱扣单元和RS485通讯单元进行控制；CPU处理单元通过电阻电流信号读取电力及电压信号，使用ADM2582E芯片实现RS485对外通讯，RS485通讯单元把CPU处理单元的TTL电平信号通过线圈磁隔离后转为RS485差分信号；励磁脱扣单元使用CPU处理单元IO管脚控制高低电平，控制脱扣继电器动作；所述显示单元采用MAX7219芯片，CPU处理单元通过SPI通信接口与MAX7219芯片通讯；电压采集单元由CPU处理单元直接采集采样电阻电压信号；电流采集单元采用电压转换，再由CPU处理单元直接采集模拟信号；RTC守时单元由CPU处理单元通过总线与SD3088AS通讯。本技术实施例中，CPU处理单元通过电阻电流信号读取电力及电压信号，使用ADM2582E_DNP芯片实现RS485对外通讯，使用CL4043AH数码管和MAX7219芯片实现显示数据信息，使用SD3088AS芯片实现RTC守时功能，该电路它具有体积小，精度高，外界干扰小，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ARM平台的漏电流保护器电路，其特征在于：包括：RS485通讯单元，用于实现磁隔离、TTL信号与差分信号互为转换；励磁脱扣单元，用于控制脱扣继电器动作，实现对物理设备控制；显示单元，用于实现数据显示；电压采集单元，采集电阻分压信号，实现电压信号采集；电流采集单元，采集电阻分压信号，通过计算实现电流信号采集；RTC守时单元，通过总线通讯实现守时；CPU处理单元，用于接收电压采集单元、电流采集单元和RTC守时单元的信号，并对显示单元、励磁脱扣单元和RS485通讯单元进行控制；CPU处理单元通过电阻电流信号读取电力及电压信号，使用ADM2582E芯片实现RS485对外通讯，RS485通讯单元把CPU处理单元的TTL电平信号通过线圈磁隔离后转为RS485差分信号；励磁脱扣单元使用CPU处理单元IO管脚控制高低电平，控制脱扣继电器动作；所述显示单元采用MAX7219芯片，CPU处理单元通过SPI通信接口与MAX7219芯片通讯；电压采集单元由CPU处理单元直接采集采样电阻电压信号；电流采集单元采用电压转换，再由CPU处理单元直接采集模拟信号；RTC守时单元由CPU处理单元通过总线与SD3088AS通讯。...

【技术特征摘要】
1.一种基于ARM平台的漏电流保护器电路，其特征在于：包括：RS485通讯单元，用于实现磁隔离、TTL信号与差分信号互为转换；励磁脱扣单元，用于控制脱扣继电器动作，实现对物理设备控制；显示单元，用于实现数据显示；电压采集单元，采集电阻分压信号，实现电压信号采集；电流采集单元，采集电阻分压信号，通过计算实现电流信号采集；RTC守时单元，通过总线通讯实现守时；CPU处理单元，用于接收电压采集单元、电流采集单元和RTC守时单元的信号，并对显示单元、励磁脱扣单元和RS485通讯单元进行控制；CPU处理单元通过电阻电流信号读取电力及电压信号，使用ADM2582E芯片实现RS485对外通讯，RS485通讯单元把CPU处理单元的TTL电平信号通过线圈磁隔离后转为RS485差分信号；励磁脱扣单元使用CPU处理单元IO管脚控制高低电平，控制脱扣继电器动作；所述显示单元采用MAX7219芯片，CPU处理单元通过SPI通信接口与MAX7219芯片通讯；电压采集单元由CPU处理单元直接采集采样电阻电压信号；电流采集单元采用电压转换，再由CPU处理单元直接采集模拟信号；RTC守时单元由CPU处理单元通过总线与SD3088AS通讯。2.如权利要求1所述的一种基于ARM平台的漏电流保护器电路，其特征在于：所述励磁脱扣单元包括三极管Q1、电阻R12、二极管D1和继电器RL1，CPU处理单元IO管脚MCU_RLY_FTK经过限流电阻R11接三极管Q1基极，限流电阻R12的另一端接地，三极管Q1发射极接地，三极管Q1集电极经过二极管D5接5V电源，继电器RL1原端线圈分别接+5V和...

【专利技术属性】
技术研发人员：周朝奎，刘鸿涛，田小锋，张可，黄前华，戴前婷，余娟，张令意，
申请(专利权)人：安徽南瑞继远电网技术有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34