[發明專利]一種高可靠性直流變送器

有效

• 申請號: 201510800086.0
• 申請日: 2015-11-19
• 公開（公告）號: CN105444787B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 呂鵬;蔡月明;曾俊;孫建東;周俊;張志華;劉明祥;王江寧;王俊仁;凌秀澤;李國朋
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國電南瑞南京控制系統有限公司
• 主分類號: G01D5/14
• 分類號: G01D5/14
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種高可靠性直流變送器。

背景技術

配電自動化終端是一個功能繁多、運行復雜的控制系統，單論遙測采集就可多達10條線路，每一條線路包含3個通道的電壓和3個通道的電流，同時還需采集2個通道的直流量信號。傳統設計的直流變送器是將該直流信號通過簡單的信號采集電路而后送入AD(將模擬信號轉換為數字信號)進行采集運算，系統CPU會定時讀取AD獲得相關數據。

雖然傳統設計的直流變送器結構簡單、成本低，但其沒有采用有效的隔離措施，導致在實際應用中可靠性很低，在較惡劣的環境下經常損壞，提高維修成本的同時也降低了產品的整體可靠性。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種高可靠性直流變送器,設計合理，保證了直流變送器的高可靠性。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：

一種高可靠性直流變送器，包括電源模塊、采集模塊和通訊模塊，其特征在于：

所述電源模塊包括與直流電24V輸出端相連的輸入端，所述輸入端分別設置有用于反接保護的單向二極管，所述單向二極管與EMC防護電路相連，所述EMC防護電路與DC/DC隔離電路相連，所述DC/DC隔離電路為直流變送器提供直流電5V的電源；

所述采集模塊包括電壓采集回路和電流采集回路，其中，電壓信號的輸出端串聯電阻R1后，通過限壓保護電路與ADE7912芯片的輸入端連接，所述限壓保護電路的輸入端還并聯有電阻R2；電流信號的輸出端并聯有電阻R3，通過限壓保護電路與ADE7912芯片的輸入端連接；所述ADE7912芯片的輸出端與CPU相連；

所述通訊模塊包括與CPU相連的IS03082隔離芯片，所述IS03082隔離芯片的輸出端與安規保護電路相連。

優選，所述EMC防護電路的輸入端和輸出端分別串聯有共模電感L1和共模電感L2，所述共模電感L1和共模電感L2之間并聯有TVS管TVS1、極性電容CP1、非極性電容CP2，且EMC防護電路的輸入端還并聯有壓敏電阻RV1。

優選，RV1的閾值為56V，TVS1的額定反向關斷電壓是50V，CP1的容量和耐壓分別為220微法、50V，CP2的容量和耐壓分別為1微法、50V，L1為3～10微亨。

優選，R1、R2、R3的阻值和額定功率分別為：47KΩ/2W、470Ω/0.5W、1Ω/2W。

本發明的有益效果是：通過對直流變送器的電源模塊、采集模塊以及通訊模塊分別采用獨立的可靠性設計，從而實現了各部分電路互相之間的隔離以及與直流變送器外部電路的隔離，另外，在器件選型上也重點考慮到高可靠性，通過高可靠性的設計方案與高可靠性的器件兼顧，保證了直流變送器整體的高可靠性。結構簡單，使用方便。

附圖說明

圖1是本發明一種高可靠性直流變送器的結構示意圖；

圖2是本發明EMC防護電路的電氣結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體的實施例對本發明技術方案作進一步的詳細描述，以使本領域的技術人員可以更好的理解本發明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發明的限定。

一種高可靠性直流變送器，包括電源模塊、采集模塊和通訊模塊，如圖1所示：

所述電源模塊包括與直流電24V輸出端相連的輸入端，所述輸入端分別設置有用于反接保護的單向二極管，即在DC24V+和DC24-輸入端分別串聯較大功率的單向二極管，從而在電源正負反接時有效保護后續回路安全性。所述單向二極管與EMC防護電路相連，所述EMC防護電路與DC/DC隔離電路相連，所述DC/DC隔離電路為直流變送器提供直流電5V的電源，其中，最好采用9～36V寬范圍輸入，5V輸出的DC/DC隔離模塊。

優選，如圖2所示，所述EMC防護電路的輸入端和輸出端分別串聯有共模電感L1和共模電感L2，所述共模電感L1和共模電感L2之間并聯有TVS管TVS1、極性電容CP1、非極性電容CP2，且EMC防護電路的輸入端還并聯有壓敏電阻RV1。其中，器件的最佳組合中，各個參數如下：

RV1的閾值為56V，TVS1的額定反向關斷電壓是50V，CP1的容量和耐壓分別為220微法、50V，CP2的容量和耐壓分別為1微法、50V，L1為3～10微亨。