[发明专利]一种低压电网投切电路

说明书

一种低压电网投切电路，包括：高频光耦控制电路以及与所述高频光耦控制电路相连的投切负载通路，其中，所述高频光耦控制电路包括高速光耦、与所述高速光耦的信号输入端相连的光耦输入控制电路、与所述高速光耦的输出端相连的光耦输出电路、为所述高速光耦供电的光耦供电电路；所述投切负载通路包括依次连接的绝缘栅双极型晶体管、负载电阻阵列以及第一整流电路，所述绝缘栅双极型晶体管的栅极与所述高速光耦的输出端相连、集电极和所述负载电阻阵列相连、发射极接地，所述第一整流电路与电力线的零线和火线相连。本发明采用高速光耦实现高低压的隔离，并配合IGBT等器件实现信号的注入，电路结构简单，成本低。

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，具体涉及一种低压电网的投切电路。

背景技术

近年来随着智慧电力和智能电网的兴起，电网系统管理逐渐走向智能化、远程化。电网系统中电表数量庞大，分布复杂，以低压三相电网为例，变压器三相电的每一相线上都有几十至几百只电表，这给日常台区电力管理带来了困难。为了便于管理，现有电网系统基本都是采用电力线载波的通信方式作为通讯方案，电力线载波通信是利用OFDM技术实现多载波传输，其传输信号为电压形式，通过投切电路以低压到高压的耦合方式可以实现信号的注入。现有的投切电路一般采用灌胶线圈一二次隔离强弱电路，对二次侧耦合过程需增加陷波等手段，增加了成本，而且电路中使用了安规电容，对PCB尺寸也有一定需求，不利于控制成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本的用于低压电网的投切电路。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

一种低压电网投切电路，包括：高频光耦控制电路以及与所述高频光耦控制电路相连的投切负载通路，其中，所述高频光耦控制电路包括高速光耦、与所述高速光耦的信号输入端相连的光耦输入控制电路、与所述高速光耦的输出端相连的光耦输出电路、为所述高速光耦供电的光耦供电电路；所述投切负载通路包括依次连接的绝缘栅双极型晶体管、负载电阻阵列以及第一整流电路，所述绝缘栅双极型晶体管的栅极与所述高速光耦的输出端相连、集电极和所述负载电阻阵列相连、发射极接地，所述第一整流电路与电力线的零线和火线相连。

作为本发明低压电网投切电路的一种具体实施方式，所述光耦输入控制电路包括MCU和第一三极管，所述MCU用于产生PWM信号，所述MCU的控制输出引脚与所述第一三极管的基极相连，所述第一三极管的发射极接地、集电极与所述高速光耦的第二输入端相连，所述高速光耦的第一输入端与弱电供电电源相连。

作为本发明低压电网投切电路的一种具体实施方式，所述光耦供电电路包括依次连接的第二整流电路、分压电路及滤波电路，所述第二整流电路与电力线的零线及火线相连，所述第二整流电路为由四个二极管组成的整流桥。

作为本发明低压电网投切电路的一种具体实施方式，所述光耦供电电路还包括与所述滤波电路相连的稳压电路；或者所述光耦供电电路还包括与所述滤波电路相连的稳压二极管，所述稳压二极管的负极与所述高速光耦的电源输入端相连、正极接地。

作为本发明低压电网投切电路的一种具体实施方式，所述分压电路由数个串联的分压电阻组成，所述滤波电路由并联的第一电容和第二电容组成。

作为本发明低压电网投切电路的一种具体实施方式，在所述高速光耦的电源输入端和输出端之间设置有上拉电阻。

作为本发明低压电网投切电路的一种具体实施方式，所述光耦输出电路包括保护电阻和第二三极管，所述保护电阻的一端和所述高速光耦的输出端相连、另一端和所述第二三极管的基极相连，所述第二三极管的集电极与所述高速光耦的电源输入端相连、发射集接地。

作为本发明低压电网投切电路的一种具体实施方式，所述第一整流电路和所述第二整流电路为同一电路。

作为本发明低压电网投切电路的一种具体实施方式，所述高频光耦控制电路的输出端和所述绝缘栅双极型晶体管的栅极之间设置有保护电路。