一种开关量输入检测电路及监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种开关量输入检测电路及监测系统，该电路包括：电压钳位限流电路、防反向保护电路、双向光耦隔离电路、有源无源切换电路以及无源主电源供电电路。该开关量输入检测电路能适用于测量多种外部开关量，如高低压、交直流以及有源无源的开关量均可进行检测。

A Switch Input Detection Circuit and Monitoring System

【技术实现步骤摘要】
一种开关量输入检测电路及监测系统
本技术涉及监控
，尤其涉及一种开关量输入检测电路及监测系统。
技术介绍
我国在智能电网、电力监控系统以及智能仪表制造都取得了高速的发展。随着电力系统自动化、和智能化程度的不断提高，电力监控系统中各种装置的数字化、集成化趋势日益明显。对于外部装置设备需要实时监测，例如：断路器、接触器输出、负荷开关、电动机故障输出位置信号或者报警、停机、故障告警等电量信号的实时监控。对于这些外部输出信号，其中有交流输出也有直流输出，可为外部提供非带电量的开关量信号，或为装置内部提供带电量的开关量信号。对于这么复杂的开关量检测环境，通常都是可以通过开关量输入检测电路来实现。目前，传统的开关量输入电路对于高电压输入的交流开关量，和低电压输入的直流开关量都是分开设计。如果外部断路器或者接触器输入的是非电量开关量信号，则测量装置还需要自身提供电量，以便断路器输出的电平信号MCU能够正常检测。这时候就需要两套设计方案，设计出两套电路图才能实现，并且电路设计上比较复杂，电路本身的抗干扰能力较差，工作可靠性较低，设计的成本偏贵，对于开关量输入电路的长期稳定运行不利，也会造成整个电路设计成本的增加。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术的目的之一在于提供一种开关量输入检测电路，其能适用于测量多种外部开关量，如高低压、交直流以及有源无源的开关量均可进行检测。本技术的目的之二在于提供一种监测系统，其能适用于测量多种外部开关量，如高低压、交直流以及有源无源的开关量均可进行检测。本技术的目的之一采用如下技术方案实现：一种开关量输入检测电路，包括：电压钳位限流电路、防反向保护电路、双向光耦隔离电路、有源无源切换电路以及无源主电源供电电路；所述电压钳位限流电路的输入端与开关量输入端子的第二脚连接，所述电压钳位限流电路的输出端与所述防反向保护电路的输入端连接，所述防反向保护电路的输出端与所述双向光耦隔离电路的输入端连接，所述双向光耦隔离电路的输出端用于输出开关量信号以供MCU进行检测，所述有源无源切换电路的第一连接端与所述开关量输入端子的第一脚连接，所述有源无源切换电路的第二连接端分别与所述防反向保护电路的电源输入端、所述双向光耦隔离电路的电源输入端连接，所述有源无源切换电路的电源供电端与所述无源主电源供电电路的电压输出端连接，所述有源无源切换电路的接地端接地。进一步地，还包括滤波电路，所述电压钳位限流电路通过所述滤波电路与所述防反向保护电路连接，所述有源无源切换电路的第二连接端与所述滤波电路的电源输入端连接。进一步地，所述电压钳位限流电路包括：电感L1、瞬态电压抑制器TVS1及电阻R1；所述电感L1的一端与所述开关量输入端子的第二脚连接，所述电感L1的另一端与所述瞬态电压抑制器TVS1的一端连接，所述瞬态电压抑制器TVS1的另一端通过所述电阻R1与所述滤波电路连接。进一步地，所述滤波电路包括：电阻R2和电容C1；所述电阻R2并联在所述电容C1的两端，所述电容C1的一端与所述电阻R1连接且该端还与所述防反向保护电路的输入端连接，所述电容C1的另一端与所述有源无源切换电路的第二连接端连接。进一步地，所述防反向保护电路由一单向二极管D1组成，所述单向二极管D1的阴极与所述电容C1连接，所述单向二极管D1的阴极还与所述双向光耦隔离电路的输入端连接，所述单向二极管D1的阳极与所述有源无源切换电路的第二连接端连接。进一步地，所述双向光耦隔离电路包括：双向光耦U1和上拉电阻R6，所述双向光耦U1的第一输入端与所述单向二极管D1的阴极连接，所述双向光耦U1的第二输入端与所述有源无源切换电路的第二连接端连接，所述双向光耦U1的第一输出端通过所述上拉电阻R6连接电源VCC连接，所述双向光耦U1的第一输出端还与开关量输出接口连接以输出开关量信号，所述双向光耦U1的第二输出端接地；所述双向光耦隔离电路还包括电容C2，所述电容C2的一端与所述双向光耦U1的第一输出端连接，所述电容C2的另一端与所述双向光耦U1的第二输出端连接。进一步地，所述有源无源切换电路包括：第一开关S1、第二开关S2及第三开关S3，所述第一开关S1的一端与所述开关量输入端子的第一脚连接，所述第一开关S1的另一端与所述无源主电源供电电路的电压输出端连接；所述第二开关S2的一端与所述开关量输入端子的第一脚连接，所述第二开关S2的另一端分别与所述滤波电路的电源输入端、所述防反向保护电路的电源输入端及双向光耦隔离电路的电源输入端连接；所述第三开关S3的一端分别与所述滤波电路的电源输入端、所述防反向保护电路的电源输入端及双向光耦隔离电路的电源输入端连接，所述第三开关S3的另一端接地。进一步地，所述无源主电源供电电路包括：电源模块U15、二极管D13、二极管D14以及负载电阻R7，所述电源模块U15的电源输入端用于连接外部电源连接，所述电源模块U15的接地端接地，所述电源模块U15的正电源输出端与所述二极管D13的阴极连接，所述电源模块U15的电源输出地端分别与所述二极管D13的阳极、所述二极管D14的阴极连接，所述二极管D14的阳极与所述电源模块U15的负电源输出端连接；所述负载电阻R7的一端与所述电源模块U15的正电源输出端连接，所述负载电阻R7的另一端与所述电源模块U15的负电源输出端连接；所述电源模块U15的正电源输出端还与所述第一开关S1的一端连接，所述电源模块U15的负电源输出端接地。进一步地，所述无源主电源供电电路还包括滤波电容C3、C4和C5，所述滤波电容C3的一端与所述电源模块U15的电源输入端连接，所述滤波电容C3的另一端与所述电源模块U15的接地端连接；所述滤波电容C4和C5均并联在所述负载电阻R7的两端。本技术的目的之二采用如下技术方案实现：一种监测系统，包括：待监测设备、MCU以及如上所述的开关量输入检测电路，所述待监测设备与所述开关量输入检测电路的开关量输入端连接，所述开关量输入检测电路的开关量输出端与所述MCU连接；所述开关量输入检测电路用于监测所述待监测设备的输出信号并将所述输出信号传送给所述MCU以对所述输出信号进行相应的分析和处理。相比现有技术，本技术的有益效果在于：该开关量输入检测电路包括：电压钳位限流电路、防反向保护电路、双向光耦隔离电路、有源无源切换电路以及无源主电源供电电路，适用于测量各种外部开关量，如高低压、交直流以及有源无源的开关量均可进行检测。附图说明图1为本技术提供的一种开关量输入检测电路的结构框图；图2为图1中的开关量输入检测电路的第一部分电路示意图，该图包含了电压钳位限流电路、滤波电路、防反向保护电路、双向光耦隔离电路和有源无源切换电路；图3为图1中的开关量输入检测电路的第二部分电路示意图，该图包含了无源主电源供电电路。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。请参阅图1至3，一种开关量输入检测电路，包括：电压钳位限流电路、防反向保护电路、双向光耦隔离电路、有源无源切换电路以及无源主电源供电电路；电压钳位限流电路的输入端与开关量输入端子的第二脚连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关量输入检测电路，其特征在于，包括：电压钳位限流电路、防反向保护电路、双向光耦隔离电路、有源无源切换电路以及无源主电源供电电路；所述电压钳位限流电路的输入端与开关量输入端子的第二脚连接，所述电压钳位限流电路的输出端与所述防反向保护电路的输入端连接，所述防反向保护电路的输出端与所述双向光耦隔离电路的输入端连接，所述双向光耦隔离电路的输出端用于输出开关量信号以供MCU进行检测，所述有源无源切换电路的第一连接端与开关量输入端子的第一脚连接，所述有源无源切换电路的第二连接端分别与所述防反向保护电路的电源输入端、所述双向光耦隔离电路的电源输入端连接，所述有源无源切换电路的电源供电端与所述无源主电源供电电路的电压输出端连接，所述有源无源切换电路的接地端接地。

