一种DC24V双电源输入电压隔离监测电路的制作方法

一种dc24v双电源输入电压隔离监测电路
技术领域
1.本实用新型涉及风力发电控制领域，具体包括一种dc24v双电源输入电压隔离监测电路。


背景技术：

2.在风力发电控制领域，控制器的稳定性要求较高，由于风力发电的功率输出波动性较大，随着季节的变化以及地域的不同，不同地区不同季节以及不同时间段风力发电的功率输出存在很大的波动性和随机性，对风力发电的控制系统电源输入，采用逐级控制、多路输出、多电源输入的方式，能有效的减少设备的故障时间；在设置有双路电源输入的控制模块中，对电压的监控有严格的要求，需要实时监控控制器模块输入电源的电压，当控制器模块的输入电压低于设定阈值时，或者当输入电源电压不在预设范围之内时，需要防止因电压超出预设范围而造成控制器的损坏，并且需要防止控制器因工作在异常电压下，输出不正确的指令，因此，当外部电压出现异常或超出允许范围时，要求电压监控模块发出警告信息，及时的将告警信息反馈到后方控制台，提示维护人员，避免因为电压跌落过低造成设备停止运行。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种dc24v双电源输入电压隔离监测电路提出了一种在异常电压环境下可以输出警告信息的电路。
4.为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为：一种dc24v双电源输入电压隔离监测电路，其包括电源dc24v1、电源dc24v2、第一p型场效应管模块、第二p型场效应管模块、开关模块、电压监控模块和光电耦合器模块；电源dc24v1的输出端连接第一p型场效应管模块的第一输入端；第一p型场效应管模块的输出端连接电压监控模块的输入端和光电耦合器模块的第一输入端；电源dc24v2的输出端连接第二p型场效应管模块的第一输入端；第二p型场效应管模块的输出端连接电压监控模块的输入端和光电耦合器模块的第一输入端；电压监控模块的输出端连接光电耦合器模块的第二输入端；第一p型场效应管模块的第二输入端和第二p型场效应管模块的第二输入端分别连接开关模块；电源dc24v1和电源dc24v2为dc24v双电源输入电压隔离监测电路的输入端；光电耦合器模块的输出端为dc24v双电源输入电压隔离监测电路的输出端。
5.进一步地，电源dc24v1包括稳压二极管d1和自恢复保险丝f1；稳压二极管d1的正极接地；稳压二极管d1的负极连接自恢复保险丝f1的一端，自恢复保险丝f1的另一端为电源dc24v1的输出端；
6.电源dc24v2包括稳压二极管d3和自恢复保险丝f2；稳压二极管d3的正极接地；稳压二极管d3的负极连接自恢复保险丝f2的一端，自恢复保险丝f2的另一端为电源dc24v2的输出端。
7.进一步地，开关模块包括型号为pb-12m12-sprr-fb的开关k1、电阻r9和输入电源
地pgnd；开关k1的引脚1和引脚2连接输入电源地pgnd；开关k1的引脚3连接电阻r9的另一端；开关k1的引脚4连接第一p型场效应管模块的第二输入端和第二p型场效应管模块的第二输入端。
8.进一步地，第一p型场效应管模块包括电阻r1、电阻r2、p型场效应管q1和肖特基二极管d2；电阻r2的一端连接自恢复保险丝f1的另一端和p型场效应管q1的引脚2；电阻r2的另一端连接电阻r1的一端和p型场效应管q1的引脚1； p型场效应管q1的引脚3连接肖特基二极管d2的正极；肖特基二极管d2的负极连接第二p型场效应管模块的输出端、电阻r9的一端、控制器、电压监控模块的输入端和光电耦合器模块的第一输入端；肖特基二极管d2的负极作为第一p型场效应管模块的输出端；p型场效应管q1的引脚2作为第一p型场效应管模块的第一输入端；电阻r1的另一端作为第一p型场效应管模块的第二输入端。
9.进一步地，第二p型场效应管模块包括电阻r5、电阻r8、p型场效应管q2和肖特基二极管d4；电阻r5的一端连接自恢复保险丝f2的另一端和p型场效应管q2的引脚2；电阻r5的另一端连接电阻r8的一端和p型场效应管q2的引脚1；p型场效应管q2的引脚3连接肖特基二极管d4的正极；肖特基二极管d4的负极作为第二p型场效应管模块的第一输出端；p型场效应管q2的引脚2作为第二p型场效应管模块的第一输入端，电阻r8的另一端作为第二p型场效应管模块的第二输入端。
