[实用新型]一种具有蓝牙通信和计量功能的低压断路器控制电路板

权利要求书

1.一种具有蓝牙通信和计量功能的低压断路器控制电路板，其特征在于，该控制电路板上设置有计量模块、蓝牙通信模块、电源供电模块、电压采集模块、电流采集模块、漏电采集模块、MCU控制模块、分闸脱扣模块，各模块均以插针焊接连接在控制电路板的PCB板上，通过PCB板上的铜导线实现模块间的导通；

电源供电模块包括三十号二极管(D30)、L78M05芯片(U5)、三十一号电容(C31)、三十二号电容(C32)、LB33芯片(UP2)、二十八号电容(C28)，外接电源+12V与三十号二极管(D30)阳极输入端串联，三十号二极管(D30)阴极输出端与L78M05芯片(U5)输入端1号引脚串联，L78M05芯片(U5)的输出端3号引脚与三十一号电容(C31)、三十二号电容(C32)的上端及LB33芯片(UP2)的1号引脚和3号引脚连接，L78M05芯片(U5)的GND引脚与三十一号电容(C31)和三十二号电容(C32)的下端连接；LB33芯片(UP2)的5号引脚与二十八号电容(C28)上端连接，二十八号电容(C28)下端与GND连接；三十一号电容(C31)的上端另引出有导电线，该引出的导电线为+5V直流电源输出端；二十八号电容(C28)的上端另引出有导电线，该引出的导电线为+3.3V直流电源输出端；外接电源+12V通过L78M05芯片(U5)进行电压转换以提供+5V直流电源，通过LB33芯片(UP2)进行电压转换以提供+3.3V直流电源；

A相电压采集模块包括二十一号电阻(Rv21)、二十六号电容(C26)、六十一号电阻(R61)，二十一号电阻(Rv21)的左端接入A相电压，二十一号电阻(Rv21)的右端与二十六号电容(C26)、六十一号电阻(R61)的上端及MCU控制模块中MCU芯片的PA4引脚连接，二十六号电容(C26)、六十一号电阻(R61)的下端并联后与GND连接；B相、C相电压采集模块与A相电压采集电路结构相同，B相、C相电压采集模块分别与MCU芯片的PA5引脚、PA6引脚连接；

A相电流采集模块包括整流桥(D23)、十七号电阻(R17)、十八号电阻(R18)、七号电容(C7)、三十五号电阻(R35)、十三号电容(C13)、三十二号电阻(R32)、MCP6004芯片(U2B)、三十六号电阻(R36)、三十七号电阻(R37)，整流桥(D23)的2号引脚与4号引脚接入A相电流的Ia+和Ia-，整流桥(D23)的3号引脚与十七号电阻(R17)、十八号电阻(R18)的上端连接；十七号电阻(R17)、十八号电阻(R18)的下端通过导线串联入七号电容(C7)，在十七号电阻(R17)与七号电容(C7)之间引出有导线，该导线与GND连接；在十八号电阻(R18)与七号电容(C7)之间引出有导线，该导线连接三十五号电阻(R35)的左端，三十五号电阻(R35)的右端与十三号电容(C13)左端、三十二号电阻(R32)左端及MCP6004芯片(U2B)的6号引脚连接，十三号电容(C13)右端、三十二号电阻(R32)右端及MCP6004芯片(U2B)的7号引脚均与三十六号电阻(R36)的左端连接，三十六号电阻(R36)的右端与MCU芯片的PA1引脚及三十七号电阻(R37)的左端连接，三十七号电阻(R37)的右端与GND连接；MCP6004芯片(U2B)的5号引脚、11号引脚分别与GND连接，MCP6004芯片(U2B)的4号引脚与电源供电模块的+5V直流电源连接；B相、C相电流采集模块与A相电流采集模块结构相同，B相、C相电流采集模块分别与MCU芯片的PA2引脚、PA3引脚连接；