【技术特征摘要】
1.一种开关量输入检测电路，其特征在于，包括：电压钳位限流电路、防反向保护电路、双向光耦隔离电路、有源无源切换电路以及无源主电源供电电路；所述电压钳位限流电路的输入端与开关量输入端子的第二脚连接，所述电压钳位限流电路的输出端与所述防反向保护电路的输入端连接，所述防反向保护电路的输出端与所述双向光耦隔离电路的输入端连接，所述双向光耦隔离电路的输出端用于输出开关量信号以供MCU进行检测，所述有源无源切换电路的第一连接端与开关量输入端子的第一脚连接，所述有源无源切换电路的第二连接端分别与所述防反向保护电路的电源输入端、所述双向光耦隔离电路的电源输入端连接，所述有源无源切换电路的电源供电端与所述无源主电源供电电路的电压输出端连接，所述有源无源切换电路的接地端接地。2.如权利要求1所述的开关量输入检测电路，其特征在于，还包括滤波电路，所述电压钳位限流电路通过所述滤波电路与所述防反向保护电路连接，所述有源无源切换电路的第二连接端与所述滤波电路的电源输入端连接。3.如权利要求2所述的开关量输入检测电路，其特征在于，所述电压钳位限流电路包括：电感L1、瞬态电压抑制器TVS1及电阻R1；所述电感L1的一端与所述开关量输入端子的第二脚连接，所述电感L1的另一端与所述瞬态电压抑制器TVS1的一端连接，所述瞬态电压抑制器TVS1的另一端通过所述电阻R1与所述滤波电路连接。4.如权利要求3所述的开关量输入检测电路，其特征在于，所述滤波电路包括：电阻R2和电容C1；所述电阻R2并联在所述电容C1的两端，所述电容C1的一端与所述电阻R1连接且该端还与所述防反向保护电路的输入端连接，所述电容C1的另一端与所述有源无源切换电路的第二连接端连接。5.如权利要求4所述的开关量输入检测电路，其特征在于，所述防反向保护电路由一单向二极管D1组成，所述单向二极管D1的阴极与所述电容C1连接，所述单向二极管D1的阴极还与所述双向光耦隔离电路的输入端连接，所述单向二极管D1的阳极与所述有源无源切换电路的第二连接端连接。6.如权利要求5所述的开关量输入检测电路，其特征在于，所述双向光耦隔离电路包括：双向光耦U1和上拉电阻R6，所述双向光耦U1的第一输入端与所述单向二极管D1的阴极连接，所述双向光耦U1的第二输入端与所述有源无源切换电路的第二连接端连接，所述双向光耦U1的第一输出端通过所述上拉电阻R6连接电源VCC连接，所述双向光耦U1的第一输出端还与开关量输出接口连接以输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐建园，严春南，
申请(专利权)人：珠海派诺科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44