雷击监测电路和雷击监测装置的制作方法

1.本实用新型属于雷击监测技术领域，尤其涉及一种雷击监测电路和雷击监测装置。


背景技术：

2.在雷电比较频繁的季节和地区，用电设备很容易受雷击而损坏，而防雷是一项综合的系统工程，需从多方面进行预防改善，才可最大限度的保护设备免受雷击，例如可采用雷击计数器进行雷击计数统计，用以反映该用电设备遭浪涌入侵的状况，以便做出相应的措施。
3.但是，现有的雷电计数器大多只能进行雷击的次数统计，对于雷电的大小等级无法监测，当使用者想做二次开发时，无法获取对应的数据，导致使用受限。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种雷击监测电路，旨在解决传统的雷击计数器存在无法对雷电大小等级进行监测的问题。
5.本实用新型实施例的第一方面提了一种雷击监测电路，包括罗氏线圈、整流电路、储能电路、电阻分压电路、控制电路和多个电压比较电路；
6.所述罗氏线圈与所述整流电路的输入端连接，所述整流电路的输出端正负极并联所述储能电路和所述电阻分压电路，所述电阻分压电路设置有至少一个电压采样点并对应与所述多个电压比较电路的信号输入端连接，所述多个电压比较电路的信号输出端分别与所述控制电路的信号端连接；
7.所述罗氏线圈，用于感应雷电并输出对应的雷击信号至所述整流电路；
8.所述整流电路，用于将所述雷击信号整流后为所述储能电路充电；
9.所述电阻分压电路，用于对所述储能电路的端电压进行分压转换，并通过所述至少一个电压采样点输出采样电压；
10.所述多个电压比较电路，用于将所述至少一个电压采样点输出的采样电压分别对应与对应电压大小的参考电压进行比较，并输出不同的电平信号至所述控制电路，以使所述控制电路获取所述雷击信号的次数以及对应的雷击等级。
11.在一个实施例中，所述整流电路包括整流桥。
12.在一个实施例中，所述储能电路包括储能电容，所述储能电容并联于所述整流电路的输出端正负极。
13.在一个实施例中，所述雷击监测电路还包括泄放开关，所述泄放开关并联于所述储能电容的两端，所述泄放开关还与所述控制电路的信号端连接，用于根据所述控制电路输出的放电控制信号导通放电。
14.在一个实施例中，所述电阻分压电路包括多个串联连接的采样电阻以及与相邻所述采样电阻的连接点连接的限流电阻，多个所述限流电阻还分别与所述电压比较电路的信
号输入端一一连接。
15.在一个实施例中，所述电压比较电路包括第一电阻、第二电阻、瞬态二极管和比较器；
16.所述第一电阻的第一端与正电源端连接，所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端和所述比较器的反相输入端连接，所述比较器的正相输入端和所述瞬态二极管的第一端共接构成所述电压比较电路的信号输入端，所述比较器的输出端为所述电压比较电路的信号输出端，所述瞬态二极管的第二端和所述第二电阻的第二端均接地。
17.在一个实施例中，所述雷击监测电路还包括用于提供工作电源的电源模块和用于显示雷击次数和雷击等级的的显示模块；
18.所述电源模块分别与所述控制电路和所述显示模块电性连接。
19.在一个实施例中，所述雷击监测电路还包括用于根据用户触控操作输入触发指令的按键模块和用于存储雷击数据的存储模块，所述按键模块和所述存储模块分别与所述控制电路电性连接。
20.在一个实施例中，所述雷击监测电路还包括用于传输雷击数据的通信模块，所述通信模块分别与所述控制电路和终端设备电性连接或者所述终端设备无线连接。
21.本实用新型实施例的第二方面提了一种雷击监测装置，包括如上所述的雷击监测电路。
22.本实用新型实施例通过采用罗氏线圈、整流电路、储能电路、电阻分压电路、控制电路和多个电压比较电路组成雷击监测电路，通过罗氏线圈感应产生雷击信号并进行整流储能，多个电压比较电路对采样点的采样电压进行比较，并输出不同的电平信号至控制电路，控制电路根据接收到的电平信号确定雷击次数以及雷击等级大小，方便使用者二次使用，例如分析某一地区的雷电分布等。
附图说明
23.图1为本实用新型实施例提供的雷击监测电路的第一种结构示意图；
24.图2为本实用新型实施例提供的雷击监测电路的第二种结构示意图；
25.图3为图1实施例提供的雷击监测电路中电压比较电路电路结构示意图；
26.图4为本实用新型实施例提供的雷击监测电路的第三种结构示意图。
具体实施方式
