动态门限检测电路及集中器的制作方法

本实用新型涉及集中器
技术领域：
，特别涉及一种动态门限检测电路及集中器。
背景技术：
：智能抄表集中器是远传抄表控制系统的重要组成设备，当满负荷运行时，集中器内部消耗会增大，导致输入至负载的电压偏低，过低时会导致负载不能正常工作而使得抄表失败；在理论上负载为恒流特性，但是在实际应用中，负载往往偏离恒流特性，这导致MBUS(Symphonicmbus，远程抄表系统)的发射电压的跳变，会导致负载的电流波动，这种波动会影响集中器接收负载的返回数据。因现有技术中一般采用固定门限检测负载电流，在MBUS总线负载过多时，MBUS发射电压的跳变会引起负载电流变化量较大，在负载电流恢复时间内的数据将会丢失，甚至会导致负载不能正常工作。技术实现要素：本实用新型的主要目的是提供一种动态门限检测电路，旨在负载电流波动时，通过设置动态门限检测电路实现对负载返回数据的检测并反馈至控制器，以调节输入至负载的电压而使得负载正常工作。为实现上述目的，本实用新型提出一种动态门限检测电路，所述动态门限检测电路包括电源电路、控制器、动态控制电路、电流信号转换电路、门限识别电流电路及比较电路；其中，所述电源电路与所述控制器连接，所述控制器还与所述动态控制电路、所述电流信号转换电路、所述门限识别电流电路及所述比较电路分别连接，所述动态控制电路还与驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端与通讯电压发生电路连接，所述通讯电压发生电路还与通讯输出接口电路及所述电流信号转换电路分别连接；所述电源电路，用于为所述控制器提供供电电压；所述电流信号转换电路，用于在所述控制器为所述通讯输出接口电路连接的负载供电时，接收所述通讯输出接口电路反馈的负载返回信号，经转换后输出第一电流信号至所述比较电路；所述门限识别电流电路，用于跟踪所述负载返回信号并识别对应的负载电流，当识别到所述负载电流波动时，对应的匹配至所述负载电流波动的预设变量阈值，以输出第二电流信号至所述比较电路；所述比较电路，用于将所述第一电流信号与所述第二电流信号进行比较，根据比较结果来检测所述负载返回信号对应的负载返回数据并反馈至所述控制器；所述动态控制电路，用于根据所述控制器接收到的所述负载返回数据，对应的调节经由所述驱动电路驱动所述通讯电压发生电路产生的通讯电压，以控制所述通讯输出接口电路连接的负载正常工作。优选地，所述动态控制电路包括第一电阻、第二或非门、第一或非门、第二电阻、第三电阻、第一三极管、第四电阻、第五电阻及第一MOS管；其中，所述第一电阻的第一端与所述控制器的引脚四十四端及所述第二或非门的第一输入端分别连接，所述第一电阻的第二端接地，所述第二或非门的第二输入端与所述第一或非门的输出端及所述第二电阻的第一端分别连接，所述第二或非门的输出端与所述控制器的引脚四十三端连接，所述第一或非门的第一输入端与所述控制器的引脚四十端连接，所述第一或非门的第二输入端与所述控制器的引脚四十三端连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端及所述第一三极管的基极分别连接，所述第三电阻的第二端及所述第一三极管的发射极均接地，所述第一三极管的集电极与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述第五电阻的第一端及所述第一MOS管的栅极分别连接，所述第五电阻的第二端与所述第一MOS管的源极连接，所述第一MOS管的漏极与所述驱动电路的输入端及所述电流信号转换电路分别连接。优选地，所述电流信号转换电路包括第十电阻、第三电容、第四电容、第一比较器、第十一电阻、第十二电阻、第二比较器、第十三电阻、第五电容及第十四电阻；其中，所述第十电阻的第一端与所述第一MOS管的漏极及所述驱动电路的输入端分别连接，所述第十电阻的第二端与所述第三电容的第一端、所述第四电容的第一端及所述第一比较器的正电源端分别连接，所述第三电容的第二端及所述第四电容的第二端均接地，所述第十一电阻的第一端与所述第一比较器的反相输入端连接，所述第一比较器的输出端与所述第十二电阻的第一端及所述第二比较器的同相输入端分别连接，所述第十二电阻的第二端接地，所述第二比较器的反相输入端与所述第十三电阻的第一端、所述第五电容的第一端及所述第十四电阻的第一端分别连接，所述第二比较器的输出端与所述控制器的引脚九端、所述第十三电阻的第二端及所述第五电容的第二端分别连接。