专利名称：用于多功能电气火灾监控器的双路四选一电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于多功能电气火灾监控器的双路四选一电路。
背景技术：
现有电气火灾报警器的信号采集功能分为剩余电流、三相电流、三相电压、线路温度四种，一般在电路设计时每一路采集信号对应一个AD转换引脚。由于单片机的AD转换引脚的数量少而限制了采集信号的数量，从而限制了监控器的功能。如果要增加功能，就需要在原先基础上增加AD转换器，从而使电路复杂化且占用PCB电路板空间较多。
实用新型内容针对上述问题，本实用新型目的是提供一种用于多功能电气火灾监控器的双路四选一电路。为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案:一种用于多功能电气火灾监控器的双路四选一电路，其特征在于包括:双路四选一模拟开关；3路三相线电压信号电路，它们的输出分别接所述双路四选一模拟开关的第一输入端口 ；3路三相线电流信号电路，它们的输出分别接所述双路四选一模拟开关的第二输入端口 ；双路四选一模拟开关不间断地逐一采集3路三相线电压信号电路输出的电压信号和3路三相线电流信号电路电路输出的电流信号。本实用新型的优点是:节省了单片机的AD转化引脚，同时使用74HC4052D(双路四选一模拟开关)在电路上节省了 PCB线路板的空间，使电路更清晰且不影响其功能。
图1是本实用新型的双路四选一电路原理图；图2、图3是本实用新型在电路中三相电压信号电路原理图；图4、图5是本实用新型在电路中三相电流信号电路原理图；图6为本实用新型组成框图。
具体实施方式
本实用新型涉及一种用于多功能电气火灾监控器的双路四选一电路。如图6所示，它包括:双路四选一模拟开关；3路三相线电压信号电路，它们的输出分别接所述双路四选一模拟开关的第一输入端口 ；3路三相线电流信号电路，它们的输出分别接所述双路四选一模拟开关的第二输入端口 ；双路四选一模拟开关不间断地逐一采集3路三相线电压信号电路输出的电压信号和3路三相线电流信号电路电路输出的电流信号。双路四选一模拟开关的输出接单片机。进一步地:所述三相线电压信号电路的输入端连接相线和零线，经第一电阻分压后输入到变压器的初级线圈，变压器的次级线圈的两端串联第二电阻，第二电阻的两端分别连接第三电阻和第四电阻，第三电阻和第四电阻分别接第一运算放大器正负输入端，第一运算放大器的负输入端与输出端之间连接第六电阻，第三电阻、第四电阻、第六电阻、第一运算放大器组成差分放大电路，第一运算放大器的正输入端还连接第五电阻，2.048V的电压源与第五电阻、第一运算放大器组成门限电压电路，用于限制输入电压的电压和保护元器件，第一运算放大器放大后的电压信号输出到双路四选一模拟开关的第一输入端口。所述三相线电流信号电路包括:电流互感器，用于采集相电流；限幅电路，其与所述电流互感器的次级两端并联；取样电阻，其与所述电流互感器的次级两端并联；电压跟随器，其输入端与所述取样电阻的输出连接；第二运算放大器，第二运算放大器的正输入端连接所述电压跟随器的输出，第二运算放大器的负输入端连接2.048V的电压源，第二运算放大器放大后的信号输入到双路四选一模拟开关的第二输入端口。所述三相线电流信号电路的输入端连接相线的电流互感器的次级，电流互感器的次级两端并联由一个正向接法的稳压管和一个反向接法的稳压管组成的限幅电路，电流互感器的次级两端还并联取样电阻，取样电阻上的取样信号通过电压跟随器输入到第二运算放大器的正输入端。所述2.048V的电压源由基准源REF3020和运放LM258组成的电压跟随电路组成，形成一个2.048V的低输出阻抗的电压源。
以下结合附图作进一步说明。图1所示为双路四选一电路(实际使用为双路三选一)，EN接低电平，52_A(10脚)和52-B(9脚)为选通控制端，52-X(13脚)、52-Y(3脚)为输出端，接单片机AD转换引脚。其中:他(12脚)、诎(14脚)、此(15脚)为三相电压信号输入脚，受52_Α、52_Β的控制，通过52-Χ输出到单片机的AD转换引脚。1&(1脚)、113(5脚)、1(:(2脚)为三相电流信号输入端，受52-Α、52-Β的控制，通过52-Υ输出到单片机的AD转换引脚。如图2所示，电路采用基准源REF3020和运放LM258组成电压跟随电路产生一个
