一种灭弧用供电检测方法技术

本发明专利技术提供一种灭弧用供电检测方法，通过检测电路实现，检测电路包括开关电路、比较驱动电路、过零点检测电路、信号驱动电路和MCU；开关电路连接电源和负载；MCU输出信号到信号驱动电路，信号驱动电路控制开关电路启动；比较驱动电路检测电源线路是否出现短路；过零检测电路检测电源线路的电压过零点；当电源线路出现短路，比较驱动电路输出高电压信号给开关电路的驱动信号端；待电源线路处于过零点时，MCU发出的控制信号到开关电路的驱动信号端；当的驱动信号端接收到比较驱动电路输出的信号和MCU输出的控制信号，比较驱动电路输出的信号和MCU输出的控制信号叠加驱动开关电路断开；减少电弧的产生，同时MCU报警，可靠性高。可靠性高。可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种灭弧用供电检测方法


[0001]本专利技术涉及电力灭弧领域，具体涉及一种灭弧用供电检测方法。

技术介绍

[0002]电力是以电能作为动力的能源，而在电力领域为了实现电源的控制经常会采用一些具有触点的控制器，在有触点电器中，触头接通和分断电流的过程往往伴随着电弧的产生及熄灭。电弧是一种气体放电现象，电弧产生的高温对电器触点的寿命影响较大，因此吸合和分断灭弧处理尤其重要。现有的灭弧方式具有多种，(1)利用气体或油熄灭电弧。在开关电器中利用各种形式的灭弧室使气体或油产生巨大的压力并有力地吹向弧隙，电弧在气流或油流中被强烈地冷却和去游离，并且其中的游离物质被未游离物质所代替，电弧便迅速熄灭；(2)采用多断口。高压断路器常制成每相有两个或多个串联的断口，使加于每个断口的电压降低，电弧易于熄灭；(3)断路器断口加装并联电阻。在高压大容量断路器中，广泛利用弧隙并联电阻来改善它们的工作条件。断路器每相假如有两对触头，一对为主触头，另一对为辅助触头，电阻并联在主触头上。当断路器在合闸位置时，主、辅触头都闭合。当断开电路时，主触头先断开，这时并联在主触头断口上的电阻在主触头断开过程中起分流作用，有利于主触头断口灭弧；(4)采用新介质。利用灭弧性能优越的新介质，例如SF6(六氟化硫)断路器和真空断路器等；(5)利用金属灭弧栅熄灭电弧。用铁磁物质制成金属灭弧栅，当电弧发生后，立刻把电弧吸引到栅片内，将长弧分割成一串短弧，当电弧过零时，每个短弧的附近会出现150～250伏的介质强度，如果作用于触头间的电压小于各个介质强度的总和时，电弧就立即熄灭；这种灭弧方法在低压开关中用得很多，如继电器等电器。
[0003]在中国申请号为201710029782.5，公告日为2019.06.25的专利文献公开了复合开关及其过零投切控制与自身投切故障判断方法，具体公开了该复合开关既能检测自身投切故障，又能准确检测交流电电压过零点时并能进行投切。可控硅开关Kb的一端和磁保持继电器开关Kc的一端分别与一号节点连接，可控硅开关Kb的另一端和电感La的一端分别与节点Ma连接，电感La的另一端和六号开关的一端分别与节点Mb连接，磁保持继电器开关Kc的另一端、一号开关的另一端和二号开关的另一端分别与节点Mc连接，电容C2的一端、四号开关的另一端、二极管D1的正极端和二极管D3的负极端分别与节点Md连接，硅驱动电路分别与可控硅开关Kb的控制端和控制器连接，磁驱动电路分别与磁保持继电器开关Kc的控制端和控制器连接。
[0004]该保护器利用电压零点捕捉信号采集电压信号判断交流电是否经过过零点；同时通过继电器的方式实现交流电的通电，由于继电器关断电路具有一定的延时，从而使得需要提前一端时间发出控制信号才能使得在过零点能实现切断操作，而若时间上管控不好的话将会导致无法准确在过零点进行切换操作，同时本电路通过光电耦合器检测电流过零点情况，而光耦开关在使用过程中会出现衰退的情况，从而导致发光二极管的亮度变化从而导致光耦开关无法进行正常打开进而影响过零点检测的效果，将导致过零点检测不稳定的情况发生，由于该电路仅仅只能在交流电过零点时实现交流电的通电，其并不能在检测到
电压异常且在过零点的时候对交流电进行切断，无法通过一个电路即能实现电压的采集并控制交流电与负载的连通，使得整个电路的控制过程较复杂。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种灭弧用供电检测方法，通过开关电路采集电压值，并对检测变压变换量，当电源线路的电压异常时；且过零点输出信号断开火线与零线的连接，从而实现对供电的控制，减少电弧的产生，控制精度高，且控制方法简单，信号驱动电路通过发出低电压的控制信号控制高电压给负载供电，从而使得负载能够使用高电压进行工作的同时防止较高的电压对控制元件造成损坏，可靠性好。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种灭弧用供电检测方法，通过检测电路实现，检测电路包括开关电路、比较驱动电路、基准电压电路、过零点检测电路、信号驱动电路、MCU、第一降压电路和第二降压电路；第一降压电路包括12V电源端和5V电源端；第二降压电路包括3.3V电源端。
