本發明專利技術一個實施例設計了負載過流保護電路，用于對所述電力采集設備外部負載的過/欠流控制，它設置于一個負載電源端與若干個接地端之間，包括：靠近接地端設置的電壓采樣部，用于采集所述接地端之間流過的DC電流信號并轉換為第一電壓信號；連接所述電壓采樣部的倍壓轉換部，接收此第一電壓信號并轉換為第二電壓信號輸出；比較器，通過正相輸入端接收所述第二電壓信號并將其與輸入所述回差比較器反相輸入端的第三電壓信號比較以輸出開關控制信號；以及MOS開關，根據所輸出的開關控制信號來導通或關斷對所述外部負載的通路。相應地，本發明專利技術另一個實施例設計一種電力采集設備用的過流保護電路。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術實施例是關于電力系統控制技術，更特定言之，是針對于電力采集設備 (例如電表）設計的負載過流過載進行有效抑制的過流保護電路。
技術介紹
在本專利技術相關領域的一般技術中，對電力采集設備的負載端需要進行過流過載保 護。通常，一方面采用陶瓷PTC(正溫度系數）熱敏電阻或者高分子PTC(正溫度系數）熱 敏電阻，實現過流保護。缺陷主要有=點；1)保護恢復速度慢，根據電流超過限值的程度不 同，一般要在數秒甚至數分鐘W上才可W動作。甚至反復振蕩，無法實現保護。恢復速度 慢，當外部負載恢復正常時，由于內部電子器件的熱量需要緩慢散掉，在電能表等密閉類產 品中需要數十分鐘時間甚至更長時間，無法即刻恢復正常；2)由于是溫度敏感器件受到環 境溫度影響大，在環境溫差大的情況下，所保護的電流限值差別可達100%，無法實現精確 過流保護；（例如；設定在70°C的環境中過流限值為1A電流，在-40°C下的過流限值可達2A 電流）3)該方法的過流保護前提是需要消耗大量的功率，根據過流的情況下，引起器件本 身的熱效應，導致器件自身電阻增加，該器件串接在電路中，最終導致輸出電流減小，達到 一定的熱平衡之后，保證了輸出功率的恒定。該樣，過載的輸出功率完全轉換為熱量，不僅 造成電能表內部產生發熱源，溫度升高，降低電能表可靠性，還導致了能量的浪費。甚至在 高溫環境下，造成電能表的過熱燒毀。 另一方面，采用電子器件，根據發熱引起電子器件內部電阻的增加，從而限制輸出 電流，實現過流保護。方法是；如果負載短路，電源輸出的功率耗散到電子器件上，轉換為熱 量，最終達到了熱平衡，從而使得電源輸出限定到一定值的功率。缺陷主要有兩點；1)如果 負載異常不排除，將使得電子電路長期處于過載狀態，過載功率全部在電能表內部產生高 發熱源，導致電表內部溫度升高，降低電能表可靠性，還導致了能量的浪費。甚至在高溫環 境下，造成電能表的過熱燒毀；2)恢復速度慢，當負載異常撤銷時，由于內部電子器件的熱 量需要緩慢散掉，在電能表等密閉類產品中需要數十分鐘時間甚至更長時間，無法即刻恢 復正常。
技術實現思路
為了解決上述缺陷，主要設計一種應用于電力采集系統的專用負載過流保護電 路。 在一個方面，本專利技術第一技術方案是利用對負載接地端之間流過的直流值C)電 流信號的采集作為判斷信號源，根據比較器來判斷該個信號源轉換成的電壓與比較電壓源 之間的大小比較值來控制對外部負載的供電通路，在一般例子中，控制開關的方式選擇一 個或多個M0S開關管，待供電通路關斷后通過電路自身的調節器件將信號源降低至低于所 述比較電壓源后，即可再次恢復供電。 在另一方面，本專利技術第二技術方案是基于此實現的電力采集設備，例如電表、采集 器或者負控終端設備等，同時實現設備對外部負載的供電，例如12V的DC電流。 在又一方面，本專利技術第=技術方案在前述基礎上設計出具備試探性特點的過流保 護電路，"試探性"表示本電路通過多次嘗試導通所述M0S開關管的方式，W精確達到抑制負 載過流或者短路控制的效果。