10.进一步地，电压监控模块包括电阻r7、电阻r10和型号为ssp61cn1002mr的电压监控器u2；电阻r7的一端作为电压监控模块的输入端；电阻r7的另一端连接电阻r10的一端和电压监控器u2的引脚3；电阻r10的另一端接地；电压监控器u2的引脚2接地；电压监控器u2的引脚1连接光电耦合器模块的第二输入端。
11.进一步地，光电耦合器模块包括电阻r4、接地电阻r6、电阻r3和型号为el817s1的光电耦合器u1；电阻r4的一端为光电耦合器模块的输入端；电阻r4的另一端连接光电耦合器u1的引脚1和接地电阻r6；光电耦合器u1的引脚3接地；光电耦合器u1的引脚4连接电阻r3的一端；电阻r3的另一端连接3.3v的电源；光电耦合器u1的引脚4作为光电耦合器模块的输出端。
12.进一步地，自恢复保险丝f1的一端通过电源端子j1和24v电源相连接；自恢复保险丝f2的一端通过电源端子j1和24v电源相连接。
13.本实用新型的有益效果为：
14.1. 输入电源端子j1设置为带螺纹弹簧端子，有效增加系统的机械结构可靠性，在抗振动、抗冲击以及线材拉扯等得到有效提高；
15.2.两路电源输入端设置有防反接保护器件稳压二极管d1和d2，并采用分开设置，当其中一路出现故障时，不影响另外一路正常工作，有效降低了系统的故障率；
16.3电路上设置有两个自恢复保险丝f1和f2，当电路中电流出现瞬态尖峰，或者出现持续大电流，自恢复保险丝可以有效的切断电流，保证后续电路的安全，不被前端大电流波动所影响，并且在浪涌电流或持续大电流解除，系统输入正常后，自恢复保险证恢复到正常状态，保证模块的正常工作，最大限度的降低人为干预与修复；
17.4.电流通路上设置有两个p型场效应管q1和q2，分别受到手动开关k1的控制，为电路提供两个电流通路，防止因一个开关失效导致整个电路失效，提高了电路设计的可靠性；电流通路上设置有两个肖特基二极管d2和d4，防止一路电流流向另外一路；
18.5.设置有电阻r7和电阻r10，为电压监控器u2做电压钳位，在整个工作电压范围之内保证电压监控器u2的电压被钳位在合理范围之内，能有效的保护电压监控器u2的可靠性，提高电压监控器u2抗电压波动能力。
19.6.设置有电阻r4和电阻r6，为光电耦合器u1做电压钳位，在整个工作电压范围之内保证光电耦合器u1的电压被钳位在合理范围之内，能有效的保护光电耦合器u1的可靠性，提高光电耦合器u1抗电压波动能力。
附图说明
20.图1为电路原理图。
具体实施方式
21.下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。
22.如图1所示，一种dc24v双电源输入电压隔离监测电路，包括电源dc24v1、电源dc24v2、第一p型场效应管模块、第二p型场效应管模块、开关模块、电压监控模块和光电耦合器模块；电源dc24v1的输出端连接第一p型场效应管模块的第一输入端；第一p型场效应管模块的输出端连接控制器的电源输入端、电压监控模块的输入端和光电耦合器模块的第一输入端；电源dc24v2的输出端连接第二p型场效应管模块的第一输入端；第二p型场效应管模块的输出端连接电压监控模块的输入端和光电耦合器模块的第一输入端；电压监控模块的输出端连接光电耦合器模块的第二输入端；第一p型场效应管模块的第二输入端和第二p型场效应管模块的第二输入端分别连接开关模块；电源dc24v1和电源dc24v2为dc24v双电源输入电压隔离监测电路的输入端；光电耦合器模块的输出端为dc24v双电源输入电压隔离监测电路的输出端。
23.电源dc24v1包括稳压二极管d1和自恢复保险丝f1；稳压二极管d1的正极接地；稳压二极管d1的负极连接自恢复保险丝f1的一端，自恢复保险丝f1的另一端为电源dc24v1的输出端；
24.电源dc24v2包括稳压二极管d3和自恢复保险丝f2；稳压二极管d3的正极接地；稳压二极管d3的负极连接自恢复保险丝f2的一端，自恢复保险丝f2的另一端为电源dc24v2的输出端。
25.开关模块包括型号为pb-12m12-sprr-fb的开关k1、电阻r9和输入电源地pgnd；开关k1的引脚1和引脚2连接输入电源地pgnd；开关k1的引脚3连接电阻r9的另一端；开关k1的引脚4连接第一p型场效应管模块的第二输入端和第二p型场效应管模块的第二输入端。
