[发明专利]一种智能一体化预付费开关

摘要

本发明公开了一种智能一体化预付费开关，包括电源供电电路、微控制器以及分别与微控制器电连接的显示电路、电流传感器、零序互感器、通讯电路及控制电路；所述微控制器为单片机PIC18F；所述通讯电路为RS485通讯电路，包括RS‑485收发器芯片，RS‑485收发器芯片通过串行通信接口与微控制器相连接。本发明公开的智能一体化预付费开关，通过微控制器与显示电路、电流传感器、零序传感器、控制电路进行动作控制，集成了短路、过流、过载、过欠压、漏电保护等多种功能，还可以通过通讯电路与计算机进行连接，实现工作人员的远程控制，体积小、可靠性高、使用方便。

主权项

一种智能一体化预付费开关，其特征在于：包括电源供电电路、微控制器以及分别与微控制器电连接的显示电路、电流传感器、零序互感器、通讯电路、控制电路，电源供电电路分别与微控制器、显示电路、电流传感器、零序互感器、通讯电路、控制电路连接并供电；所述微控制器为单片机PIC18F，电容C11接微控制器的第6脚VCAP，为微控制器内核电源滤波；电容C10接微控制器的复位脚NRST，为微控制器提供复位信号；所述电源供电电路由变压器T10、二极管D1、D2、D3、D4、电解电容C1、C3、C4、C7、三端稳压器U3、U4构成，变压器T10初级接交流电源UA相、UB相，次级通过二极管D1、D2、D3、D4整流，电解电容C1、C3滤波后形成正负12V电源，正负12V电源经过三端稳压器U3、U4、电解电容C4、C7稳压成正负5V电源为各电路供电；所述显示电路包括数码管、限流电阻以及四个三极管；所述数码管通过限流电阻与所述微控制器的输出端口相连；显示电路由数码管U1、电阻R5’‑R12’、R7、R8、R9、R15，三极管T1、T2、T3、T4构成，微控制器的输出端口PD0～PD4、PE0～PE2构成段选信号通过限流电阻R5’‑R12’与数码管U1的A、B、C、D、E、F、G、DP段管脚相连；三极管T1、T2、T3、T4还分别和微控制器的VDD接口相连；所述电流传感器包括分别与三相电源进行单相连接的三个传感器；传感器输出电压信号至微控制器的第二模数转换口、第三模数转换口以及第四模数转换口；电流传感器包括三个传感器CT2、CT3、CT4，CT2、CT3、CT4分别穿过UC、UB、UA三相电源，CT2、CT3、CT4输出分别通过电阻R51、R52、R53转换为电压信号送入微控制器的第二模数转换口PB2、第三模数转换口PB3以及第四模数转换口PB4，转换为数字信号，微控制器将数字信号分析计算后通过控制电路执行保护动作；所述零序互感器与三相电源分别连接，零序互感器的输出端与微控制器的第五模数转换口相连，零序互感器检测到的漏电信号由电阻R29转换为电压信号并经放大后送入微控制器的模数转换口；零序互感器由零序互感器CT1构成，CT1穿过UA、UB、UC三相电源，当CT1感应出线路的漏电信号，该漏电信号通过电阻R29转换为电压信号，电阻R27、R32、R25、R30、R31、电容C6构成放大电路，将漏电信号放大后送入微控制器的第五模数转换口PB5，将漏电信号转换为数字信号；所述通讯电路为RS485通讯电路，通讯电路包括RS‑485收发器芯片，所述RS‑485收发器芯片通过串行通信接口与微控制器相连接；RS‑485收发器芯片型号为MAX485，RS‑485收发器芯片的接收端RX、TX、485CTL与微控制器的端口RX、TX、PD7连接，微控制器通过RS485通讯电路与计算机进行通讯，实现智能一体化预付费开关的远程控制；RS‑485收发器芯片的RX、TX为串行通信接口，485CTL作用是切换接收发送状态；所述控制电路包括分闸电路和合闸电路；所述分闸电路的分闸信号来自微控制器的第四输出端口，分闸信号经电阻、三极管放大后连接到继电器K2并控制继电器的脱扣器动作；分闸电路由电阻R38、R39、R40、R76、三极管T6、T7、继电器K2、脱扣器L1构成；分闸信号OUT_OFF通过R38与微控制器的第四输出端口PA4连接，当需要分闸时，OUT_OFF为高电平，三极管T6、T7导通，继电器K2线包得到24V电源，继电器K2吸合，脱扣器L1二端得到交流UA、UB二相电源，脱扣器动作推动智能一体化预付费开关内部的机构分闸；所述合闸电路的合闸信号来自微控制器的第五输出端口，合闸信号经电阻、三极管放大后连接到继电器K1和合闸电机；合闸电路由电阻R43、R61、R41、R42、三极管T8、T9、继电器K1、电机M1构成；合闸信号OUT_ON通过R43与微控制器的第五输出端口PA5连接，当需要合闸时，OUT_ON为高电平，三极管T8，T9导通，继电器K1线包得到24V电源，继电器K1吸合，电机M1二端得到交流UA、UB二相电源，电机M1转动推动智能一体化预付费开关内部的机构合闸。