2.048V的低输出阻抗的电压源。图3所示为三相线电压的3路信号采集电路，图中A相电压的信号采集电路的输入端为A相线和零线，经IRl分压后输入到变压器Tl中，假如Tl的感应线圈产生感应电压U，感应线圈内阻为r，则1R2两端的电势差为50u/(r+50)。1R3、1R4、1R6、UlA组成差分放大电路。2.048V的电压源与1R5、UlA组成门限电压电路，用于限制输入电压的电压，保护元器件，放大后的电压信号通过1R7输入到双路四选一模拟开关的12脚。与A相线相同，B、C相线的电压信号输入到双路四选一模拟开关的14、15脚。如图4所示，电路采用REF3020和运放LM258组成电压跟随电路产生一个2.048V的低输出阻抗的电压源。图5所示为三相线电流的3路信号采集电路，图中A相电流的信号采集电路的输入端为A相线的初级电流互感器的输入和输出端，Tl为次级电流互感器，2D1和2D2组成限幅电路，防止输入信号过大烧坏运放，2R1、2R2并联(防止电流过大烧坏电阻)组成取样电阻，假如Tl的感应线圈产生感应电压U，感应线圈内阻为r，则取样电阻两端电势差为75u/(r+75)，取样信号通过2R3、2U1A组成的电压跟随器输入到由2R5、2R6、2R7、2U1B组成的运算放大电路，放大倍数为2R7/2R6，放大后的电流信号经2R8输入到双路四选一模拟开关的I脚。与A相线相同，B、C相线的电流信号输入双路四选一模拟开关的5、2脚。使用双路四选一电路后既合理使用了单片机的引脚资源，同时也使选通电路清晰，减少了 PCB板的空间占用率。
权利要求1.一种用于多功能电气火灾监控器的双路四选一电路，其特征在于包括: 双路四选一模拟开关； 3路三相线电压信号电路，它们的输出分别接所述双路四选一模拟开关的第一输入端Π ； 3路三相线电流信号电路，它们的输出分别接所述双路四选一模拟开关的第二输入端Π ； 双路四选一模拟开关不间断地逐一采集3路三相线电压信号电路输出的电压信号和3路三相线电流信号电路电路输出的电流信号。
2.如权利要求1所述的用于多功能电气火灾监控器的双路四选一电路，其特征在于: 所述三相线电压信号电路的输入端连接相线和零线，经第一电阻分压后输入到变压器的初级线圈，变压器的次级线圈的两端串联第二电阻，第二电阻的两端分别连接第三电阻和第四电阻，第三电阻和第四电阻分别接第一运算放大器正负输入端，第一运算放大器的负输入端与输出端之间连接第六电阻，第三电阻、第四电阻、第六电阻、第一运算放大器组成差分放大电路，第一运算放大器的正输入端还连接第五电阻，2.048V的电压源与第五电阻、第一运算放大器组成门限电压电路，用于限制输入电压的电压和保护元器件，第一运算放大器放大后的电压信号输出到双路四选一模拟开关的第一输入端口。
3.如权利要求1所述的用于多功能电气火灾监控器的双路四选一电路，其特征在于: 所述三相线电流信号电路包括: 电流互感器，用于采集相电流； 限幅电路，其与所述电流互感器的次级两端并联； 取样电阻，其与所述电流互感器的次级两端并联； 电压跟随器，其输入端与所述取样电阻的输出连接； 第二运算放大器，第二运算放大器的正输入端连接所述电压跟随器的输出，第二运算放大器的负输入端连接2.048V的电压源，第二运算放大器放大后的信号输入到双路四选一模拟开关的第二输入端口。
4.如权利要求3所述的用于多功能电气火灾监控器的双路四选一电路，其特征在于: 所述三相线电流信号电路的输入端连接相线的电流互感器的次级，电流互感器的次级两端并联由一个正向接法的稳压管和一个反向接法的稳压管组成的限幅电路，电流互感器的次级两端还并联取样电阻，取样电阻上的取样信号通过电压跟随器输入到第二运算放大器的正输入端。
5.如权利要求2或3所述的用于多功能电气火灾监控器的双路四选一电路，其特征在于: 所述2.048V的电压源由基准源REF3020和运放LM258组成的电压跟随电路组成，形成一个2.048V的低输出阻抗的电压源。
专利摘要本实用新型公开了一种用于多功能电气火灾监控器的双路四选一电路，包括双路四选一模拟开关；3路三相线电压信号电路，它们的输出分别接所述双路四选一模拟开关的第一输入端口；3路三相线电流信号电路，它们的输出分别接所述双路四选一模拟开关的第二输入端口；双路四选一模拟开关不间断地逐一采集3路三相线电压信号电路输出的电压信号和3路三相线电流信号电路电路输出的电流信号。此电路既节省了单片机的AD转换引脚，同时使用双路四选一模拟开关在电路上节省了PCB线路板的空间，使电路更清晰且不影响其功能。
文档编号G08B17/06GK202976383SQ20122067872
公开日2013年6月5日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者李晨阳 申请人:北京博顿电气有限公司