全文摘要
本实用新型公开了一种剩余电流式电气火灾监控器电路，主要包括电源降压电路、电源转换电路、依次相互连接的处理器及数据存储电路、二总线通讯控制处理器电路、二总线通讯控制电路；所述处理器及数据存储电路通过光耦电路与二总线通讯控制处理器电路连接；所述电压源降压电路为处理器及数据存储电路、光耦电路供电，所述电源转换电路为二总线通讯控制处理器电路、二总线通讯控制电路供电；所述二总线通讯控制电路与外部检测三相电剩余电流的探测器连接。本实用新型能够对多个漏电流监测装置等火灾探测设备进行数据采集与传输，实时显示被监控回路的各种工作状态，提供全方位、多功能、及高性能的电气火灾预防监控的保护。
主设计要求
1.一种剩余电流式电气火灾监控器电路，其特征在于，主要包括电源降压电路、电源转换电路、依次相互连接的处理器及数据存储电路、二总线通讯控制处理器电路、二总线通讯控制电路；所述处理器及数据存储电路通过光耦电路与二总线通讯控制处理器电路连接；所述电源降压电路为处理器及数据存储电路、光耦电路供电，所述电源转换电路为二总线通讯控制处理器电路、二总线通讯控制电路供电；所述二总线通讯控制电路与外部检测三相电剩余电流的探测器连接。
设计方案
1.一种剩余电流式电气火灾监控器电路，其特征在于，主要包括电源降压电路、电源转换电路、依次相互连接的处理器及数据存储电路、二总线通讯控制处理器电路、二总线通讯控制电路；
所述处理器及数据存储电路通过光耦电路与二总线通讯控制处理器电路连接；
所述电源降压电路为处理器及数据存储电路、光耦电路供电，所述电源转换电路为二总线通讯控制处理器电路、二总线通讯控制电路供电；
所述二总线通讯控制电路与外部检测三相电剩余电流的探测器连接。
2.根据权利要求1所述的剩余电流式电气火灾监控器电路，其特征在于，所述电源降压电路包括第一电源转换芯片U21、第二电源转换芯片U22、二极管D19、瞬态抑制二极管D18、D20、电容C19—C25、电感L8、电源输入端口JP3；
二极管D19的正极与电源输入端口JP3连接、负极与第一电源转换芯片U21的输入引脚IN连接，瞬态抑制二极管D18、电容C19、C20均并联在第一电源转换芯片U21的输入引脚IN与GND引脚之间，第一电源转换芯片U21的输出引脚OUT通过电感L8与第二电源转换芯片U22的输入引脚Vin连接，瞬态抑制二极管D30、电容C23—C25均并联在第一电源转换芯片U21的输出引脚OUT与GND引脚之间，电容C21、C22并联在第二电源转换芯片U22的输出引脚Vout与GND引脚之间，第二电源转换芯片U22的输出引脚Vout与处理器及数据存储电路、光耦电路连接。
3.根据权利要求1所述的剩余电流式电气火灾监控器电路，其特征在于，所述处理器及数据存储电路主要包括处理器芯片U6、存储芯片U33，存储芯片U33与处理器芯片U6连接。
4.根据权利要求1所述的剩余电流式电气火灾监控器电路，其特征在于，所述二总线通讯控制处理器电路包括二总线通讯控制处理器IC2、电容C003、C004，电容C003、C004并联在二总线通讯控制处理器IC2的电源引脚3V3与GND引脚之间、并与电源转换电路的输出电压连接。
5.根据权利要求4所述的剩余电流式电气火灾监控器电路，其特征在于，所述二总线通讯控制处理器IC2采用PB620。
6.根据权利要求5所述的剩余电流式电气火灾监控器电路，其特征在于，所述二总线通讯控制电路输入电压为24V，输出电压为电源转换电路供电，分别与二总线通讯控制处理器IC2的总线控制引脚CONH、CONL、CONM、总线信号接收引脚ANV、ANA连接。
7.根据权利要求1所述的剩余电流式电气火灾监控器电路，其特征在于，所述电源转换电路包括第三电源转换芯片U01、第四电源转换芯片U1、瞬态抑制二极管D01、二极管D02、电容C09、C013—C016、电感L1；
瞬态抑制二极管D01的正极与输入电压连接、负极与第三电源转换芯片U01的输入引脚VIN连接，电容C09并联在第三电源转换芯片U01的输入引脚VIN与GND引脚之间，二极管D02并联在第三电源转换芯片U01的输出引脚output与GND引脚之间，第三电源转换芯片U01的输出引脚output通过电感L1与第四电源转换芯片U1的输入引脚IN连接，电容C013、C014并联在第四电源转换芯片U1的输入引脚IN与GND引脚之间，电容C015、C016并联在第四电源转换芯片U1的输出引脚OUT与GND引脚之间，第四电源转换芯片U1的输入引脚IN与二总线通讯控制电路连接。