优选地，所述电流信号转换电路还包括第三比较器、第十八电阻、第十五电阻、第十六电阻及第十七电阻；其中，所述第三比较器的输出端及反相输入端都与所述第十四电阻的第二端连接，所述第三比较器的同相输入端与所述第十八电阻的第一端、所述第十五电阻的第一端、所述第十六电阻的第一端及所述第十七电阻的第一端分别连接，所述第十八电阻的第二端接地，所述第十五电阻的第二端与所述控制器的引脚三十三端连接，所述第十六电阻的第二端与所述控制器的引脚三十四端连接，所述第十七电阻的第二端与所述控制器的引脚三十五端连接。优选地，所述门限识别电流电路包括数模转换器；其中，所述数模转换器的电压输出端与所述比较电路连接，所述数模转换器的电平触发输入端与所述控制器的引脚五十二端连接，所述数模转换器的串行时钟输入端与所述控制器的引脚五十三端连接，所述数模转换器的串行数据输入端与所述控制器的引脚五十四端连接。优选地，所述比较电路包括第四比较器、第二十电阻、第八电容及第九电容；其中，所述第四比较器的同相输入端与所述数模转换器的电压输出端连接，所述第四比较器的反相输入端经由所述控制器的引脚九端与所述第二比较器的输出端连接，所述第四比较器的正电源端与所述第八电容的第一端及所述第九电容的第一端分别连接，所述第八电容的第二端与所述第九电容的第二端均接地，所述第四比较器的输出端与所述第二十电阻的第一端及所述控制器的引脚十七端分别连接。优选地，所述动态门限检测电路还包括驱动电路、通讯电压发生电路、第六电阻、第七电阻及通讯输出接口电路；其中，所述驱动电路的输入端与所述第一MOS管的漏极及所述第十电阻的第一端分别连接，所述驱动电路的输出端与所述通讯电压发生电路连接，所述通讯电压发生电路还与所述第六电阻第一端及所述第十一电阻的第二端分别连接，所述第六电阻的第二端与所述第七电阻的第一端及所述第一比较器的同相输入端分别连接，所述第七电阻的第二端与所述通讯输出接口电路连接。优选地，所述动态门限检测电路还包括光电耦合器、第八电阻、第一电容、第二电容及第九电阻；其中，所述第九电阻的第一端与所述第六电阻的第一端及所述第十一电阻的第二端分别连接，所述第九电阻的第二端与所述第二电容的第一端及所述第一电容的第一端分别连接，所述第二电容的第二端及所述第一电容的第二端分别都与所述第六电阻的第二端连接，所述光电耦合器的输入端与所述第一电容的第一端及第二端分别连接，所述光电耦合器的输出端与所述第八电阻的第一端及所述控制器的引脚四十一端分别连接，所述第八电阻的第二端接地。本实用新型还提出一种集中器，所述集中器包括如上任意一项所述的动态门限检测电路。本实用新型技术方案通过采用设置电源电路、控制器、动态控制电路、电流信号转换电路、门限识别电流电路及比较电路，形成了一种动态门限检测电路。其中，所述电源电路用于为所述控制器提供供电电压；所述电流信号转换电路用于在所述控制器为所述通讯输出接口电路连接的负载供电时，接收所述通讯输出接口电路反馈的负载返回信号，经转换后输出第一电流信号至所述比较电路；所述门限识别电流电路用于跟踪所述负载返回信号并识别对应的负载电流，当识别到所述负载电流波动时，对应的匹配至所述负载电流波动的预设变量阈值，以输出第二电流信号至所述比较电路；所述比较电路用于将所述第一电流信号与所述第二电流信号进行比较，根据比较结果来检测所述负载返回信号对应的负载返回数据并反馈至所述控制器；所述动态控制电路用于根据所述控制器接收到的所述负载返回数据，对应的调节经由所述驱动电路驱动所述通讯电压发生电路产生的通讯电压，以控制所述通讯输出接口电路连接的负载正常工作。本实用新型技术方案旨在负载电流波动时，通过设置动态门限检测电路实现对负载返回数据的检测并反馈至控制器，以调节输入至负载的电压而使得负载正常工作。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本实用新型动态门限检测电路一实施例的功能模块图；图2为本实用新型动态门限检测电路一实施例的电路结构图；图3为本实用新型动态门限检测电路的驱动电路及通讯电压发生电路一实施例的电路结构图；图4为本实用新型负载电流随时间变化的曲线图。