26.第一p型场效应管模块包括电阻r1、电阻r2、p型场效应管q1和肖特基二极管d2；电阻r2的一端连接自恢复保险丝f1的另一端和p型场效应管q1的引脚2；电阻r2的另一端连接电阻r1的一端和p型场效应管q1的引脚1； p型场效应管q1的引脚3连接肖特基二极管d2的正极；肖特基二极管d2的负极连接第二p型场效应管模块的输出端、电阻r9的一端、控制器的电源输入端、电压监控模块的输入端和光电耦合器模块的第一输入端；肖特基二极管d2
的负极作为第一p型场效应管模块的输出端；p型场效应管q1的引脚2作为第一p型场效应管模块的第一输入端；电阻r1的另一端作为第一p型场效应管模块的第二输入端。
27.第二p型场效应管模块包括电阻r5、电阻r8、p型场效应管q2和肖特基二极管d4；电阻r5的一端连接自恢复保险丝f2的另一端和p型场效应管q2的引脚2；电阻r5的另一端连接电阻r8的一端和p型场效应管q2的引脚1；p型场效应管q2的引脚3连接肖特基二极管d4的正极；肖特基二极管d4的负极作为第二p型场效应管模块的第一输出端；p型场效应管q2的引脚2作为第二p型场效应管模块的第一输入端，电阻r8的另一端作为第二p型场效应管模块的第二输入端。
28.电压监控模块包括电阻r7、电阻r10和型号为ssp61cn1002mr的电压监控器u2；电阻r7的一端作为电压监控模块的输入端；电阻r7的另一端连接电阻r10的一端和电压监控器u2的引脚3；电阻r10的另一端接地；电压监控器u2的引脚2接地；电压监控器u2的引脚1连接光电耦合器模块的第二输入端。
29.光电耦合器模块包括电阻r4、接地电阻r6、电阻r3和型号为el817s1的光电耦合器u1；电阻r4的一端为光电耦合器模块的输入端；电阻r4的另一端连接光电耦合器u1的引脚1和接地电阻r6；光电耦合器u1的引脚3接地；光电耦合器u1的引脚4连接电阻r3的一端；电阻r3的另一端连接3.3v的电源；光电耦合器u1的引脚4作为光电耦合器模块的输出端。
30.自恢复保险丝f1的一端通过电源端子j1和24v电源相连接；自恢复保险丝f2的一端通过电源端子j1和24v电源相连接。
31.在本实用新型的一个实施例中，
32.1．防反接保护器件d1和d3的型号为smdj36a，设置在输入电源端子型号为db142r-5.08-4p的j1的第2脚和第3脚，位置靠近电源端子j1，防反接保护器件型号为smdj36a的d1保护第一路电源输入，防反接保护器件型号为smdj36a的d3保护第2路电源输入。设置有2路自恢复保险丝，防止外部供电电源的大电流，保护控制器模块不会因为电流过大造成损坏。
33.2.设置有两个大电流p型场效应管型号为mosfet的q1和q2，负责两路电源输入的开关，设置有两个防电流倒流的肖特基二极管d2和d4，d2和d4的负极连接在一起，正极分别连接在q1的第3脚和q2的第3脚。
34.3．设置有电压监控模块，负责完成电压的监控与采集；设置有光电耦合器模块，负责完成信号的采样隔离，并把信号传送到后续信号处理单元处理；设置有电压钳位电阻r7和r10，r7电阻值设置为90.9kω，封装设置为0805； r10电阻值设置为10kω，封装设置为0805；设置有电压钳位电阻r4和电阻r6，电阻r4电阻值设置为47kω，封装设置为0805；r6电阻值设置为10kω，封装设置为0805。u2的第3脚的电压被电阻r7和r10钳位，光电耦合器u1的第1脚的电压被电阻r4和r6钳位。电压监控器u2的第1脚与u1的第2脚相连。
35.4.电压监控器u2的第2脚连接在电源输入地pgnd；光电耦合器模块的光电耦合器u1的第三脚连接在信号电源地gnd。
36.本实用新型能实时监控dc24v双电源输入电压，当电压低于dc9v，或高于dc30v时，能将监控信号隔离输入到后续处理单元，并且电源输入端口与信号处理模块相互隔离，系统采用分割设计，提高系统的可靠性。
37.在输入端设置有保护电路，当电源电压出现异常波动，电流超过设置范围，均能有效的保护电路，以及能及时的发出指示信号。
38.同时设置有手动开关，能手动的关闭dc24v双电源输入电压隔离监测电路，开关通过小信号控制大电流，避免直接操作大电流带来的电弧以及瞬态电压变化造成的过冲等影响，有效的提高了电路的稳定性。