8.根据权利要求1所述的剩余电流式电气火灾监控器电路，其特征在于，所述光耦电路包括三个结构相同的第一光耦隔离电路、第二光耦隔离电路、第三光耦隔离电路；
所述第一光耦隔离电路、第二光耦隔离电路中光电耦合器的第2引脚连接二总线通讯控制处理器电路、第4引脚连接处理器及数据存储电路；
所述第三光耦隔离电路的光电耦合器的第4引脚连接二总线通讯控制处理器电路、第2引脚连接处理器及数据存储电路。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及公共场所消防系统领域，特别是涉及一种剩余电流式电气火灾监控器电路。
背景技术
目前大型商场、生活小区、生产基地、办公大楼、商场九点、分散设备等区域的电气火灾安全隐患之一是漏电流，排除因漏电形成的电气火灾安全隐患需要做好三相电漏电流的实时准确监控，以避免发生火灾对人员、财务的重大损伤。因而应运而生出多种漏电流监测装置，通过将漏电流监测装置外接电流互感器，监测三相电的漏电流情况，而漏电流监测装置需要人工进行逐一收集信息，消耗大量的人力物力，检测效果差，缺少一个统一的主机对漏电流监测装置进行数据采集与传输。
因此亟需提供一种新型的剩余电流式电气火灾监控器电路来解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种剩余电流式电气火灾监控器电路，能够对多个漏电流监测装置等火灾探测设备进行数据采集与传输。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种剩余电流式电气火灾监控器电路，主要包括电源降压电路、电源转换电路、依次相互连接的处理器及数据存储电路、二总线通讯控制处理器电路、二总线通讯控制电路；
所述处理器及数据存储电路通过光耦电路与二总线通讯控制处理器电路连接；
所述电压源降压电路为处理器及数据存储电路、光耦电路供电，所述电源转换电路为二总线通讯控制处理器电路、二总线通讯控制电路供电；
所述二总线通讯控制电路与外部检测三相电剩余电流的探测器连接。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述电源降压电路包括第一电源转换芯片U21、第二电源转换芯片U22、二极管D19、瞬态抑制二极管D18、D20、电容C19—C25、电感L8、电源输入端口JP3；
二极管D19的正极与电源输入端口JP3连接、负极与第一电源转换芯片U21的输入引脚IN连接，瞬态抑制二极管D18、电容C19、C20均并联在第一电源转换芯片U21的输入引脚IN与GND引脚之间，第一电源转换芯片U21的输出引脚OUT通过电感L8与第二电源转换芯片U22的输入引脚Vin连接，瞬态抑制二极管D30、电容C23—C25均并联在第一电源转换芯片U21的输出引脚OUT与GND引脚之间，电容C21、C22并联在第二电源转换芯片U22的输出引脚Vout与GND引脚之间，第二电源转换芯片U22的输出引脚Vout与处理器及数据存储电路、光耦电路连接。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述处理器及数据存储电路主要包括处理器芯片U6、存储芯片U33，存储芯片U33与处理器芯片U6连接。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述二总线通讯控制处理器电路包括二总线通讯控制处理器IC2、电容C003、C004，电容C003、C004并联在二总线通讯控制处理器IC2的电源引脚3V3与GND引脚之间、并与电源转换电路的输出电压连接。
进一步的，所述二总线通讯控制处理器IC2采用PB620。
更进一步的，所述二总线通讯控制电路输入电压为24V，输出电压为电源转换电路供电，分别与二总线通讯控制处理器IC2的总线控制引脚CONH、CONL、CONM、总线信号接收引脚ANV、ANA连接。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述电源转换电路包括第三电源转换芯片U01、第四电源转换芯片U1、瞬态抑制二极管D01、二极管D02、电容C09、C013—C016、电感L1；