附图标号说明：标号名称标号名称100电源电路R1～R20第一电阻至第二十电阻200控制器C1～C9第一电容至第九电容300动态控制电路G1～G2第一或非门至第二或非门400驱动电路Q1第一三极管500通讯电压发生电路M1第一MOS管600通讯输出接口电路A1～A4第一比较器至第四比较器700电流信号转换电路DAC1数模转换器800门限识别电流电路U1光电耦合器900比较电路D1第一二极管本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。本实用新型提出一种动态门限检测电路。参照图1，在本实用新型实施例中，所述动态门限检测电路包括电源电路100、控制器200、动态控制电路300、电流信号转换电路700、门限识别电流电路800及比较电路900；其中，所述电源电路100与所述控制器200连接，所述控制器200还与所述动态控制电路300、所述电流信号转换电路700、所述门限识别电流电路800及所述比较电路900分别连接，所述动态控制电路300还与驱动电路400的输入端连接，所述驱动电路400的输出端与通讯电压发生电路500连接，所述通讯电压发生电路500还与通讯输出接口电路600及所述电流信号转换电路700分别连接；所述电源电路100，用于为所述控制器200提供供电电压；所述电流信号转换电路700，用于在所述控制器200为所述通讯输出接口电路600连接的负载供电时，接收所述通讯输出接口电路600反馈的负载返回信号，经转换后输出第一电流信号至所述比较电路900；所述门限识别电流电路800，用于跟踪所述负载返回信号并识别对应的负载电流，当识别到所述负载电流波动时，对应的匹配至所述负载电流波动的预设变量阈值，以输出第二电流信号至所述比较电路900；所述比较电路900，用于将所述第一电流信号与所述第二电流信号进行比较，根据比较结果来检测所述负载返回信号对应的负载返回数据并反馈至所述控制器200。所述动态控制电路300，用于根据所述控制器200接收到的所述负载返回数据，对应的调节经由所述驱动电路400驱动所述通讯电压发生电路500产生的通讯电压，以控制所述通讯输出接口电路600连接的负载正常工作。需要说明的是，本实施例中，所述控制器200内部采用STC厂商IAP15W4K61S4_LQFP64芯片，其中如图2所示，P3口除了作为输入/输出口使用外，还可根据实际需求作为特殊功能使用，例如P3.2为外部中断0，P3.3为外部中断1，P3.4为计时器0外部输入，P3.5为计时器1外部输入，其中P3口分别连接至如图2所示的PIN引脚数，此处不再一一列举；易于理解的是，P7口分别连接至如图2所示的PIN引脚数，所述控制器200还可由外围电路与所述内部芯片构成。值得说明的是，本实施例中，所述电源电路100为所述控制器200提供供电电压，其中所述电源电路100可经过电源转换为多种直流电压，如图2所示的32.5V，5V，3V等，此处不再一一赘述。本实用新型技术方案通过采用设置电源电路100、控制器200、动态控制电路300、电流信号转换电路700、门限识别电流电路800及比较电路900，形成了一种动态门限检测电路。其中，所述电源电路100用于为所述控制器200提供供电电压；所述电流信号转换电路700用于在所述控制器200为所述通讯输出接口电路600连接的负载供电时，接收所述通讯输出接口电路600反馈的负载返回信号，经转换后输出第一电流信号至所述比较电路900；所述门限识别电流电路800用于跟踪所述负载返回信号并识别对应的负载电流，当识别到所述负载电流波动时，对应的匹配至所述负载电流波动的预设变量阈值，以输出第二电流信号至所述比较电路900；所述比较电路900用于将所述第一电流信号与所述第二电流信号进行比较，根据比较结果来检测所述负载返回信号对应的负载返回数据并反馈至所述控制器200；所述动态控制电路300用于根据所述控制器200接收到的所述负载返回数据，对应的调节经由所述驱动电路400驱动所述通讯电压发生电路500产生的通讯电压，以控制所述通讯输出接口电路600连接的负载正常工作。本实用新型技术方案旨在负载电流波动时，通过设置动态门限检测电路实现对负载返回数据的检测并反馈至控制器，以调节输入至负载的电压而使得负载正常工作。