27.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
28.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
29.图1示出了本实用新型较佳实施例提供的雷击监测电路的第一种结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
30.本实施例中，雷击监测电路包括罗氏线圈l、整流电路10、储能电路20、电阻分压电路30、控制电路50和多个电压比较电路40；
31.罗氏线圈l与整流电路10的输入端连接，整流电路10的输出端正负极并联储能电路20和电阻分压电路30，电阻分压电路30设置有至少一个电压采样点并对应与多个电压比较电路40的信号输入端连接，多个电压比较电路40的信号输出端分别与控制电路50的信号端连接；
32.罗氏线圈l，用于感应雷电并输出对应的雷击信号至整流电路10；
33.整流电路10，用于将雷击信号整流后为储能电路20充电；
34.电阻分压电路30，用于对储能电路20的端电压进行分压转换，并通过至少一个电压采样点输出采样电压；
35.多个电压比较电路40，用于将至少一个电压采样点输出的采样电压分别对应与对应电压大小的参考电压进行比较，并输出不同的电平信号至控制电路50，以使控制电路50获取雷击信号的次数以及对应的雷击等级。
36.本实施例中，当雷击发生时，罗氏线圈l感应到雷击并产生对应大小的雷击信号，雷击信号为交流电源，雷击信号输出至整流电路10整流转换后输出至后端的储能电路20进行储能充电，电阻分压电路30对储能电路20的端电压进行电阻分压转换，同时通过电压采样点输出电压采样信号至电压比较电路40，不同的电压比较电路40设置有不同大小的参考电压，通过将对应数量的电压采样信号与对应的参考电压进行比较，并输出多个高低电平信号至后端的控制电路50，通过合理设置参考电压的大小，可对不同等级的雷电产生的雷击信号进行采样、比较，从而获取雷电的等级大小以及雷击次数。
37.其中，采样点可设置一个或者多个，当设置一个时，多个电压比较电路40分别设置对应电压大小的参考电压，控制电路50根据每一电压比较电路40输出的高低电平可确定当前产生的雷击信号的大小。
38.当设置多个采样点时，每一采样点分别连接一电压比较电路40，各采样点的电压在不同雷击变化时呈比例变化，此时，各电压比较电路40分别设置相同或者不同的电压大小的参考电压进行各采样点的比较，控制电路50根据每一电压比较电路40输出的高低电平可确定当前产生的雷击信号的大小，同时，通过其中一个电压比较电路40输出的电平变化获取雷击次数。
39.整流电路10可采用对应的整流桥d1、半波整流电路10等结构，在一个实施例中，如图2所示，整流电路10包括整流桥d1。
40.储能电路20可采用储能电容c、储能电池等结构，请继续参阅图2，储能电路20包括储能电容c，储能电容c并联于整流电路10的输出端正负极。
41.电阻分压电路30可由多个分压电阻组成，分压电阻的个数和阻值根据监测需求对应设置。
42.电压比较电路40可由比较器u1以及对应的外围电路组成。
43.控制电路50可采用微处理器、中央处理器、单片机等结构。
44.本实用新型实施例通过采用罗氏线圈l、整流电路10、储能电路20、电阻分压电路30、控制电路50和多个电压比较电路40组成雷击监测电路，通过罗氏线圈l感应产生雷击信号并进行整流储能，多个电压比较电路40对采样点的采样电压进行比较，并输出不同的电
平信号至控制电路50，控制电路50根据接收到的电平信号确定雷击次数以及雷击等级大小，方便使用者二次使用，例如分析某一地区的雷电分布等。
45.进一步地，为了避免误统计，在一个实施例中，请继续参阅图2，雷击监测电路还包括泄放开关k，泄放开关k并联于储能电容c的两端，泄放开关k还与控制电路50的信号端连接，用于根据控制电路50输出的放电控制信号导通放电。
46.控制电路50在每一次接收到表征雷击发生的电平信号后，输出放电控制信号至泄放开关k，从而将储能电容c的电能泄放，使得整个电路复位，以便对下一次雷击进行监测，避免因储能电容c长时间带电导致漏统计接踵的雷击，提高监测准确性。
47.在一个实施例中，如图2所示，电阻分压电路30包括多个串联连接的采样电阻(第一采样电阻r11、第二采样电阻r12、第三采样电阻r13等)以及与相邻采样电阻的连接点连接的限流电阻(第一限流电阻r21、第二限流电阻r22、第三限流电阻r23等)，多个限流电阻还分别与电压比较电路40的信号输入端一一连接。
