一种基于逻辑芯片动作门限的保护电路的制作方法

本实用新型涉及一种保护电路，尤其涉及一种基于逻辑芯片动作门限的保护电路。

背景技术：

电力电子装置是由各类电力电子电路组成的装置，用于大功率电能的变换和控制，又称变流装置。在电力电子装置的运行过程中，为保证电力电子装置的运行可靠性，保护内部功率器件，在使用过程中，需要实时的采集装置运行的电压、电流等相关数据，用于装置的过压、过流保护功能。

现有的保护电路一般采用比较器搭建信号比较电路，考虑到电流信号的交流特性及保护及时性，需要对正负信号分别进行保护判断，因而需要两级比较器电路进行分别比较，同时，还需要在外部设计比较器的门限值电路，用于比较器的比较门限值设定，从而增加了保护电路的复杂程度，增加电路成本。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种基于逻辑芯片动作门限的保护电路，提供一种结构简单的保护判断电路。为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种基于逻辑芯片动作门限的保护电路，包括信号采集电路、信号转换电路、信号调理电路、第一路信号滤波电路、第二路信号滤波电路、信号反相电路和逻辑判断电路，所述的信号采集电路通过传感器采集装置运行时的电压和电流数据，信号采集电路输出电流信号，所述的信号转换电路的输入级与信号采集电路的输出端相连接，对信号进行电压转换，将电流信号转换为电压信号，所述的信号调理电路与信号转换电路的输出端相连接，信号调理电路的输出端包括两路，第一路信号调理输出端与第一路信号滤波电路的输入级相连接，第二路信号调理输出端与信号反相电路输入端相连接，仅对信号相位进行变换处理，不对信号幅值大小做处理，信号反相电路的输出端与第二路信号滤波电路的输入级相连接，第一路信号滤波电路和第二路信号滤波电路的输出端与逻辑判断电路的输入级相连接。

进一步地，逻辑判断电路设置为或非门逻辑芯片，通过比较或非门逻辑芯片的两路输入信号电平值与其本身的输入高电平信号电平值，决定或非门逻辑芯片的输出信号状态，用于对外指示相关的信号保护状态。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：不需要配置复杂的保护动作比较器电路，仅需要选用一只或非门逻辑芯片，匹配外围的信号采集、调理、滤波电路即可以实现相关的信号保护状态逻辑判断，可有效降低保护电路器件数量，提高保护电路可靠性。

附图说明

以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述。

附图1是本实用新型的电路结构示意图；

附图2是本实用新型的信号转换结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图1、附图2及具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

如附图2所示，一种基于逻辑芯片动作门限的保护电路，包括信号采集电路、信号转换电路、信号调理电路、第一路信号滤波电路、第二路信号滤波电路、信号反相电路和逻辑判断电路。

如附图1所示，所述信号采集电路通过传感器采集装置运行时的电压、电流数据，输出电流信号i用于表征相关数据的大小；

所述信号采集电路的输出端接信号转换电路的输入端，通过图1所示的电阻r1将相关电流信号转换为电压信号u1=r1*i，电容c1对相关信号进行初级滤波处理。

所述信号转换电路输出端连接信号调理电路，通过运放n1、电阻r2、r3、可调电阻rx组成信号调理电路，对采样信号进行信号调理，通过调整rx电阻参数将额定运行时的采样信号调理到设定值，其中u2=-u1*（rx+r3）/r2。

所述信号调理电路的输出端信号分为两部分，所述第一部分输出端信号接第一级滤波电路输入端，所述第一级信号滤波电路由r6、c2组成低通滤波电路，通过匹配相关参数可以实现保护动作时间的调整；所述第一级信号滤波电路的输出端接逻辑芯片的第一路信号输入端。

所述信号调理电路的第二部分输出端信号接信号反相电路输入端，信号反相电路由n2、r4、r5组成，仅对信号相位进行变换处理，不对信号幅值大小做处理，其中u4=-u2；由于后级逻辑芯片仅可对正电平信号进行逻辑判断，增加信号反相电路后，可以保证同一时刻至少有一路信号为正电平信号，保证保护状态时后级逻辑信号可靠动作，指示相关信号状态。

所述信号反相电路输出端连接第二级信号滤波电路的输入端，所述第二级信号滤波电路由r7、c3组成低通滤波电路，通过匹配相关参数可以实现保护动作时间的调整；所述第二级信号滤波电路的输出端接逻辑芯片的第二路信号输入端。

第一级滤波电路，第二级滤波电路输出端信号连接逻辑芯片的输入端，逻辑芯片选用或非门逻辑芯片，如图1中n3所示，当n3的两路输入信号电平值均低于n3的输入信号高电平动作门限值时，逻辑芯片n3的输出端信号为高电平信号，对外指示相关的信号状态为无效状。当n3任一路输入信号电平值达到n3的输入信号高电平动作门限值时，逻辑芯片n3的输出端限号翻转为低电平信号，对外指示相关的信号状态为有效状态。

利用本实用新型所述的技术方案，或本领域的技术人员在本实用新型技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种基于逻辑芯片动作门限的保护电路，包括信号采集电路、信号转换电路、信号调理电路、第一路信号滤波电路、第二路信号滤波电路、信号反相电路和逻辑判断电路，其特征是所述的信号采集电路通过传感器采集装置运行时的电压和电流数据，信号采集电路输出电流信号，所述的信号转换电路的输入级与信号采集电路的输出端相连接，对信号进行电压转换，将电流信号转换为电压信号，所述的信号调理电路与信号转换电路的输出端相连接，信号调理电路的输出端包括两路，第一路信号调理输出端与第一路信号滤波电路的输入级相连接，第二路信号调理输出端与信号反相电路输入端相连接，仅对信号相位进行变换处理，不对信号幅值大小做处理，信号反相电路的输出端与第二路信号滤波电路的输入级相连接，第一路信号滤波电路和第二路信号滤波电路的输出端与逻辑判断电路的输入级相连接。

2.根据权利要求1所述的基于逻辑芯片动作门限的保护电路，其特征是逻辑判断电路设置为或非门逻辑芯片。

技术总结
一种基于逻辑芯片动作门限的保护电路，涉及一种保护电路，解决了保护电路的复杂的问题，包括信号采集电路、信号转换电路、信号调理电路、第一路信号滤波电路、第二路信号滤波电路、信号反相电路和逻辑判断电路；不需要配置复杂的保护动作比较器电路，仅需要选用一只或非门逻辑芯片，匹配外围的信号采集、调理、滤波电路即可以实现相关的信号保护状态逻辑判断，可有效降低保护电路器件数量，提高保护电路可靠性。

技术研发人员：高栋;魏继云;张天宝
受保护的技术使用者：新风光电子科技股份有限公司
技术研发日：2020.06.23
技术公布日：2020.11.20