具体地，参照图2，所述动态控制电路300包括第一电阻R1、第二或非门G2、第一或非门G1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一三极管Q1、第四电阻R4、第五电阻R5及第一MOS管M1；其中，所述第一电阻R1的第一端与所述控制器200的引脚四十四端及所述第二或非门G2的第一输入端分别连接，所述第一电阻R1的第二端接地，所述第二或非门G2的第二输入端与所述第一或非门G1的输出端及所述第二电阻R2的第一端分别连接，所述第二或非门G2的输出端与所述控制器200的引脚四十三端连接，所述第一或非门G1的第一输入端与所述控制器200的引脚四十端连接，所述第一或非门G1的第二输入端与所述控制器200的引脚四十三端连接，所述第二电阻R2的第二端与所述第三电阻R3的第一端及所述第一三极管Q1的基极分别连接，所述第三电阻R3的第二端及所述第一三极管Q1的发射极均接地，所述第一三极管Q1的集电极与所述第四电阻R4的第一端连接，所述第四电阻R4的第二端与所述第五电阻R5的第一端及所述第一MOS管M1的栅极分别连接，所述第五电阻R5的第二端与所述第一MOS管M1的源极连接，所述第一MOS管M1的漏极与所述驱动电路400的输入端及所述电流信号转换电路700分别连接。需要说明的是，本实施例中，所述动态控制电路300通过设置所述第二或非门G2、所述第一或非门G1、所述第一三极管Q1、所述第一MOS管M1以调节输入至所述通讯输出接口电路连接的负载的电压。具体地，所述电流信号转换电路700包括第十电阻R10、第三电容C1、第四电容C4、第一比较器A1、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第二比较器A2、第十三电阻R13、第五电容C5及第十四电阻R14；其中，所述第十电阻R10的第一端与所述第一MOS管M1的漏极及所述驱动电路400的输入端分别连接，所述第十电阻R10的第二端与所述第三电容C3的第一端、所述第四电容C4的第一端及所述第一比较器A1的正电源端分别连接，所述第三电容C3的第二端及所述第四电容C4的第二端均接地，所述第十一电阻R11的第一端与所述第一比较器A1的反相输入端连接，所述第一比较器A1的输出端与所述第十二电阻R12的第一端及所述第二比较器A2的同相输入端分别连接，所述第十二电阻R12的第二端接地，所述第二比较器A2的反相输入端与所述第十三电阻R13的第一端、所述第五电容C5的第一端及所述第十四电阻R14的第一端分别连接，所述第二比较器A2的输出端与所述控制器200的引脚九端、所述第十三电阻R13的第二端及所述第五电容C5的第二端分别连接。需要说明的是，本实施例中，所述电流信号转换电路700还包括第十九电阻R19、第一二极管D1、第六电容C6及第七电容C7，其中，当所述电流信号转换电路700经过转换后输出对应的电流信号，会经过所述控制器200的引脚九端输入至所述控制器200。具体地，所述电流信号转换电路700还包括第三比较器A3、第十八电阻R18、第十五电阻R15、第十六电阻R16及第十七电阻R17；其中，所述第三比较器A3的输出端及反相输入端都与所述第十四电阻R14的第二端连接，所述第三比较器A3的同相输入端与所述第十八电阻R18的第一端、所述第十五电阻R15的第一端、所述第十六电阻R16的第一端及所述第十七电阻R17的第一端分别连接，所述第十八电阻R18的第二端接地，所述第十五电阻R15的第二端与所述控制器200的引脚三十三端连接，所述第十六电阻R16的第二端与所述控制器200的引脚三十四端连接，所述第十七电阻R17的第二端与所述控制器200的引脚三十五端连接。需要说明的是，本实施例中，在现有技术中增加所述第三比较器A3，与所述数模转换器DAC1相互作用且分别受所述控制器200控制，以输出所述第一电流信号至所述比较电路900。具体地，所述门限识别电流电路800包括数模转换器DAC1；其中，所述数模转换器DAC1的电压输出端与所述比较电路900连接，所述数模转换器DAC1的电平触发输入端与所述控制器200的引脚五十二端连接，所述数模转换器DAC1的串行时钟输入端与所述控制器200的引脚五十三端连接，所述数模转换器DAC1的串行数据输入端与所述控制器200的引脚五十四端连接。