一种虚负荷电源输出电压短路与输出电流开路保护装置的制作方法

1.本实用新型属于电力电子安全领域，具体涉及一种虚负荷电源输出电压短路与输出电流开路保护装置。


背景技术：

2.虚负荷电源采用电子技术将正弦50hz信号裂相为三相信号源，经功率放大器输出幅值、相位可调节的三相电压和三相电流提供给负载。虚负荷电源三相功率源输出的电流可平稳的从零调节至额定值，输出电压可平稳的从零调节至220v。
3.安全用电、放心用电一直是全民用电的主旋律，但用电事故频发，因用电过程不规范导致的电压短路、电流开路引发的火灾也不在少数。为此，有必要设计一种保护装置，当虚负荷电源发生输出电压短路或输出电流开路时，用于保护用电设备。


技术实现要素：

4.本实用新型针对现有技术中的不足，提供一种虚负荷电源输出电压短路与输出电流开路保护装置，采用的技术方案如下：
5.一种虚负荷电源输出电压短路与输出电流开路保护装置，包括回路状态检测单元、主控单元、报警显示单元和保护动作执行单元；
6.虚负荷电源和用电设备间形成各相电压回路和电流回路，所述回路状态检测单元用于将电压回路中的电流值或电流回路中的电压值与设定阈值相比较，并将比较结果的状态量传递给主控单元；所述主控单元根据接收到的状态量分别向报警显示单元和保护动作执行单元发送控制信号；所述报警显示单元根据接收到的控制信号，在虚负荷电源发生输出电压短路或输出电流开路时进行声光报警；所述保护动作执行单元根据接收到的控制信号，在虚负荷电源发生输出电压短路或输出电流开路时断开或连接异常回路。
7.进一步地，所述回路状态检测单元包括电流检测模块和电压检测模块，
8.电流检测模块串接于电压回路中，用于检测各相电压回路上的电流值并将其与设定的电流阈值相比较，若电压回路上的电流值大于电流阈值，则表示该电压回路发生短路；
9.电压检测模块并联于电流回路中，用于检测各相电流回路上虚负荷电源电流输出正负两端的电压值并将其与设定的电压阈值相比较，若电流回路上的电压值大于电压阈值，则表示该电流回路发生开路。
10.进一步地，所述主控单元接收各回路的状态量并发送控制信号，若三相电压回路中有任意一相回路发生短路，则输出高电平信号给报警显示单元的对应接口并控制保护动作执行单元断开相应回路；若三相电流回路中有任意一相回路发生开路，则输出高电平信号给报警显示单元的对应接口并控制保护动作执行单元短接相应回路。
11.进一步地，所述报警显示单元包括六条支路，每条支路上串接有三极管和声光报警器并具有一个信号输入端，当信号输入端接收到高电平信号时，三极管导通，声光报警器发出警报。
12.进一步地，所述保护动作执行单元包括串联在电压回路中的继电器和并联在电流回路虚负荷电源电流输出正负两端的继电器，电压回路短路时该回路上的继电器根据控制信号断开，电流回路开路时该回路上的继电器根据控制信号闭合。
13.进一步地，所述电流检测模块为型号m3050的电流感应开关，所述电压检测模块为analog voltage divider module v2.0，所述主控单元采用mb9bf218spmc。
14.本实用新型的有益效果是：提供一种虚负荷电源输出电压短路与输出电流开路保护装置，通过在虚负荷电源与用电设备之间串接回路状态检测单元和保护动作执行单元，利用主控单元控制保护动作执行单元隔离异常回路，并通过报警显示单元进行报警显示，解决了虚负荷电源使用过程中因电压短路、电流开路带来的安全隐患。
附图说明
15.图1为本实用新型装置的结构示意图；
16.图2为本实用新型装置中报警显示单元的电路示意图。
具体实施方式
17.下面结合附图详细说明本实用新型。
18.如图1所示，本实用新型提供的一种虚负荷电源输出电压短路与输出电流开路保护装置主要包括回路状态检测单元、主控单元、报警显示单元和保护动作执行单元。
19.虚负荷电源正常上电后，虚负荷电源输出电压和输出电流，穿过回路状态检测单元、保护动作执行单元，最终至外部用电设备。此时，虚负荷电源电压、电流正常给用电设备供电。
20.当用电设备电压线路发生短路时，回路状态检测单元中的电流检测模块检测到电压线路上电流值突变并超过电流检测模块的电流阀值，此时，电流检测模块将变化后的状态量传递给主控单元，主控单元收到相关状态量后，向电压保护动作执行单元(串联的继电器)发送信号，电压保护动作执行单元收到信号后，将本相电压接线断开。与此同时，主控单元将相关指令发送到报警显示单元，报警显示单元的对应相报警灯会有声光报警，报警显示单元设有声光报警复位按钮，除非人员手动恢复，否则声光报警器会一直报警。声光报警恢复后，如果再次发生电压短路现象，声光报警会再次被触发，直至问题完全解决。
21.当用电设备电流回路发生开路时，回路状态检测单元中的电压检测模块检测到虚负荷电源电流输出正、负两端电压值突变并超过电压检测模块的电压阀值，此时，电压检测模块将变化后的状态量传递给主控单元，主控单元收到相关状态量后，向电流保护动作执行单元(并联在虚负荷电源电流输出正、负两端的继电器)发送指令，保护动作执行单元收到指令后，在电流执行单元内部将本相电流正负短接，即电流保护回路保护作用启动，与此同时，将相关指令发送到报警显示单元，报警显示单元的对应相报警灯会有声光报警，报警显示单元设有声光报警复位按钮，除非人员手动恢复，否则声光报警器会一直报警。声光报警恢复后，如果再次发生电流开路现象，声光报警会再次被触发，直至问题完全解决。