漏电采集模块包括：插针连接器、八十号电阻(R80)、六十九号电阻(R69)、三十七号电容(C37)、开关二极管(D29)、六十六号电阻(R66)、三十八号电容(C38)、七十号电阻(R70)、MCP6004芯片(U2A)、七十三号电阻(R73)、六十七号电阻(R67)、三十五号电容(C35)，+12V接入到八十号电阻(R80)的右端，八十号电阻(R80)的左端连接插针连接器的2号插针，插针连接器的4号插针与3号插针分别与六十九号电阻(R69)的上、下两端连接；六十九号电阻(R69)和三十七号电容(C37)并联形成滤波电路，三十七号电容(C37)的上侧并联接入开关二极管(D29)的上端的一个引脚，六十九号电阻(R69)、三十七号电容(C37)下端及开关二极管(D29)的下端的两个引脚均接地；开关二极管(D29)上端的引脚与六十六号电阻(R66)的左端连接，六十六号电阻(R66)的右端与三十八号电容(C38)上端、MCP6004芯片(U2A)的3号引脚均连接，三十八号电容(C38)下端与七十号电阻(R70)下端并联后接地；七十号电阻(R70)上端与七十三号电阻(R73)的左端均与MCP6004芯片(U2A)的2号引脚连接，七十三号电阻(R73)的右端与MCP6004芯片(U2A)的1号引脚、六十七号电阻(R67)的左端均连接，六十七号电阻(R67)的右端与MCU芯片的PA0引脚及三十五号电容(C35)的上端均连接，三十五号电容(C35)下端与地线连接；

MCU控制模块包括晶振电路、复位电路、MCU芯片、供电模块，晶振电路由十一号电容(C11)、十四号电容(C14)和晶振(Y1)连接组成，将晶振(Y1)的1号引脚和2号引脚分别与MCU芯片的2号引脚和3号引脚连接；晶振(Y1)的1号引脚另引出导电线与十一号电容(C11)的右端相连，晶振(Y1)的2号引脚另引出导电线与十四号电容(C14)的右端相连，十一号电容(C11)、十四号电容(C14)的左端并联后接地；

复位电路包括三十九号电阻(R39)、十八号电容(C18)，三十九号电阻(R39)的左端与电源供电模块的+3.3V直流电源连接，三十九号电阻(R39)的右端引出有两根导电线，分别连接MCU芯片的10号引脚NRST和十八号电容(C18)的上端，十八号电容(C18)下端接地线；复位电路用于软件程序复位；

供电模块包括二十七号二极管(D27)、二十八号二极管(D28)、十六号电容(C16)、十七号电容(C17)，二十七号二极管(D27)、二十八号二极管(D28)的右端并联后与MCU芯片的4号引脚连接，二十七号二极管(D27)的左端接蓄电池的正极，二十八号二极管(D28)的左端接电源供电模块的+3.3V直流电源，二十八号二极管(D28)的左端另引出有导电线与十六号电容(C16)、十七号电容(C17)上端及与MCU芯片的6号引脚连接，十六号电容(C16)和十七号电容(C17)的下端与MCU芯片的7号引脚并联后接地；供电模块为MCU芯片提供工作电压；

蓝牙通信模块包括蓝牙芯片和外围电路，电源供电模块的+3.3V直流电源连接发光二极管(DS4)左端的阳极，发光二极管(DS4)右端的阴极与十五号电阻(R15)左端串联，十五号电阻(R15)的右端与蓝牙芯片的LED引脚连接；电源供电模块的+3.3V直流电源连接二十三号电阻(R23)上端、开关(S2)的左端及P沟道MOS管(M2)的左上端引脚，二十三号电阻(R23)下端接P沟道MOS管(M2)的下端引脚，P沟道MOS管(M2)的右上端引脚与开关(S2)的右端引脚、二十四号电容(C24)、二十五号电容(C25)的上端及蓝牙芯片的VCC引脚连接，二十四号电容(C24)和二十五号电容(C25)的下端并联后接地；蓝牙芯片的引脚GND接地；蓝牙芯片的RXD、TXD引脚分别对应的与MCU芯片的PB10引脚、PB11引脚连接，用于传输数据；

计量模块包括ATT7022计量芯片、ATT7022计量芯片电流采样电路、ATT7022计量芯片电压采样电路；其中ATT7022计量芯片外围连接有晶振电路，具体的，四十一号电容(C41)、四十二号电容(C42)、晶振(Y2)串联，晶振(Y2)的两端各引出有一个导电线分别连接ATT7022计量芯片的OSCI引脚、OSCD引脚，四十三号电容(C43)与四十五号电容(C45)之间的连接导线上引出有一根导线，该引出的导线接地；

