CN216133178U

CN216133178U - 一种dc110v、dc48v绝缘监测装置

Info

Publication number: CN216133178U
Application number: CN202121958479.1U
Authority: CN
Inventors: 唐海涛; 周游; 黄孝忠; 张金明; 刘磊
Original assignee: Chengdu Huixin Technology Co ltd
Current assignee: Chengdu Huixin Technology Co ltd
Priority date: 2021-08-18
Filing date: 2021-08-18
Publication date: 2022-03-25
Anticipated expiration: 2031-08-18

Abstract

本实用新型公开了一种DC110V、DC48V绝缘监测装置，主要解决现有绝缘监测装置漏电流采样精度低，采样速率慢，导致整个监测装置灵敏度低的问题。该绝缘监测装置，包括DSP处理器，以及与DSP处理器相连的电源模块、LCD显示模块、漏电流采集模块、隔离单元、时钟单元及告警模块。本实用新型通过漏电流采集模块对机车的DC110V、DC48V直流输出进行漏电流采集，DSP处理器对采集信号进行处理后，若采集到相关漏电流信息，则通过告警模块进行警示，同时通过LCD显示模块进行绝缘信息显示。同时通过对漏电流采集模块的电路结构进行改进，使得整个漏电流模块漏电流采样精度提高，采样速率变快。因此，适宜推广应用。

Description

一种DC110V、DC48V绝缘监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种绝缘监测装置，具体地说，是涉及一种DC110V、DC48V绝缘监测装置。

背景技术

随着直流系统大量应用于工业、民用、能源等领域，直流绝缘监测装置的应用也随之扩大。随着科学技术的发展，机车作为人们出行的主要交通工具之一，运行的速度越来越快。随着机车速度的提升，人们也越来越关心机车的安全性能。其中，机车控制回路的直流母线对地绝缘电阻的监测即是监测机车安全性的一种重要手段。

机车直流电网绝缘监测装置是一种在线检测设备，可实时判断直流电网的绝缘状态，当电网直流母线对地绝缘降低时，能够给出警示，以避免出现重大事故。

但是，现有铁路机车绝缘监测置还存在漏电流采样精度低，采样速率慢，导致整个监测装置灵敏度低的问题。其次，现有的绝缘监测抓只的电源模块大多存在电路结构复杂、设计不够合理的问题，使得整个监测装置使用过程中发热厉害，DSP芯片易损坏，不利于用户成本上的节约。因此，有必要针对此种情况进行改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种DC110V、DC48V绝缘监测装置，主要解决现有绝缘监测装置漏电流采样精度低，采样速率慢，导致整个监测装置灵敏度低的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种DC110V、DC48V绝缘监测装置，包括DSP处理器，以及与DSP处理器相连的电源模块、LCD显示模块、漏电流采集模块、隔离单元、时钟单元及告警模块；所述漏电流采集模块包括与DC110V、DC48V直流输出相连的电阻R1，与电阻R1一端相连的电阻R2，以及与电阻R1另一端相连的电容C1，与电阻R2、电容C1的公共端相连的电阻R3，与电阻R3另一端均相连的电阻R4、电容C2、电容C3，正相输入端与电容C2另一端相连的运算放大器A1，均与运算放大器A1的反相输入端相连的电阻R5、R6，与运算放大器A1的输出端相连的电阻R7，发射极与电阻R7的另一端相连的三极管VT1，正极与三极管VT1的基极相连的稳压二极管D1，与稳压二极管D1的负极相连的电阻R8，正极与电阻R8的另一端相连的电解电容C4，以及与三极管VT1的基极相连的电阻R9；其中，电阻R9的另一端和电解电容C4的负极及三极管VT1的发射极接均接地，三极管VT1的集电极通过电阻R10接DSP处理器的VCC引脚，电阻R9的接地端与DC110V、DC48V直流输出回路相连。

进一步地，在本实用新型中，所述时钟单元包括石英晶体U1、电容C5和电容C6，所述的石英晶体U1并联在DSP处理器的X1端口和X2/CLKIN端口之间，电容C6的一端连接X1端口，电容C5的一端连接X2/CLKIN端口，电容C5和电容C6的另一端接地。

进一步地，在本实用新型中，所述电源模块包括整流滤波模块、降压模块、5V转3.3V模块；所述整流滤波模块接VCC，且整流滤波模块、降压模块、5V转3.3V模块、DSP处理器依次连接；所述降压模块包括通过防反二极管D2与整流滤波模块连接的5V降压芯片，均与5V降压芯片连接的滤波电容C7、放电二极管D3、滤波电感L2，以及与滤波电感L2连接的低频滤波电容C8；所述滤波电感L2与5V转3.3V模块连接。