[0007]第一降压电路对电源的输出电压进行降压并为比较驱动电路、过零点检测电路、第二降压电路供电；第二降压电路对第一降压电路的输出电压进行降压并为基准电压电路和MCU供电；开关电路的输入端与电源的零线、火线连接，开关电路的输出端负载连接；开关电路的输入端与电源的零线、火线连接，开关电路的输出端负载连接；开关电路连接有正半轴采样点、负半轴采样点和驱动信号端，正半轴采样点和负半轴采样点用于采集电源的电压。
[0008]驱动信号端与比较驱动电路的输出端和信号驱动电路的输出端连接，信号驱动电路的输入端与MCU连接。
[0009]信号驱动电路包括驱动芯片U5、负载供电电路、负载驱动电路和信号供电电路，所述驱动芯片U5的第2引脚连接信号供电电路；驱动芯片U5的第7引脚和第8引脚连接负载供电电路；驱动芯片U5的第1引脚和第4引脚空接；驱动芯片U5的第3引脚和第5引脚接地；驱动芯片U5的第6引脚连接负载驱动电路，所述负载供电电路还连接驱动芯片U5的第6引脚；所述信号供电电路用于接收MCU的开关信号；负载驱动电路外接开关电路；信号供电电路外接3.3V电源端，负载驱动电路和负载供电电路外接12V电源端，驱动芯片U5用于当信号供电电路给芯片提供电压时使得芯片输出电压为高电平并驱动负载供电电路导通并为开关电路供电。
[0010]比较驱动电路包括检测放大电路和检测驱动电路；检测放大电路包括第一比较放大模块、第二比较放大模块、第三比较放大模块和第四比较放大模块。
[0011]第一比较放大模块的输入端和第二比较放大模块的输入端都与正半轴采样点、负半轴采样点连接；第一比较放大模块的输出端和第二比较放大模块的输出端与第三比较放大模块的输入端连接，第三比较放大模块的输入端接地；第三比较放大模块用于比较第一比较放大模块和第二比较放大模块输出电压值是否相同，并在相同时输出高电压信号，第三比较放大模块的输出端与第四比较放大模块的输入端连接，第四比较放大模块的输入端还与参考电源连接；第四比较放大模块的输出端与检测驱动电路连接。
[0012]检测驱动电路包括电阻R13、电阻R23、双二极管D4.1、电阻R14、电阻R17、三极管Q5；电阻R13的一端与第四比较放大模块的输出端连接，电阻R13的另一端通过电阻R23接
地，且与双二极管D4.1的第一引脚连接；电阻R13的另一端和双二极管D4.1的第一引脚外接报警电路，双二极管D4.1的第二引脚接地；双二极管D4.1的第三引脚与电阻R14的一端和三极管Q5的基极连接，三极管Q5的发射极接地，且与电阻R14的另一端连接；三极管Q5的集电极与开关电路连接且通过电阻R17与12V电源端连接。
[0013]过零点检测电路包括运算放大器U3，运算放大器U3的反相输入端与火线连接，运算放大器U3的同相输入端与零线和基准电压电路连接；运算放大器U3的输出端与MCU连接；MCU在正本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种灭弧用供电检测方法，其特征在于：通过检测电路实现，检测电路包括开关电路、比较驱动电路、基准电压电路、过零点检测电路、信号驱动电路、MCU、第一降压电路和第二降压电路；第一降压电路输出12V电源端和5V电源端；第二降压电路输出3.3V电源端；第一降压电路对电源的输出电压进行降压并为比较驱动电路、过零点检测电路、第二降压电路供电；第二降压电路对第一降压电路的输出电压进行降压并为基准电压电路和MCU供电；开关电路的输入端与电源的零线、火线连接，开关电路的输出端负载连接；开关电路的输入端与电源的零线、火线连接，开关电路的输出端负载连接；开关电路连接有正半轴采样点、负半轴采样点和驱动信号端，正半轴采样点和负半轴采样点用于采集电源的电压；驱动信号端与比较驱动电路的输出端和信号驱动电路的输出端连接，信号驱动电路的输入端与MCU连接；信号驱动电路包括驱动芯片U5、负载供电电路、负载驱动电路和信号供电电路，所述驱动芯片U5的第2引脚连接信号供电电路；驱动芯片U5的第7引脚和第8引脚连接负载供电电路；驱动芯片U5的第1引脚和第4引脚空接；驱动芯片U5的第3引脚和第5引脚接地；驱动芯片U5的第6引脚连接负载驱动电路，所述负载供电电路还连接驱动芯片U5的第6引脚；所述信号供电电路用于接收MCU的开关信号；负载驱动电路外接开关电路；信号供电电路外接3.3V电源端，负载驱动电路和负载供电电路外接12V电源端，驱动芯片U5用于当信号供电电路给芯片提供电压时使得芯片输出电压为高电平并驱动负载供电电路导通并为开关电路供电；比较驱动电路包括检测放大电路和检测驱动电路；检测放大电路包括第一比较放大模块、