需要说明的是，本实施例中，采用DAC7512芯片，跟踪所述负载返回信号并识别对应的负载电流，当识别到所述负载电流波动时，对应的匹配至所述负载电流波动的预设变量阈值，参照图4，即当MBUS的发射电压跳变时引起的负载电流变化随时间变化的曲线图，集中器动态构造的检测负载电流门限匹配至负载电流跳变的二分之一的位置上(即所述预设变量阈值)，以输出所述第二电流信号至所述比较电路900，具体地，所述比较电路900包括第四比较器A4、第二十电阻R20、第八电容C8及第九电容C9；其中，所述第四比较器A4的同相输入端与所述数模转换器DAC1的电压输出端连接，所述第四比较器A4的反相输入端经由所述控制器200的引脚九端与所述第二比较器A2的输出端连接，所述第四比较器A4的正电源端与所述第八电容C8的第一端及所述第九电容C9的第一端分别连接，所述第八电容C8的第二端与所述第九电容C9的第二端均接地，所述第四比较器A4的输出端与所述第二十电阻R20的第一端及所述控制器200的引脚十七端分别连接。需要说明的是，本实施例中，在现有技术中，采用的是固定门限检测负载电流，在MBUS总线上负载较多时，MBUS发射引起的负载电流变化量较大，在负载电流恢复时间内的数据将会丢失，参照图4，本实用新型技术方案中采用的是动态门限检测负载电流，所述比较电路900将所述第一电流信号与所述第二电流信号进行比较，根据比较结果来检测所述负载返回信号对应的负载返回数据并反馈至所述控制器200，保证反馈至所述控制器200的负载返回数据不会丢失，以便于通过所述动态控制电路300来调节输入至负载的电压。具体地，所述动态门限检测电路还包括驱动电路400、通讯电压发生电路500、第六电阻R6、第七电阻R7及通讯输出接口电路600；其中，所述驱动电路400的输入端与所述第一MOS管M1的漏极及所述第十电阻R10的第一端分别连接，所述驱动电路400的输出端与所述通讯电压发生电路500连接，所述通讯电压发生电路500还与所述第六电阻R6第一端及所述第十一电阻R11的第二端分别连接，所述第六电阻R6的第二端与所述第七电阻R7的第一端及所述第一比较器A1的同相输入端分别连接，所述第七电阻R7的第二端与所述通讯输出接口电路600连接。需要说明的是，本实施例中，可参照图3，为所述驱动电路400及所述通讯电压发生电路500的电路结构图，其中MBUS驱动器采用的是LM317芯片，通过所述动态控制电路300调节，驱动所述通讯电压发生电路500产生通讯电压，以控制所述通讯输出接口电路600连接的负载正常工作；其中，所述通讯输出接口电路600可由型号为SRS-05VDC-SH的继电器及MBUS接口构成，此处不再一一赘述；另外图3中的MCUPIN根据引脚数分别连接至所述控制器200的引脚端口，1.5欧姆及1欧姆对应的两个电阻分别对应图2中的所述第六电阻R6及所述第七电阻R7，所述第一MOS管M1的漏极与图3中的芯片LM317的Vin端连接。值得说明的是，本实施例中，所述MBUS驱动器为低阻抗类型，具备较强的过压防护能力，能够吸收来自外部干扰形成的过压信号，比如：感应雷击；还具备强大的电流短路保护功能，能够实现在MBUS总线任意短路的情况下都不会被损坏。具体地，所述动态门限检测电路还包括光电耦合器U1、第八电阻R8、第一电容C1、第二电容C2及第九电阻R9；其中，所述第九电阻R9的第一端与所述第六电阻R6的第一端及所述第十一电阻R11的第二端分别连接，所述第九电阻R9的第二端与所述第二电容C2的第一端及所述第一电容C1的第一端分别连接，所述第二电容C2的第二端及所述第一电容C1的第二端分别都与所述第六电阻R6的第二端连接，所述光电耦合器U1的输入端与所述第一电容C1的第一端及第二端分别连接，所述光电耦合器U1的输出端与所述第八电阻R8的第一端及所述控制器200的引脚四十一端分别连接，所述第八电阻R8的第二端接地。需要说明的是，本实施例中，当负载短路时，所述光电耦合器U1开路连接至所述控制器200，此时所述控制器200会停止给负载供电，以保证负载不会被损坏。此外，本实用新型还提出一种集中器，所述集中器包括如上任意一项所述的动态门限检测电路。易于理解的是，该集中器至少具有上述实施例所带来的有益效果。以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本实用新型的专利保护范围内。当前第1页1 2 3