进一步地，在本实用新型中，所述5V转3.3V模块包括输入端接滤波电感L2、输出端接DSP处理器的稳压芯片，并联后接稳压芯片输入端并接地的高频滤波C9和低频滤波C10，以及并联后接稳压芯片输出端并接地的高频滤波C11和低频滤波C12。

进一步地，在本实用新型中，所述5V降压芯片型号为LM2596T-5.0。

进一步地，在本实用新型中，所述稳压芯片的型号为AMS1117-3.3。

进一步地，在本实用新型中，所述告警模块包括DC110V报警器和DC48V报警器。

进一步地，在本实用新型中，所述DSP处理器所用芯片为TMS320LF2407。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型通过漏电流采集模块对机车的DC110V、DC48V直流输出进行漏电流采集，DSP处理器对采集信号进行处理后，若采集到相关漏电流信息，则通过告警模块进行警示，同时通过LCD显示模块进行绝缘信息显示。同时通过对漏电流采集模块的电路结构进行改进，漏电流信号首先通过由电阻R1电阻R2、电容C1及电阻R3构成的滤波电路进行采样滤波，再由电阻R4、电容C2、电容C3、运算放大器A1及电阻R5、R6构成的放大电路放大后进入后方的电流检测电路检测漏电流，得到绝缘信息。这样使得整个漏电流模块漏电流采样精度提高，采样速率变快。

(2)本实用新型通过对电源模块的结构进行改进，结合降压芯片、稳压芯片进行外围电路设计，简化了电路的整体结构，缩小了芯片的体积，并且可以很好地实现降压和稳压功能，使DSP芯片有效使用寿命延长。

(3)本实用新型中的降压模块和5V转3.3V模块中均设计了并联的低频滤波电容和高频滤波电容，在实际使用中，低频滤波电容可以滤除大部分的低频干扰，而高频滤波电容可以滤除小部分的高频干扰，从而很好地确保了对DSP芯片供电的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型中漏电流采集模块的电路原理图。

图3为本实用新型中时钟单元的电路原理图

图4为本实用新型中带你路模块的降压模块电路的原理图。

图5为本实用新型中电路模块的5V转3.3V模块电路

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。

实施例

如图1、2所示，本实用新型公开的一种DC110V、DC48V绝缘监测装置，包括DSP处理器，以及与DSP处理器相连的电源模块、LCD显示模块、漏电流采集模块、隔离单元、时钟单元及告警模块；所述漏电流采集模块包括与DC110V、DC48V直流输出相连的电阻R1，与电阻R1一端相连的电阻R2，以及与电阻R1另一端相连的电容C1，与电阻R2、电容C1的公共端相连的电阻R3，与电阻R3另一端均相连的电阻R4、电容C2、电容C3，正相输入端与电容C2另一端相连的运算放大器A1，均与运算放大器A1的反相输入端相连的电阻R5、R6，与运算放大器A1的输出端相连的电阻R7，发射极与电阻R7的另一端相连的三极管VT1，正极与三极管VT1的基极相连的稳压二极管D1，与稳压二极管D1的负极相连的电阻R8，正极与电阻R8的另一端相连的电解电容C4，以及与三极管VT1的基极相连的电阻R9；其中，电阻R9的另一端和电解电容C4的负极及三极管VT1的发射极接均接地，三极管VT1的集电极通过电阻R10接DSP处理器的VCC引脚，电阻R9的接地端与DC110V、DC48V直流输出回路相连。

在本实用新型中，所述DSP处理器所用芯片为TMS320LF2407。在对漏电流采集模块对机车的DC110V、DC48V直流输出进行漏电流采集时，DSP处理器对采集信号进行处理后，若采集到相关漏电流信息，则通过告警模块进行警示，其告警模块包括DC110V报警器和DC48V报警器，两个报警器分别用于DC110V、DC48V输出漏电流告警，且LCD显示模块进行绝缘信息显示。同时通过对漏电流采集模块的电路结构进行改进，漏电流信号首先通过由电阻R1电阻R2、电容C1及电阻R3构成的滤波电路进行采样滤波，再由电阻R4、电容C2、电容C3、运算放大器A1及电阻R5、R6构成的放大电路放大后进入后方的电流检测电路检测漏电流，得到绝缘信息。这样使得整个漏电流模块漏电流采样精度提高，采样速率变快。

在本实用新型中，如图3所示，所述时钟单元包括石英晶体U1、电容C5和电容C6，所述的石英晶体U1并联在DSP处理器的X1端口和X2/CLKIN端口之间，电容C6的一端连接X1端口，电容C5的一端连接X2/CLKIN端口，电容C5和电容C6的另一端接地。时钟单元用于为TMS320LF2407芯片提供时钟信号。

