[發明專利]車載三相交流供電智能監控單元

有效

• 申請號: 201310479012.2
• 申請日: 2013-10-14
• 公開（公告）號: CN103487707A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 駱志偉;陳曉雷;馬榮華;張輝;王艷玲;歐陽松
• 申請（專利權）人: 北京航天發射技術研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;H02J3/00
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 路遠

技術領域

本發明涉及一種監控設備，尤其涉及一種用于三相交流供電設備的監控設備。

背景技術

目前，在通信行業領域，三相交流配電設備一般采用傳統的用電保護形式，如斷路器加防雷模塊進行組合形成交流配電設備，用以實現配電，對用電設備實施過載、斷路保護。

在車載供電系統中，車載智能電網包括汽車電源，用于提供電能；智能電網控制單元，與汽車電源相連，可以通過控制單元完成電壓轉換、電池參數監測、電池狀態估算、過電流保護等工作。但是，傳統的保護動作執行單元只具備過載、短路或漏電保護功能，保護功能單一，對車載交流供電設備起不到全面的過壓、欠壓、短路、過載、漏電、接地保護等全面的保護與指示效果。

由于汽車行駛在戶外，時常可能會受雷電的影響，因此必須對此安裝符合國家標準和行業規范的防雷模塊，防雷模塊在有雷電入侵電源或供電線路時，迅速將雷電流釋放入地面，并將雷電引起的過電壓限制在汽車用電設備可以承受的耐壓范圍之內。但是，防雷模塊在釋放雷電流時容易引起保護動作執行開關的頻繁開合，造成無法連續供電等情況，致使汽車無法恢復行駛。

申請號為201310084591.0的發明專利，公開了一種車載智能電網，包括汽車電源、智能電網控制單元和汽車供電網絡。其中智能電網控制單元完成電源轉換、電池參數監測和供電過流保護等功能，實現控電分離。又如申請號為200920241786.0的實用新型專利，公開了一種三相智能型交流配電箱。該實用新型包括電源輸入模塊、防雷模塊、用電保護模塊和若干分路開關，包括串聯在三相交流電源輸入輸出電路之間的主開關、控制單元、監測并反饋異常的檢測模塊、防雷模塊以及直流穩壓模塊等，然而缺乏較完備的接地保護模塊，使操作人員在使用過程中仍有觸電的危險性。由此可知，當前車載供電系統使用三相380V供電時，需要更加完善的漏電保護，保障車載人員生命安全，還需要過流及短路監控功能，避免過流及短路故障造成嚴重后果，還需要完善接地保護功能和防雷模塊工作后關斷電路供電后的恢復問題。加之當前常用的車載三相交流供電監控設備仍以簡單的模擬控制為主，設備元器件繁多，結構復雜，信息化程度低，不能滿足車載條件下三相交流供電設備的供電監控要求。

發明內容

針對背景技術中提到的不足，本發明的目的在于提供一種能夠適應三相交流供電監控、各項防護功能更加全面且安全可靠的車載三相交流供電智能監控單元。

本發明的車載三相交流供電設備的智能監控單元，包括功率母板和控制板，其中功率母板包括輔助供電單元、高電壓鉗位單元、防雷單元和保護動作執行單元，控制板包括三相交流電流檢測單元、三相交流電壓檢測單元，漏電檢測單元、主控單元和接地狀態檢測單元。

其中防雷單元和保護動作執行單元從左至右依次串接在三相交流供電輸入端與輸出端之間；三相交流電流檢測單元、三相交流電壓檢測單元和漏電檢測單元并聯在防雷單元和保護動作執行單元之間的相線和中線之間，而三相交流電流檢測單元、三相交流電壓檢測單元和漏電檢測單元的輸出端與所述主控單元相連；其中接地狀態檢測單元并聯在車體外殼和地樁之間，其輸出端與主控單元相連；主控單元與保護動作執行單元相連。

其中，輔助供電單元包括輔助供電模塊和高電壓鉗位單元。該高電壓鉗位單元，可以采用二極管和三極管配合的鉗位電路將高電壓鉗制到一個確定的低電壓上。

接地狀態檢測單元由接地電壓檢測電路和接地電阻檢測電路并聯組成，其中接地電壓檢測電路輸出端和接地電阻檢測電路輸出端與主控單元相連。

優選地，三相交流電壓檢測單元包括電源差分采樣電路，對三相交流電源輸入端的三條火線上的電壓進行差分采樣和穩壓濾波處理，以及對采樣電路輸出的信號分別進行放大并輸入至主控單元相應端口的運算放大器。

優選地，漏電檢測單元包括對三相電流電源的感應漏電電流進行采集和穩壓濾波處理的漏電檢測部，以及對漏電檢測部輸出的信號分別進行放大并輸入至主控單元相應端口的運算放大器。

優選地，主控單元上還可以包括電壓顯示單元、電流顯示單元和接地狀態顯示單元。

本發明中的三相交流電壓檢測單元利用了滯環過壓/欠壓控制技術和電壓差分采樣原理。滯環控制，也叫做紋波調節器控制，即將輸出電壓維持在以參考電壓為中心的滯環寬度內，電壓滯環控制即以電壓作為主要反饋信號，采用滯環控制產生主控制信號。滯環控制與其他控制方式相比最大的優點在于它的響應速度。滯環控制不需要復雜的跟隨慢的反饋環，在開關周期內，當瞬態變化發生時可以即刻響應負載變化，不存在控制信號對采樣信號的滯后現象。