[发明专利]一种直流塑壳断路器电量采集模块

说明书

本发明公开了一种直流塑壳断路器电量采集模块，包括用于与母排连接的分流器和与分流器连接的第一光耦合隔离放大器，所述的第一光耦合隔离放大器用于采集分流器的电压信号，通过信号调理单元连接处理器，所述的处理器上连接有隔离CAN收发器，所述的信号调理单元上还连接有第二光耦合隔离放大器，所述的第二光耦合隔离放大器上引出有用于连接正负母排的电阻分压器；本发明采用光耦合隔离式放大器进行基于分流的电流感应，进行直流塑壳断路器电流的采集，采用光耦合隔离式放大器进行基于电阻分压器，进行直流塑壳断路器母线电压的采集，采用自定义CAN通信协议进行信息传输模式的设置，对外提供直流塑壳断路器母线电压、电流和功率信息。

技术领域

本发明属于低压直流开关电器领域，涉及直流塑壳断路器电量信息采集与能量监测技术，具体涉及一种直流塑壳断路器电量采集模块。

背景技术

直流电力系统是我国舰船综合电力系统的发展方向，直流塑壳断路器是直流电力系统重要的区域配电设备。为做好全船的能量管理，作为全船区域配电设备的末梢，直流塑壳断路器需要精确采集断路器母排电压、电流、功率等参数，并向电力监控系统传输以上信息。

直流塑壳断路器体积小，电量采集模块需嵌入直流塑壳断路器本体。

电量采集模块需做好与主回路、电力监控系统的隔离，保证电量采集模块的安全可靠工作。

发明内容

本发明的目的是设计一种直流塑壳断路器电量采集模块，以实现直流塑壳断路器母排电压、电流和功率信息的实时采集。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种直流塑壳断路器电量采集模块，包括分流器和与分流器连接的第一光耦合隔离放大器，所述的第一光耦合隔离放大器用于采集分流器的电压信号，通过信号调理单元连接处理器，所述的处理器上连接有隔离CAN收发器，所述的信号调理单元上还连接有第二光耦合隔离放大器，所述的第二光耦合隔离放大器上引出有两个电阻分压器，用于分别连接断路器母排。

所述的一种直流塑壳断路器电量采集模块，其第一光耦合隔离放大器的高压侧与分流器之间连接有由电阻R3、电阻R6和电容C2组成的抗混叠滤波器，用于对分流器的电压信号进行滤波。

所述的一种直流塑壳断路器电量采集模块，其信号调理单元包括第一运算放大器、连接在第一光耦合隔离放大器输出正极及第一运算放大器的同相输入端之间的电阻R4和连接在第一光耦合隔离放大器输出负极及第一运算放大器的反相输入端之间的电阻R5，还包括连接在电阻R4与第一运算放大器之间的加法电路和连接在电阻R5与运算放大器之间的反馈电路。

所述的一种直流塑壳断路器电量采集模块，其加法电路由电阻R1、电阻 R2和电容C1组成，进行电流采集的电平移位V_REF，信号调理单元输出电压V_out＝I ×R_分流器+V_REF，其中I为流经分流器的电流，R_分流器为分流器的电阻。

所述的一种直流塑壳断路器电量采集模块，其反馈电路由电容C3、电阻 R7和电阻R8组成，其值与电容C1、电阻R1和电阻R2完全匹配。

所述的一种直流塑壳断路器电量采集模块，其第二光耦合隔离放大器通过第二运算放大器连接电阻分压器，连接正极母排的电阻分压器由电阻R10、输入电阻R11、输入电阻R12和输入电阻R13串联而成并连接第二运算放大器的同相输入端，连接负极母排的电阻分压器由电阻R15、输入电阻R16、输入电阻R17 和输入电阻R18串联而成并连接第二运算放大器的反相输入端。

所述的一种直流塑壳断路器电量采集模块，其信号调理单元还包括与第二光耦合隔离放大器连接的第三运算放大器，第二光耦合隔离放大器的输出正极和输出负极分别通过电阻R19和电阻R20连接第三运算放大器的同相输入端和反相输入端，第三运算放大器的反相输入端还连接有电阻R22，电阻R22的另一端与第三运算放大器的输出引脚连接。