ATT7022计量芯片外围还连接有滤波电路，具体的，二十二号电容(C22)、三十三号电容(C33)的右端分别接ATT7022计量芯片的CS引脚和SCLK引脚，该两个电容左端并联后接地；四十一号电容(C41)、四十二号电容(C42)的右端并联后连接ATT7022计量芯片的VDD引脚，该两个电容的左端并联后接地；四十九号电容(C49)和五十号电容(C50)上端并联后连接ATT7022计量芯片的REFCAP引脚，该两个电容的下端并联后接地；上述三组电容构成的滤除干扰信号和减少纹波系数的滤波电路；

ATT7022计量芯片的DOUT、DIN、SCLK、CS、RESET、IRQ、REVP引脚通过插针分别与MCU芯片的DOUT、DIN、SCLK、CS、RESET、IRQ、REVP引脚对应连接，实现MCU芯片与计量芯片的工作；

ATT7022计量芯片A相电压采样电路包括八十九号电阻(R89)、五十五号电容(C55)、五十六号电容(C56)、九十号电阻(R90)，上述四个元件串联，五十五号电容(C55)、五十六号电容(C56)之间与八十九号电阻(R89)、五十五号电容(C55)之间通过导电线导通，且该引出的导电线在八十九号电阻(R89)的一端往外延伸并接地；在八十九号电阻(R89)、五十五号电容(C55)之间的导电线上引出有导电线，该引出的导电线与ATT7022计量芯片的V2P引脚连接；在五十六号电容(C56)、九十号电阻(R90)之间的导电线上引出有导电线，该引出的导电线与ATT7022计量芯片的V2N引脚连接；B、C相电压采样电路的结构与A相电压采样电路相同，B相电压采样电路分别与ATT7022计量芯片的V4P、V4N引脚连接，C相电压采样电路分别与ATT7022计量芯片的V6P、V6N引脚连接；

ATT7022计量芯片A相电流采样电路包括十三号电阻(R13)、十二号电阻(R12)、三十一号电阻(R31)、三十三号电阻(R33)、十九号电容(C19)、十二号电容(C12)，上述六个元件串联形成回路，十三号电阻(R13)、十二号电阻(R12)之间的导电线上引出有导电线，该引出的导电线接入A相电流的正极；三十一号电阻(R31)、三十三号电阻(R33)之间的导电线上引出有导电线，该引出的导电线接入A相电流的负极；十三号电阻(R13)、三十一号电阻(R31)之间的导电线上引出有导电线，该引出的导电线接地；十二号电阻(R12)、十二号电容(C12)之间的导电线上引出有导电线，该引出的导电线连接ATT7022计量芯片的V1P引脚；十九号电容(C19)、十二号电容(C12)之间的导电线上引出有导电线，该引出的导电线接地；十九号电容(C19)、三十三号电阻(R33)之间的导电线上引出有导电线，该引出的导电线连接ATT7022计量芯片的V1N引脚；B、C相电流采样电路结构与A相电流采样电路相同，B相电流采样电路分别与ATT7022计量芯片的V3P引脚、V3N引脚连接，C相电流采样电路分别与ATT7022计量芯片的V5P引脚、V5N引脚连接；

分闸脱扣模块的电路结构具体为：二极管(D22)上端的阳极接入+12V，二极管(D22)下端的阴极连接二极管(D24)上端的阴极和六号电容(C6)的上端以及脱扣器(J1)的接线端子的1号插针，六号电容(C6)的下端接GND，二极管(D24)下端的阳极接脱扣器(J1)的接线端子的2号插针和十六号电阻(R16)的左侧，十六号电阻(R16)的右侧接三极管(Q1)的2号引脚，三极管(Q1)的3号引脚接GND；三极管(Q1)的1号引脚接八号电容(C8)和二十五号电阻(R25)的上端、二十号电阻(R20)的左端，八号电容(C8)和二十五号电阻(R25)的下端并联后接GND；二十号电阻(R20)的右端接八十九号电阻(R89)的左端，八十九号电阻(R89)的右端接MCU芯片的PA11的TRIP引脚，通过MCU芯片的PA11的TRIP引脚的高低电平来实现脱扣分闸。