一种直流塑壳断路器电量采集模块.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111781420A(43)申请公布日2020.10.16(21)申请号202010508228.7G01R15/00(2006.01)(22)申请日2020.06.05H03F3/20(2006.01)(71)申请人武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所）地址430064湖北省武汉市洪山区南湖汽校大院(72)发明人乔卿阳祝聪王梓藤夏加富汪浩(74)专利代理机构武汉凌达知识产权事务所(特殊普通合伙)42221代理人刘念涛宋国荣(51)Int.Cl.G01R22/10(2006.01)G01R15/22(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种直流塑壳断路器电量采集模块(57)摘要本发明公开了一种直流塑壳断路器电量采集模块，包括用于与母排连接的分流器和与分流器连接的第一光耦合隔离放大器，所述的第一光耦合隔离放大器用于采集分流器的电压信号，通过信号调理单元连接处理器，所述的处理器上连接有隔离CAN收发器，所述的信号调理单元上还连接有第二光耦合隔离放大器，所述的第二光耦合隔离放大器上引出有用于连接正负母排的电阻分压器；本发明采用光耦合隔离式放大器进行基于分流的电流感应，进行直流塑壳断路器电流的采集，采用光耦合隔离式放大器进行基于电阻分压器，进行直流塑壳断路器母线电压的采集，采用自定义CAN通信协议进行信息传输模式的设置，对外提供直流塑壳断路器母线电压、电流和功率信息。CN111781420ACN111781420A权利要求书1/1页1.一种直流塑壳断路器电量采集模块，其特征在于：包括分流器（12）和与分流器（12）连接的第一光耦合隔离放大器（14），所述的第一光耦合隔离放大器（14）用于采集分流器（12）的电压信号，通过信号调理单元（13）连接处理器（11），所述的处理器（11）上连接有隔离CAN收发器（16），所述的信号调理单元（13）上还连接有第二光耦合隔离放大器（15），所述的第二光耦合隔离放大器（15）上引出有两个电阻分压器（17），用于分别连接断路器母排。2.根据权利要求1所述的一种直流塑壳断路器电量采集模块，其特征在于，所述第一光耦合隔离放大器（14）的高压侧与分流器（12）之间连接有由电阻R3、电阻R6和电容C2组成的抗混叠滤波器，用于对分流器（12）的电压信号进行滤波。3.根据权利要求2所述的一种直流塑壳断路器电量采集模块，其特征在于，所述的信号调理单元（13）包括第一运算放大器（21）、连接在第一光耦合隔离放大器（14）输出正极及第一运算放大器（21）的同相输入端之间的电阻R4和连接在第一光耦合隔离放大器（14）输出负极及第一运算放大器（21）的反相输入端之间的电阻R5，还包括连接在电阻R4与第一运算放大器（21）之间的加法电路和连接在电阻R5与运算放大器之间的反馈电路。4.根据权利要求3所述的一种直流塑壳断路器电量采集模块，其特征在于，所述的加法电路由电阻R1、电阻R2和电容C1组成，进行电流采集的电平移位VREF，信号调理单元（13）输出电压Vout=I×R分流器+VREF，其中I为流经分流器（12）的电流，R分流器为分流器（12）的电阻。5.根据权利要求4所述的一种直流塑壳断路器电量采集模块，其特征在于，所述的反馈电路由电容C3、电阻R7和电阻R8组成，其值与电容C1、电阻R1和电阻R2完全匹配。6.根据权利要求3或4或5所述的一种直流塑壳断路器电量采集模块，其特征在于，所述的第二光耦合隔离放大器（15）通过第二运算放大器（22）连接电阻分压器（17），连接正极母排的电阻分压器（17）由电阻R10、电阻R11、电阻R12和电阻R13串联而成并连接第二运算放大器（22）的同相输入端，连接负极母排的电阻分压器（17）由电阻R15、电阻R16、电阻R17和电阻R18串联而成并连接第二运算放大器（22）的反相输入端。7.根据权利要求6所述的一种直流塑壳断路器电量采集模块，其特征在于，所述的信号调理单元（13）还包括与第二光耦合隔离放大器（15）连接的第三运算放大器（23），所述第二光耦合隔离放大器（15）的输出正极和输出负极分别通过电阻R19和电阻R20连接第三运算放大器（23）的同相输入端和反相输入端，第三运算放大器（23）的反相输入端还连接有电阻R22，电阻R22的另一端与第三运算放大器（23）的输出引脚连接。8.根据权利要求6所述的一种直流塑壳断路器电量采集模块，其特征在于，所述的电阻R10～R13与电阻R15～R18的阻值完全相同，第二运算放大器（22）的同相输入端和反相输入端还分别连接有阻值相同的电阻R9和电阻R21，所述电阻R21的另一端与第二运算放大器（22）的输出引脚一起连