一種高可靠性直流變送器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高可靠性直流變送器。
【背景技術(shù)】
[0002]配電自動(dòng)化終端是一個(gè)功能繁多、運(yùn)行復(fù)雜的控制系統(tǒng)，單論遙測采集就可多達(dá)10條線路，每一條線路包含3個(gè)通道的電壓和3個(gè)通道的電流，同時(shí)還需采集2個(gè)通道的直流量信號。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的直流變送器是將該直流信號通過簡單的信號采集電路而后送入AD(將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號)進(jìn)行采集運(yùn)算，系統(tǒng)CHJ會(huì)定時(shí)讀取AD獲得相關(guān)數(shù)據(jù)。
[0003]雖然傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的直流變送器結(jié)構(gòu)簡單、成本低，但其沒有采用有效的隔離措施，導(dǎo)致在實(shí)際應(yīng)用中可靠性很低，在較惡劣的環(huán)境下經(jīng)常損壞，提高維修成本的同時(shí)也降低了產(chǎn)品的整體可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明提供一種高可靠性直流變送器，設(shè)計(jì)合理，保證了直流變送器的高可靠性。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種高可靠性直流變送器，包括電源模塊、采集模塊和通訊模塊，其特征在于:
[0007]所述電源模塊包括與直流電24V輸出端相連的輸入端，所述輸入端分別設(shè)置有用于反接保護(hù)的單向二極管，所述單向二極管與EMC防護(hù)電路相連，所述EMC防護(hù)電路與DC/DC隔離電路相連，所述DC/DC隔離電路為直流變送器提供直流電5V的電源；
[0008]所述采集模塊包括電壓采集回路和電流采集回路，其中，電壓信號的輸出端串聯(lián)電阻R1后，通過限壓保護(hù)電路與ADE7912芯片的輸入端連接，所述限壓保護(hù)電路的輸入端還并聯(lián)有電阻R2 ；電流信號的輸出端并聯(lián)有電阻R3，通過限壓保護(hù)電路與ADE7912芯片的輸入端連接;所述ADE7912芯片的輸出端與CPU相連；
[0009]所述通訊模塊包括與CPU相連的IS03082隔離芯片，所述IS03082隔離芯片的輸出端與安規(guī)保護(hù)電路相連。
[0010]優(yōu)選，所述EMC防護(hù)電路的輸入端和輸出端分別串聯(lián)有共模電感L1和共模電感L2，所述共模電感L1和共模電感L2之間并聯(lián)有TVS管TVS1、極性電容CP1、非極性電容CP2，且EMC防護(hù)電路的輸入端還并聯(lián)有壓敏電阻RV1。
[0011]優(yōu)選，RV1的閾值為56V，L1= 50微亨，TVS1的額定反向關(guān)斷電壓是50V，CP1的容量和耐壓分別為220微法、50V，CP2的容量和耐壓分別為1微法、50V，L1為3?10微亨。
[0012]優(yōu)選，R1、R2、R3的阻值和額定功率分別為:47KΩ /2W、470 Ω /0.5W、1 Ω /2ff0
[0013]本發(fā)明的有益效果是:通過對直流變送器的電源模塊、采集模塊以及通訊模塊分別采用獨(dú)立的可靠性設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)了各部分電路互相之間的隔離以及與直流變送器外部電路的隔離，另外，在器件選型上也重點(diǎn)考慮到高可靠性，通過高可靠性的設(shè)計(jì)方案與高可靠性的器件兼顧，保證了直流變送器整體的高可靠性。結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明一種高可靠性直流變送器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本發(fā)明EMC防護(hù)電路的電氣結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對本發(fā)明的限定。
[0017]—種高可靠性直流變送器，包括電源模塊、采集模塊和通訊模塊，如圖1所示:
[0018]所述電源模塊包括與直流電24V輸出端相連的輸入端，所述輸入端分別設(shè)置有用于反接保護(hù)的單向二極管，即在DC24V+和DC24-輸入端分別串聯(lián)較大功率的單向二極管，從而在電源正負(fù)反接時(shí)有效保護(hù)后續(xù)回路安全性。所述單向二極管與EMC防護(hù)電路相連，所述EMC防護(hù)電路與DC/DC隔離電路相連，所述DC/DC隔離電路為直流變送器提供直流電5V的電源，其中，最好采用9?36V寬范圍輸入，5V輸出的DC/DC隔離模塊。
[0019]優(yōu)選，如圖2所示，所述EMC防護(hù)電路的輸入端和輸出端分別串聯(lián)有共模電感L1和共模電感L2，所述共模電感L1和共模電感L2之間并聯(lián)有TVS管TVS1、極性電容CP1、非極性電容CP2，且EMC防護(hù)電路的輸入端還并聯(lián)有壓敏電阻RV1。其中，器件的最佳組合中，各個(gè)參數(shù)如下:
[0020]RV1的閾值為56V，L1 = 50微亨，TVS1的額定反向關(guān)斷電壓是50V，CP1的容量和耐壓分別為220微法、50V，CP2的容量和耐壓分別為1微法、50V，L1為3?10微亨。