即使一次嘗試導通不成功，可W設置信號源的電壓比例來調 整比較電壓的大小，W及對該個信號源進行緩慢放電，W周期性地抑制過流或短路情況的 出現，多余的電流通過接地端泄放。 技術方案1 ;負載過流保護電路，用于對所述電力采集設備外部負載的過/欠流控 審IJ，它設置于一個負載電源端與若干個接地端之間，包括：靠近接地端設置的電壓采樣部， 用于采集所述接地端之間流過的DC電流信號并轉換為第一電壓信號；連接所述電壓采樣 部的倍壓轉換部，接收此第一電壓信號并轉換為第二電壓信號輸出；比較器，通過正相輸入 端接收所述第二電壓信號并將其與輸入所述回差比較器反相輸入端的第=電壓信號比較 W輸出開關控制信號；W及M0S開關，根據所輸出的開關控制信號來導通或關斷對所述外 部負載的通路。 技術方案2 ;電力采集設備，其內部裝設對其外部負載輸送DC電流的負載電源端； W及所述的負載過流保護電路。 在一個實施例中，所述外部負載是與該個電力采集設備（例如電表）功能性配對 的集成電路或完整模塊，例如可W從電表拆裝的通訊板、紅外控制模塊等，也可W是運維人 員抄表的手持設備。 技術方案3 ;電力采集設備外部負載用的試探性負載過流保護電路，設置于電力 采集設備內，用于在內部或外部負載過流一定時間后周期性檢測所述外部負載是否從過流 狀態恢復，包括；DC電流通路，連接于負載電源端與負載之間，并設置了若干個接地端；W 及試探電壓檢測部，接設在所述DC電流通路中，用于根據檢測到所述若干個接地端之間流 過的DC電流信號來多次控制所述DC電流通路的通斷，其中所述試探電壓檢測部包括；靠近 接地端設置的電壓采樣部，用于采集所述接地端之間流過的DC電流信號并轉換為第一電 壓信號；連接所述電壓采樣部的倍壓轉換部，接收此第一電壓信號并轉換為第二電壓信號 輸出；回差比較器，通過正相輸入端接收所述第二電壓信號并將其與輸入所述回差比較器 反相輸入端的第S電壓信號比較W輸出開關控制信號；M0S開關，根據所輸出的開關控制 信號來導通或關斷對所述外部負載的通路；W及連接所述回差比較器反相輸入端的電壓自 變換部，用于根據M0S開關的通斷來周期性地改變所述的第二電壓信號的高低，W改變所 述M0S開關的通斷狀態。 基于此，本專利技術技術效果突出；1、恢復速度快，可W實現外部異常排除之后，做到 0.5秒W內自恢復。保護速度快，可W做到10毫秒內切斷異常負載供電；2、可W做到過流 保護的精準控制，并且帶有回差，避免電路反復振蕩，同時不受環境溫度的影響；3、另外在 短路狀態下，僅有1 % -一 10 %可設定比例的當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
負載過流保護電路，其特征在于它設置于一個負載電源端與若干個接地端之間，包括：靠近接地端設置的電壓采樣部，用于采集所述接地端之間流過的直流(DC)電流信號并轉換為第一電壓信號；連接所述電壓采樣部的倍壓轉換部，接收此第一電壓信號并轉換為第二電壓信號輸出；比較器，通過正相輸入端接收所述第二電壓信號并將其與輸入所述回差比較器正相輸入端的第三電壓信號比較以輸出開關控制信號；以及MOS開關，根據所輸出的開關控制信號來導通或關斷對所述外部負載的通路。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：張方勇，徐鶴還，
申請(專利權)人：華立儀表集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江;33
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