22.如图2所示，所述报警显示单元包括六条支路，每条支路上串接有三极管和声光报警器并具有一个信号输入引脚，各引脚的接入信号如下表所示：
23.表1引脚接入信号
24.引脚号引脚表示内容备注p1ua报警控制 p2ub报警控制 p3uc报警控制 p4ia报警控制 p5ib报警控制 p6ic报警控制 iso-gnd公共地引脚 25.引脚功能控制过程，以“p1/ua报警控制”为例进行表述：
26.p1引脚与iso-gnd为同一电平系统，p1默认状态为低，与iso-gnd引脚等电位，此时，三极管t1，9013不导通，报警指示灯fmq-1无电压，不动作；当p1引脚变为高电平时，此时，p1与iso-gnd引脚有大于0.7vdc的压差，三极管t1，9013导通，报警指示灯fmq-1有12vdc电压，报警指示灯fmq-1有声光报警。
27.本实施例中，电流检测模块为型号m3050的电流感应开关，所述电压检测模块为analog voltage divider module v2.0，所述主控单元采用mb9bf218spmc。
28.以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种虚负荷电源输出电压短路与输出电流开路保护装置，其特征在于，包括回路状态检测单元、主控单元、报警显示单元和保护动作执行单元；虚负荷电源和用电设备间形成各相电压回路和电流回路，所述回路状态检测单元用于将电压回路中的电流值或电流回路中的电压值与设定阈值相比较，并将比较结果的状态量传递给主控单元；所述主控单元根据接收到的状态量分别向报警显示单元和保护动作执行单元发送控制信号；所述报警显示单元根据接收到的控制信号，在虚负荷电源发生输出电压短路或输出电流开路时进行声光报警；所述保护动作执行单元根据接收到的控制信号，在虚负荷电源发生输出电压短路或输出电流开路时断开或连接异常回路。2.如权利要求1所述的一种虚负荷电源输出电压短路与输出电流开路保护装置，其特征在于，所述回路状态检测单元包括电流检测模块和电压检测模块，电流检测模块串接于电压回路中，用于检测各相电压回路上的电流值并将其与设定的电流阈值相比较，若电压回路上的电流值大于电流阈值，则表示该电压回路发生短路；电压检测模块并联于电流回路中，用于检测各相电流回路上虚负荷电源电流输出正负两端的电压值并将其与设定的电压阈值相比较，若电流回路上的电压值大于电压阈值，则表示该电流回路发生开路。3.如权利要求2所述的一种虚负荷电源输出电压短路与输出电流开路保护装置，其特征在于，所述主控单元接收各回路的状态量并发送控制信号，若三相电压回路中有任意一相回路发生短路，则输出高电平信号给报警显示单元的对应接口并控制保护动作执行单元断开相应回路；若三相电流回路中有任意一相回路发生开路，则输出高电平信号给报警显示单元的对应接口并控制保护动作执行单元短接相应回路。4.如权利要求3所述的一种虚负荷电源输出电压短路与输出电流开路保护装置，其特征在于，所述报警显示单元包括六条支路，每条支路上串接有三极管和声光报警器并具有一个信号输入端，当信号输入端接收到高电平信号时，三极管导通，声光报警器发出警报。5.如权利要求4所述的一种虚负荷电源输出电压短路与输出电流开路保护装置，其特征在于，所述保护动作执行单元包括串联在电压回路中的继电器和并联在电流回路虚负荷电源电流输出正负两端的继电器，电压回路短路时该回路上的继电器根据控制信号断开，电流回路开路时该回路上的继电器根据控制信号闭合。6.如权利要求5所述的一种虚负荷电源输出电压短路与输出电流开路保护装置，其特征在于，所述电流检测模块为型号m3050的电流感应开关，所述电压检测模块为analog voltage divider module v2.0，所述主控单元采用mb9bf218spmc。

技术总结
本实用新型提供一种虚负荷电源输出电压短路与输出电流开路保护装置，包括回路状态检测单元、主控单元、报警显示单元和保护动作执行单元；所述回路状态检测单元用于将电压回路中的电流值或电流回路中的电压值与设定阈值相比较，并将比较结果的状态量传递给主控单元；所述主控单元根据接收到的状态量分别向报警显示单元和保护动作执行单元发送控制信号；所述报警显示单元根据接收到的控制信号，在虚负荷电源发生输出电压短路或输出电流开路时进行声光报警；所述保护动作执行单元根据接收到的控制信号，在虚负荷电源发生输出电压短路或输出电流开路时断开或连接异常回路。本实用新型解决了虚负荷电源使用过程中因电压短路、电流开路带来的安全隐患。电流开路带来的安全隐患。电流开路带来的安全隐患。


技术研发人员：李凡亮 赵俊平 王一凡 王雷
受保护的技术使用者：江苏益邦电力科技有限公司
技术研发日：2021.12.24
技术公布日：2022/7/19