一种用于有源配电网智能终端电池隔离监测结构的制作方法

本实用新型属于电网智能终端电池监控技术，尤其涉及一种用于有源配电网智能终端电池隔离监测结构。

背景技术：
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有源配电网智能终端设备中的蓄电池作为后备电源，在停电的时候承担着给终端供电和给操作开关提供电源等作用。为了电网的可靠性，就必须对有源配电网智能终端的蓄电池进行状态监测。

传统的配电终端蓄电池的装置监测方案有以下几种：压频转换方案，将电压信号利用压频转换芯片转换成频率信号，频率信号通过高速光耦隔离传给CPU采样。此装置方案主要缺点是采样精度较低（电压转换成频率的精度受限），同时由于对频率信号不停的计数占用CPU资源较多，成本较高；采用独立CPU的AD采样，通过隔离通讯串口传输给主CPU的方案。此装置方案也存在一些不足，前端采样CPU易受到干扰，在增加大量保护电路的基础上也难于满足快瞬抗干扰、浪涌抗干扰等EMC试验要求，同时由于采样CPU与主CPU进行串行通讯，占用了主CPU的1路串行接口，给本来就需要多路串口的有源配电网智能终端造成硬件资源配置困难，同时也会造成外围电路成本较高。

技术实现要素：
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本实用新型要解决的技术问题：提供一种用于有源配电网智能终端电池隔离监测结构，以解决现有技术对有源配电网智能终端的蓄电池进行状态监测存在的精度低、成本高、快瞬抗干扰和浪涌抗干扰差等技术问题。

本实用新型技术方案：

一种用于有源配电网智能终端电池隔离监测结构，它包括自激励同步信号电路和同步信号输出电路，信号输入保护电路与推挽式电路导线连接，推挽式电路与信号输出保护电路导向连接，信号输出保护电路与AD模块导向连接，自激励同步信号电路和同步信号输出电路与推挽式电路导线连接。

所述推挽式电路包括推挽调制电路和整流解调电路，推挽调制电路和整流解调电路通过隔离变压器连接。

自激励同步信号电路和同步信号输出电路通过隔离变压器连接。

信号输入保护电路包括一级保护电路，一级保护电路与二级保护电路导线连接，二级保护电路与三级保护电路导线连接，所述一级保护电路包括保险丝F1和压敏电阻RV1，保险丝F1和压敏电阻RV1串联连接；二级保护电路为电感L2和电容C1组成的低通滤波电路；三级保护电路包括TVS瞬态抑制二极管D1、电容C2和电容CF1，TVS瞬态抑制二极管D1和电容C2并联连接，电容CF1接地。

信号输出保护电路包括TVS瞬态抑制二极管D7, TVS瞬态抑制二极管D7与电阻R7连接，电阻R7与肖特基二极管V1导线连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型中首先输入信号经过保护电路，然后经过推挽电路，再通过隔离变压器传输，推挽电路激励信号由自激励同步信号产生，整个电路信号通过震荡耦合到变压器的副边，再通过副边的整流调制电路，再经同步信号输出电路控制完成整流输出，最后经过输出端的信号保护电路，最后信号输出送给主CPU的AD进行采样；

本实用新型采用隔离变压器转换信号比直接AD采样信号再隔离传输的方案保护电路要简单，对输入端的线圈的保护比保护芯片的输入管脚更容易；

本实用新型直接利用蓄电池的电压作为自激励信号控制电路的震荡传输，一体化的解决方案，节约了一个隔离电源模块；

本实用新型采用变隔离压器转换信号对于单个已经制作好的线圈来说，变比是一个稳定的参数，这样保证采样的线性度，比压频的方案有更好的精度；同时线圈原副边有变比，节约了输出端的降压电路；

本实用新型与传统的方案装置相比，不需要占用通讯口，减少CPU的硬件资源需求；

本实用新型与传统的方案装置相比不需要CPU不断的中断计数，节省CPU处理器的占用率，这样就可以实现一个高性能，低成本的解决方案；

本实用新型采用隔离变压器作为信号传输隔离实现载体，直流信号经过调制电路通过隔离变压器传输，变压器副边进行信号的解调，同时借用蓄电池的电源作为信号传输的同步信号激励源，通过在输入信号端和变压器副边增加保护电路来达到浪涌和快速瞬变等试验的抗干扰要求；解决了现有技术对有源配电网智能终端的蓄电池进行状态监测存在的精度低、成本高、快瞬抗干扰和浪涌抗干扰差等技术问题。

