[實用新型]一種基于FPGA和繼電器的保護電路有效

申請號：	201420123079.2	申請日：	2014-03-12
公開（公告）號：	CN204030551U	公開（公告）日：	2014-12-17
發明（設計）人：	劉愛林	申請（專利權）人：	湖南科技學院
主分類號：	H02H3/26	分類號：	H02H3/26;H02H3/04;G01R19/25
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地址：	湖南省永州***	國省代碼：	湖南;43
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于 fpga 繼電器保護電路
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【說明書】：

技術領域

本實用新型涉及一種基于FPGA和繼電器的保護電路。

背景技術

現有的漏電保護電路一般采用霍爾電流傳感器進行直流漏電流檢測，主要問題出在傳感器受到了分布電容的影響、剩磁變化的影響、導線相對位置的影響、環境電磁干擾及被測直流電流中的紋波干擾等，從而影響檢測的精度和穩定性，給現場測試帶來極大的不便。且現有的很多漏電保護電路不具有在漏電發生時自動斷電的功能，常常造成電氣設備的損壞。

因此，有必要設計一種新型的基于FPGA和繼電器的保護電路。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種基于FPGA和繼電器的保護電路，該基于FPGA和繼電器的保護電路能實現漏電報警及漏電發生時自動斷電，可靠性高，抗干擾能力強。

實用新型的技術解決方案如下：

一種基于FPGA和繼電器的保護電路，包括控制電路、按鍵、顯示屏、報警器、繼電器RL1、三極管Q1、2個采樣電阻以及3條放大及A/D轉換支路；按鍵和顯示屏均與控制電路相連；

2個采樣電阻分別是第一采樣電阻R1和第二采樣電阻R2；

第一采樣電阻R1、繼電器R1的常閉開關K1、負載RL和第二采樣電阻R2依次串接在主電源與地之間；第一采樣電阻R1和第二采樣電阻R2均為0.1歐姆；

所述的控制電路采用FPGA芯片，FPGA芯片上集成有第一減法器、第二減法器、比較器、D觸發器和具有2個輸入端的或門；

3條放大及A/D轉換支路由第一放大及A/D轉換支路、第二放大及A/D轉換支路和第三放大及A/D轉換支路組成；

第一放大及A/D轉換支路接在主電源與第一減法器的第一輸入端之間；

第二放大及A/D轉換支路接在第一采樣電阻R1與常閉開關K1的連接點與第一減法器的第二輸入端之間；第一減法器的輸出端接第二減法器的第一輸入端；

第三放大及A/D轉換支路接在第二采樣電阻R2與負載RL的連接點與第二減法器的第二輸入端之間；第二減法器的輸出端接比較器的第一輸入端；比較器的第二輸入端接預設值；或門的第一個輸入端以及D觸發器的CP段均與比較器的輸出端接；D觸發器的D端接高電平，D觸發器的Q輸出端接或門的第二輸入端；或門的輸出端接報警器；所述的報警器包括LED燈和蜂鳴器；

三極管Q1為NPN型三極管，三極管Q1的c極接主電源，三極管Q1的b極接或門的輸出端；三極管Q1的e極經繼電器RL1的線圈接地；

每一條放大及A/D轉換支路均由放大器和A/D轉換器依次串接而成；其中放大器的放大倍數為10倍，A/D轉換器采用16位的A/D轉換器。

有益效果：

本實用新型的基于FPGA和繼電器的保護電路，通過2個采樣電阻配合3條放大及A/D轉換支路直接獲取電源輸出電流和電源回流的電流，相比于采用霍爾傳感器檢測電流，其準確性和抗干擾性能更強。

本實用新型采用繼電器控制負載的供電，在漏電值超過預設值時能自動切斷電源，實現對電路的徹底保護。

本電路不涉及到CPU，因而也不涉及到程序，即采用全硬件的電路，這也是其可靠性高的原因之一。

另外，采用FPGA作為主控芯片，集成度高，而且是全硬件電路，響應速度快，結構緊湊，布線簡單，易于實施。

按鍵用于設定預設值。顯示屏能顯示實時的漏電流大小。

附圖說明

圖1為直流漏電流檢測與保護電路的電路原理圖；

具體實施方式

以下將結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明：