48.本实施例中，各限流电阻与电压比较电路40连接的一端构成电压采样点，输出不同档位的采样电压，不同的电压比较电路40通过将不同档位的采样电压与对应大小的参考电压进行比较，在不同雷击发生时，从而获取雷击次数以及对应的雷击的等级大小。
49.其中，按照连接节点的次序不同采样电阻的端电压逐渐减小，例如，第一采样电阻r11与第二采样电阻r12的连接点的电压大于第二采样电阻r12与第三采样电阻r13的连接点的电压，为了输出不同档位的采样电压，限流电阻可设置相同阻值或者不同阻值，同时，为了保证控制电路50统计每一次的雷击次数，第一采样电阻r11和第一限流电阻r21可设置为最小，和/或，与第一限流电阻21连接的电压比较电路40的参考电压设置为最小，从而在轻微雷击的情况下第一限流电阻均可输出一定大小的采样电压值电压比较电路40，且与第一限流电阻21连接的电压比较电路40可输出表征雷击发生的电平信号至控制电路，避免漏统计，提高监测精度。
50.为了保证控制电路50根据接收到的高低电平获取雷击次数和雷击等级大小，采样电阻、限流电阻的电阻大小以及参考电压的电压大小可根据实测或者模拟测试获取。
51.同时，为了匹配不同精度的雷击监测，采样电阻、限流电阻和电压比较电路40的个数可对应设置，个数设置越多，雷击档位划分越细，监测精度越高。
52.如图3所示，在一个实施例中，电压比较电路40包括第一电阻r1、第二电阻r2、瞬态二极管tvs1和比较器u1；
53.第一电阻r1的第一端与正电源端vcc连接，第一电阻r1的第二端、第二电阻r2的第一端和比较器u1的反相输入端连接，比较器u1的正相输入端和瞬态二极管tvs1的第一端共接构成电压比较电路40的信号输入端，比较器u1的输出端为电压比较电路40的信号输出端，瞬态二极管tvs1的第二端和第二电阻r2的第二端均接地。
54.本实施例中，各电压比较电路40通过设置不同阻值的第一电阻r1和第二电阻r2，从而提供对应电压大小的参考电压至比较器u1，进而输出不同组合高低电平至控制电路50，控制电路50根据接收到的高电平可获取每一次雷击的等级大小以及对多次雷击的数量计数。
55.瞬态二极管tvs1用于进行电压钳位，避免因雷击产生的浪涌脉冲信号损坏比较器u1，提高电子器件的安全性。
56.如图4所示，在一个实施例中，雷击监测电路还包括用于提供工作电源的电源模块60和用于显示雷击次数和雷击等级的的显示模块70；
57.电源模块60分别与控制电路50和显示模块70电性连接。
58.电源模块60可采用蓄电池、电源转换电路等模块，控制电路50在获取了电压比较电路40输出的高低电平后，转换为对应的数据参数，并通过显示模块70显示，显示模块70可采用led显示屏、oled显示屏等结构。
59.进一步地，请继续参阅图4，在一个实施例中，雷击监测电路还包括用于根据用户触控操作输入触发指令的按键模块80和用于存储雷击数据的存储模块91，按键模块80和存储模块91分别与控制电路50电性连接。
60.本实施例中，控制电路50在获取了雷击次数以及雷击的等级大小后，将对应的数据参数存储至存储模块91，在用户或者开发者需要查看或者导出时，可通过按键模块80输入触发指令进行数据查询和导出，方便用户二次开发。
61.存储模块91可采用flash、eeprom等存储器，具体根据需求进行选择。
62.同时，为了方便终端设备查看或者进行数据上传，在一个实施例中，雷击监测电路还包括用于传输雷击数据的通信模块92，通信模块92分别与控制电路50和终端设备电性连接或者终端设备无线连接，其中，通信模块92可采用有线通讯，直接与终端设备进行电连接，或者采用无线通信，例如wifi、蓝牙、物联网等方式进行无线连接，同时，根据设定时间段或者终端设备的指令上传数据参数至终端设备，方便用户二次开发，通信模块92可采用蓝牙模块、wifi模块、rs485模块等结构，具体根据终端设备的类型对应设置。
63.本实用新型还提出一种雷击监测装置，该雷击监测装置包括雷击监测电路，该雷击监测电路的具体结构参照上述实施例，由于本雷击监测装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
64.以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。