附图说明：

图1是本实用新型的整体架构框图；

图2是输入信号保护电路示意图；

图3是输出信号保护电路示意图；

图4是推挽式电路示意图；

图5为本实用新型的整体电路结构示意图。

具体实施方式：

一种用于有源配电网智能终端电池隔离监测结构（见图1），它包括自激励同步信号电路和同步信号输出电路，信号输入保护电路与推挽式电路导线连接，推挽式电路与信号输出保护电路导向连接，信号输出保护电路与AD模块导向连接，自激励同步信号电路和同步信号输出电路与推挽式电路导线连接。

所述推挽式电路包括推挽调制电路和整流解调电路，推挽调制电路和整流解调电路通过隔离变压器连接。

自激励同步信号电路和同步信号输出电路通过隔离变压器连接。

信号输入保护电路（见图2）包括一级保护电路，一级保护电路与二级保护电路导线连接，二级保护电路与三级保护电路导线连接，所述一级保护电路包括保险丝F1和压敏电阻RV1，保险丝F1和压敏电阻RV1串联连接；二级保护电路为电感L2和电容C1组成的低通滤波电路；三级保护电路包括TVS瞬态抑制二极管D1、电容C2和电容CF1，TVS瞬态抑制二极管D1和电容C2并联连接，电容CF1接地。

保险丝F1主要保护后级短路，尤其是蓄电池的后级短路时很危险的，压敏电阻RV1对雷击浪涌信号进行一级过滤，压敏电阻的失效模型是短路，这样保险丝F1也尤为重要；由L2和C1组成的低通滤波电路，进一步过滤高频信号。三级保护电路由TVS瞬态抑制二极管D1起到对浪涌差模干扰信号进一步过滤和钳压；同时电容CF1将共模信号过滤到大地，消除干扰信号。

信号输出保护电路（见图3）包括TVS瞬态抑制二极管D7, TVS瞬态抑制二极管D7与电阻R7连接，电阻R7与肖特基二极管V1导线连接。

TVS瞬态抑制二极管D7抑制耦合的高电压，R7限制电流，V1钳位输入电压，使输入到AD的信号电压控制在采样输入承受范围内。

图4是推挽式电路结构示意图，

R1，R2，R3，R4，R5，R6为电阻，Q1，Q2，Q3,Q4 为三极管，L1为变压器。

R1连接到三极管Q1的基极，Q1集电极和变压器L1的原边抽头N1同名端导线连接，Q1的发射级和Q2的发射级导线连接。R2连接到三极管Q2的基极，Q2集电极和变压器L1原边抽头N2非同名端导线连接，Q2的发射级和Q1的发射级导线连接。R5连接到三极管Q3的基极，Q3集电极和变压器L1副边抽头S1同名端导线连接，Q3的发射级和Q4的发射级导线连接。

R6连接到三极管Q4的基极，Q4集电极和变压器L1副边抽头S2非同名端导线连接，Q3的发射级和Q4的发射级导线连接。

电阻R3，R4分压中间连接到变压器L1原边N3和N4中间抽头，N3同名端和电阻R2导线连接，N4非同名端和电阻R1的导线连接。L1副边S3和S4中间抽头接到Vo-，S3同名端连接到电阻R6，S4非同名端连接到电阻R5。

输入的电压信号经过Q1和Q2三极管的交替将电压信号调制成方波，经过变压器耦合传输，变压器副边的方波信号经过Q3和Q4三极管在同步信号的控制下完成整流，最后调制整、成直流信号给采样端。当蓄电池电压加在Vi上时候，三极管Q1和Q2通过电阻R3均获得正向偏置而趋于导通，但是由于二个三极管特性不完全一致，因此必然有一个三极管流过的电路较大，优先导通。

同时优先导通的三极管会抑制另一个三极管的导通。导通的三极管经过放大到饱和到放大到截止的过程后，会触发另一个三极管的导通。不断的重复这个过程，形成震荡。