[发明专利]一种交流过电压快速保护电路

说明书

本发明涉及一种交流过电压快速保护电路，由一级调理电路和二级调理电路组成，一级调理电路将交流信号转换为0‑5V的直流信号，二级调理电路将直流信号调理成能被后续处理器接收的脉冲信号。本发明利用高速交直流转换电路及比较器电路，实现了交流过电压快速保护，并且此电路的设计避免了传统的有效值转换芯片较长转换时间的影响，进行了比较器电路滞环设计，能够交流过电压快速保护，通过CPU软件的配合，能够在交流过电压超过175V时在50ms内可靠地执行保护动作。

技术领域

本发明涉及交流电压过电压快速保护，属于一次配电系统领域。具体涉及一种交流过电压快速保护电路。

背景技术

常用的过压保护多用交流电压采集电路并配合CPU软件实现。这一方面要求模拟量采集电路实时性高，另一方面要求CPU软件中对模拟量进行采样、滤波等处理实时性要高。通常交流电压采集电路采用AC/DC转换器结合运放等共同调理实现，这便决定了硬件电路的延时时间为30ms左右，而软件中仍需要执行进行采样、滤波等处理，加上负载断开的时间，无法保证在50ms内实施保护。

在飞机配电系统中特别是飞机配电系统中一次配电中，需要在交流系统过压时对负载执行保护，当电压过高时(大于175V)需要执行快速保护，在50ms内断开负载连接。这便要求过压快速保护电路速度快，可靠性高，目前尚没有一种实现这样功能的电路。

发明内容

本发明的目的：

本发明的目的是为了克服配电系统中过压快速保护速度慢、可靠性低的缺陷。电气配电系统中需要对交流系统实施保护，当交流地面电源电压超过175V时，需要在50ms内断开接触器的连接，所以过压快速保护电路的实时性、可靠性尤为重要。本发明设计的交流过电压快速保护电路从根本上解决了上述问题。

本发明采取的技术方案为：

一种交流过电压快速保护电路，由一级调理电路和二级调理电路组成，一级调理电路将交流信号转换为0－5V的直流信号，二级调理电路将直流信号调理成能被后续处理器接收的脉冲信号。

其特征在于，一级调理电路由分压电阻、跟随电路、交直流转换电路组成，其中R1、R2为分压电阻，R1、R2串联，公共端与运放U1的3脚连接，R1另一端接交流电压输入，R2另一端接地，前端分压电阻将交流电压变换为0－5V以内，经过运放U1实现信号跟随，运放U1的1脚与2脚相连，将跟随信号输出至交直流转换电路的运放U2的2脚，运放U2的2脚与1脚之间连接匹配电阻R5，并通过1脚输出直流电压信号。

其特征在于，二级调理电路由比较电路和隔离电路组成，比较电路由电阻R7、R8、R9、R10、R11、R12和比较器U3组成，一级调理电路的输出通过电阻R7连接至比较器U3的2脚，比较器U3的2脚通过电阻R12连接至比较器U3的7脚，R8与R10串联，公共端通过R9连接至比较器U3的3脚，比较器U3的3脚产生阈值电压，R8另一端接+15V供电，R10另一端接地，比较器U3的8脚接+15V供电，4脚接－15V供电，1脚接地，R11与R12串联，公共端连接比较器U3的7脚，R11另一端接+15V供电，通过比较输入值与阈值电压，比较器U3的7脚输出高低电平至隔离电路，经过限流电阻R13和光耦U4之后，调理成能被后续处理器接收的脉冲信号。

其特征在于，一级调理电路的交直流转换电路采用的芯片延时时间短，使信号的时延控制在ms级。

其特征在于，通过分压电阻R1、R2将交流电压输入按比例转换为小幅值的交流电压信号。

其特征在于，所述隔离电路将幅值为15V的脉冲信号转换为幅值为3.3V能被CPU采集的信号，实现了信号的完全电气隔离。

本发明的有益效果：

通过本发明的一种交流过电压快速保护电路，可实现当线路过压时的实时、快速保护，同时过压保护功能具有较高的可靠性。