[0021]所述采集模塊包括電壓采集回路和電流采集回路，其中，電壓采集回路為雙電阻分壓方案:電壓信號的輸出端串聯(lián)電阻R1后，通過限壓保護(hù)電路與ADE7912芯片的輸入端連接，所述限壓保護(hù)電路的輸入端還并聯(lián)有電阻R2。電流采集回路為單電阻分壓方案:電流信號的輸出端并聯(lián)有電阻R3，通過限壓保護(hù)電路與ADE7912芯片的輸入端連接;所述ADE7912芯片的輸出端與CPU相連。
[0022]限壓保護(hù)電路可以采用TS4148穩(wěn)壓二極管限壓，R1、R2、R3的阻值和額定功率分別^:47KQ/2ff^470Q/0.5ff^l Ω/2Ψο
[0023]所述通訊模塊包括與CPU相連的IS03082隔離芯片，所述IS03082隔離芯片的輸出端與安規(guī)保護(hù)電路相連，所述安規(guī)保護(hù)電路采用TVS管與標(biāo)準(zhǔn)電容TVS陣列組合設(shè)計(jì)方案，其中，TVS管為P6SMBJ 6.8CA，標(biāo)準(zhǔn)電容TVS陣列為PSM712。
[0024]通過對直流變送器的電源模塊、采集模塊以及通訊模塊分別采用獨(dú)立的可靠性設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)了各部分電路互相之間的隔離以及與直流變送器外部電路的隔離，另外，在器件選型上也重點(diǎn)考慮到高可靠性，通過高可靠性的設(shè)計(jì)方案與高可靠性的器件兼顧，保證了直流變送器整體的高可靠性。結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。
[0025]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或者等效流程變換，或者直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高可靠性直流變送器，包括電源模塊、采集模塊和通訊模塊，其特征在于: 所述電源模塊包括與直流電24V輸出端相連的輸入端，所述輸入端分別設(shè)置有用于反接保護(hù)的單向二極管，所述單向二極管與EMC防護(hù)電路相連，所述EMC防護(hù)電路與DC/DC隔離電路相連，所述DC/DC隔離電路為直流變送器提供直流電5V的電源； 所述采集模塊包括電壓采集回路和電流采集回路，其中，電壓信號的輸出端串聯(lián)電阻R1后，通過限壓保護(hù)電路與ADE7912芯片的輸入端連接，所述限壓保護(hù)電路的輸入端還并聯(lián)有電阻R2;電流信號的輸出端并聯(lián)有電阻R3，通過限壓保護(hù)電路與ADE7912芯片的輸入端連接;所述ADE7912芯片的輸出端與CPU相連； 所述通訊模塊包括與CPU相連的IS03082隔離芯片，所述IS03082隔離芯片的輸出端與安規(guī)保護(hù)電路相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠性直流變送器，其特征在于，所述EMC防護(hù)電路的輸入端和輸出端分別串聯(lián)有共模電感L1和共模電感L2，所述共模電感L1和共模電感L2之間并聯(lián)有TVS管TVS 1、極性電容CP 1、非極性電容CP2，且EMC防護(hù)電路的輸入端還并聯(lián)有壓敏電阻 RV1 ο3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高可靠性直流變送器，其特征在于，RV1的閾值為56V，L1=50微亨，TVS1的額定反向關(guān)斷電壓是50V，CP1的容量和耐壓分別為220微法、50V，CP2的容量和耐壓分別為1微法、50V，L1為3?10微亨。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高可靠性直流變送器，其特征在于，R1、R2、R3的阻值和額定功率分別為:47K Ω /2W、470 Ω /0.5W、1 Ω /2ff05.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高可靠性直流變送器，其特征在于，所述安規(guī)保護(hù)電路采用P6SMBJ 6.8CA和PSM712的陣列組合。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高可靠性直流變送器，其特征在于，所述限壓保護(hù)電路采用TS4148穩(wěn)壓二極管限壓。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高可靠性直流變送器，包括電源模塊、采集模塊和通訊模塊：電源模塊包括與直流電24V輸出端相連的輸入端，所述輸入端分別設(shè)置有用于反接保護(hù)的單向二極管，所述單向二極管與EMC防護(hù)電路相連，所述EMC防護(hù)電路與DC/DC隔離電路相連，所述DC/DC隔離電路為直流變送器提供直流電5V的電源；采集模塊包括電壓采集回路和電流采集回路，其中，電壓信號的輸出端串聯(lián)電阻R1后，通過限壓保護(hù)電路與ADE7912芯片的輸入端連接，所述限壓保護(hù)電路的輸入端還并聯(lián)有電阻R2；電流信號的輸出端并聯(lián)有電阻R3，通過限壓保護(hù)電路與ADE7912芯片的輸入端連接；所述ADE7912芯片的輸出端與CPU相連；通訊模塊包括與CPU相連的IS03082隔離芯片，所述IS03082隔離芯片的輸出端與安規(guī)保護(hù)電路相連。
【IPC分類】G01D5/14
【公開號】CN105444787
【申請?zhí)枴緾N201510800086
【發(fā)明人】呂鵬, 蔡月明, 曾俊, 孫建東, 周俊, 張志華, 劉明祥, 王江寧, 王俊仁, 凌秀澤, 李國朋
【申請人】國電南瑞科技股份有限公司, 國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年11月19日