在本实用新型中，如图4所示，所述电源模块包括整流滤波模块、降压模块、5V转3.3V模块；所述整流滤波模块接VCC，且整流滤波模块、降压模块、5V转3.3V模块、DSP处理器依次连接；所述降压模块包括通过防反二极管D2与整流滤波模块连接的5V降压芯片，均与5V降压芯片连接的滤波电容C7、放电二极管D3、滤波电感L2，以及与滤波电感L2连接的低频滤波电容C8；所述滤波电感L2与5V转3.3V模块连接。其中，所述5V降压芯片型号为LM2596T-5.0。同时，所述整流滤波模块为现有的电路模块，其具体构造和工作原理在此不做详细阐述。

在本实用新型中，如图4所示，所述5V转3.3V模块包括输入端接滤波电感L2、输出端接DSP处理器的稳压芯片，并联后接稳压芯片输入端并接地的高频滤波C9和低频滤波C10，以及并联后接稳压芯片输出端并接地的高频滤波C11和低频滤波C12。其中，所述稳压芯片型号为AMS1117-3.3。在实际工作时，低频滤波电容可以滤除大部分的低频干扰，而高频滤波电容可以滤除小部分的高频干扰，从而很好地确保了对DSP芯片供电的稳定性。

通过上述设计，本实用新型通过漏电流采集模块对机车的DC110V、DC48V直流输出进行漏电流采集，DSP处理器对采集信号进行处理后，若采集到相关漏电流信息，则通过告警模块进行警示，同时通过LCD显示模块进行绝缘信息显示。同时通过对漏电流采集模块的电路结构进行改进，使得整个漏电流模块漏电流采样精度提高，采样速率变快。因此，与现有技术相比，本实用新型具有实质性的特点和进步。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种DC110V、DC48V绝缘监测装置，其特征在于，包括DSP处理器，以及与DSP处理器相连的电源模块、LCD显示模块、漏电流采集模块、隔离单元、时钟单元及告警模块；所述漏电流采集模块包括与DC110V、DC48V直流输出相连的电阻R1，与电阻R1一端相连的电阻R2，以及与电阻R1另一端相连的电容C1，与电阻R2、电容C1的公共端相连的电阻R3，与电阻R3另一端均相连的电阻R4、电容C2、电容C3，正相输入端与电容C2另一端相连的运算放大器A1，均与运算放大器A1的反相输入端相连的电阻R5、R6，与运算放大器A1的输出端相连的电阻R7，发射极与电阻R7的另一端相连的三极管VT1，正极与三极管VT1的基极相连的稳压二极管D1，与稳压二极管D1的负极相连的电阻R8，正极与电阻R8的另一端相连的电解电容C4，以及与三极管VT1的基极相连的电阻R9；其中，电阻R9的另一端和电解电容C4的负极及三极管VT1的发射极接均接地，三极管VT1的集电极通过电阻R10接DSP处理器的VCC引脚，电阻R9的接地端与DC110V、DC48V直流输出回路相连。

2.根据权利要求1所述的一种DC110V、DC48V绝缘监测装置，其特征在于，所述时钟单元包括石英晶体U1、电容C5和电容C6，所述的石英晶体U1并联在DSP处理器的X1端口和X2/CLKIN端口之间，电容C6的一端连接X1端口，电容C5的一端连接X2/CLKIN端口，电容C5和电容C6的另一端接地。

3.根据权利要求2所述的一种DC110V、DC48V绝缘监测装置，其特征在于，所述电源模块包括整流滤波模块、降压模块、5V转3.3V模块；所述整流滤波模块接VCC，且整流滤波模块、降压模块、5V转3.3V模块、DSP处理器依次连接；所述降压模块包括通过防反二极管D2与整流滤波模块连接的5V降压芯片，均与5V降压芯片连接的滤波电容C7、放电二极管D3、滤波电感L2，以及与滤波电感L2连接的低频滤波电容C8；所述滤波电感L2与5V转3.3V模块连接。

4.根据权利要求3所述的一种DC110V、DC48V绝缘监测装置，其特征在于，所述5V转3.3V模块包括输入端接滤波电感L2、输出端接DSP处理器的稳压芯片，并联后接稳压芯片输入端并接地的高频滤波C9和低频滤波C10，以及并联后接稳压芯片输出端并接地的高频滤波C11和低频滤波C12。

5.根据权利要求4所述的一种DC110V、DC48V绝缘监测装置，其特征在于，所述5V降压芯片型号为LM2596T-5.0。

6.根据权利要求5所述的一种DC110V、DC48V绝缘监测装置，其特征在于，所述稳压芯片的型号为AMS1117-3.3。

7.根据权利要求6所述的一种DC110V、DC48V绝缘监测装置，其特征在于，所述告警模块包括DC110V报警器和DC48V报警器。

8.根据权利要求7所述的一种DC110V、DC48V绝缘监测装置，其特征在于，所述DSP处理器所用芯片为TMS320LF2407。