第二比较放大模块、第三比较放大模块和第四比较放大模块；第一比较放大模块的输入端和第二比较放大模块的输入端都与正半轴采样点、负半轴采样点连接；第一比较放大模块的输出端和第二比较放大模块的输出端与第三比较放大模块的输入端连接，第三比较放大模块的输入端接地；第三比较放大模块用于比较第一比较放大模块和第二比较放大模块输出电压值是否相同，并在相同时输出高电压信号，第三比较放大模块的输出端与第四比较放大模块的输入端连接，第四比较放大模块的输入端还与参考电源连接；第四比较放大模块的输出端与检测驱动电路连接；检测驱动电路包括电阻R13、电阻R23、双二极管D4.1、电阻R14、电阻R17、三极管Q5；电阻R13的一端与第四比较放大模块的输出端连接，电阻R13的另一端通过电阻R23接地，且与双二极管D4.1的第一引脚连接；电阻R13的另一端和双二极管D4.1的第一引脚外接报警电路，双二极管D4.1的第二引脚接地；双二极管D4.1的第三引脚与电阻R14的一端和三极管Q5的基极连接，三极管Q5的发射极接地，且与电阻R14的另一端连接；三极管Q5的集电极与开关电路连接且通过电阻R17与12V电源端连接；过零点检测电路包括运算放大器U3，运算放大器U3的反相输入端与火线连接，运算放大器U3的同相输入端与零线和基准电压电路连接；运算放大器U3的输出端与MCU连接；MCU在正半轴采样点和负半轴采样点输入的电压值异常时且在过零点检测电路检测到电压过零点时向开关电路发送开关信号；灭弧用防触电的电力供电检测方法，包括以下步骤：S1、MCU发出控制信号到信号驱动电路，三极管Q1.2导通，3.3V电源端输出电压信号至驱动芯片U5；驱动芯片U5的发出驱动信号使三极管Q3.1导通，12V电源端输出电压信号至开关电路的信号驱动端，火线与零线导通为负载供电；S2、正半轴采样点和负半轴采样点的电压输入到比较驱动电路中并进入到步骤S9；火
线与零线的电压输入到过零点检测电路中并进入步骤S3；S3、运算放大器U3将反相输入端的电压与基准电压电路的输出电压进行对比，运算放大器U3的反相输入端的电压小于基准电压电路的输出电压，则进行S4；运算放大器U3的反相输入端的电压大于基准电压电路的输出电压，则进行S5；S4、运算放大器U3的输出端输出低电平信号到MCU，然后进行S8；S5、运算放大器U3的输出端输出高电平信号到MCU，然后进行S8；S8、MCU根据当前的电平信号判断电源线路是否处于过零点，若电源线路处于过零点，则进入步骤S16；S9、正半轴采样点和负半轴采样点的电压输入到第一比较放大模块进行比较放大；正半轴采样点和负半轴采样点的电压输入到第二比较放大模块进行比较放大；S10、第一比较放大模块的输出电压和第二比较放大模块的输出电压相同输入到第三比较放大模块中进行第二次放大；S11、第三比较放大模块对比第一比较放大模块的输出电压与第二比较放大模块的输出电压；S12、若第一比较放大模块的输出电压和第二比较放大模块的输出电压相同，则进行S13；S13、第三比较放大模块输出高电压信号，第四比较放大模块比较参考电源的电压与第三比较放大模块输出的高电压信号的电压；S14、若第三比较放大模块输出的高电压信号的电压小于参考电源的电压，则进行S15；S15、输出高电压信号到双二极管D4.1，使得双二极管D4.1中第一引脚和第三引脚导通，进而使得三极管Q5具有电压输入，三极管Q5导通，从而三极管Q5的集电极输出高电压信号到开关电路的驱动信号端；S16、电源线路处于过零点时，MCU输出控制信号到信号驱动电路，三极管Q1.2截止，三极管Q3.1截止，12V电源端停止输出电压信号至开关电路的信号驱动端；开关电路断开火线、零线与负载的连接。2.根据权利要求1所述的一种灭弧用供电检测方法，其特征在于：过零点检测电路还包括电阻R35、电阻R43、电阻R45、电阻R46、电阻R47、电阻R48、电阻R49、电阻R50、电阻R51、电阻R52、电阻R53和电容C16；电阻R45的一端与火线连接，电阻R45的另一端与电阻R46的一端连接，电阻R46的另一端与电阻R47的一端连接，电阻R47的另一端与电阻R48的一端连接，电阻R48的另一端与电阻R49的一端连接，电阻R49的另一端与运算放大器U3的反相输入端连接；电阻R50的一端与零线连接，电阻R50的另一端与电阻R51的一端连接，电阻R51的另一端与电阻R52的一端连接，电阻R52的另一端与电阻R53的一端连接，电阻R53的另一端与电阻R54的一端连接，电阻R54的另一端与运算放大器U3的同相输入端连接；运算放大...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彩伶，张飞槊，张科娜，
申请(专利权)人：成达创安北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：