瞬态抑制二极管D01的正极与输入电压连接、负极与第三电源转换芯片U01的输入引脚VIN连接，电容C09并联在第三电源转换芯片U01的输入引脚VIN与GND引脚之间，二极管D02并联在第三电源转换芯片U01的输出引脚output与GND引脚之间，第三电源转换芯片U01的输出引脚output通过电感L1与第四电源转换芯片U1的输入引脚IN连接，电容C013、C014并联在第四电源转换芯片U1的输入引脚IN与GND引脚之间，电容C015、C016并联在第四电源转换芯片U1的输出引脚OUT与GND引脚之间，第四电源转换芯片U1的输入引脚IN与二总线通讯控制电路连接。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述光耦电路包括三个结构相同的第一光耦隔离电路、第二光耦隔离电路、第三光耦隔离电路；
所述第一光耦隔离电路、第二光耦隔离电路中光电耦合器的第2引脚连接二总线通讯控制处理器电路、第4引脚连接处理器及数据存储电路；
所述第三光耦隔离电路的光电耦合器的第4引脚连接二总线通讯控制处理器电路、第2引脚连接处理器及数据存储电路。
本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型是剩余电流式电气火灾监控系统的核心，电路结构简单，能够对多个漏电流监测装置等火灾探测设备进行数据采集与传输，实时显示被监控回路的各种工作状态，从最前端的电气信号采集到数据传输再到最终数据处理，能够提供全方位、多功能、及高性能的电气火灾预防监控的保护；
(2)本实用新型易用性强、可靠性高、功能较强、维护方便，可广泛应用于大型商场、生活小区、生产基地、办公大楼、商场酒店、分散设备等区域用电防火的集中管理，既极大的提高供电系统的连续性，又能把电气火灾消灭于萌芽状态，对安全用电提供了保障。
附图说明
图1是本实用新型剩余电流式电气火灾监控器电路的结构框图；
图2是所述处理器及数据存储电路的电路图；
图3是所述电源降压电路的电路图；
图4是所述二总线通讯控制处理器电路的电路图；
图5是所述电源转换电路的电路图；
图6是所述二总线通讯控制电路电路图；
图7是所述光耦电路的电路图。
,具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本实用新型实施例包括：
一种剩余电流式电气火灾监控器电路，主要包括电源降压电路、电源转换电路、依次相互连接的处理器及数据存储电路、二总线通讯控制处理器电路、二总线通讯控制电路。所述处理器及数据存储电路通过光耦电路与二总线通讯控制处理器电路连接，所述二总线通讯控制电路与外部检测三相电剩余电流的探测器连接。所述电压源降压电路为处理器及数据存储电路、光耦电路供电，所述电源转换电路为二总线通讯控制处理器电路、二总线通讯控制电路供电。
下面分别对各个电路的电路结构及电路原理进行具体描述：
结合图2，所述处理器及数据存储电路主要包括处理器芯片U6、存储芯片U33、晶振电路、电源电路、程序下载电路等处理器芯片U6的外围电路，各电路元器件及其连接关系如图所示。优选的，所述处理器芯片U6采用单片机STM32F103VC。处理器芯片U6的第51、52、53、54脚连接到存储芯片U33，通过I2C通讯协议读取和存储数据，优选的，所述存储芯片U33采用W25Q128。处理器芯片U6的第25、26脚连接到光耦U2、U4。所述处理器芯片U6通过USART串口通讯协议与外接设备进行通讯。
结合图3，所述电源降压电路包括第一电源转换芯片U21、第二电源转换芯片U22、二极管D19、瞬态抑制二极管D18、D20、电容C19—C25、电感L8、电源输入端口JP3。各电路元器件及其连接关系如图所示，二极管D19的正极与电源输入端口JP3连接、负极与第一电源转换芯片U21的输入引脚IN连接，瞬态抑制二极管D18、电容C19、C20均并联在第一电源转换芯片U21的输入引脚IN与GND引脚之间，第一电源转换芯片U21的输出引脚OUT通过电感L8与第二电源转换芯片U22的输入引脚Vin连接，瞬态抑制二极管D30、电容C23—C25均并联在第一电源转换芯片U21的输出引脚OUT与GND引脚之间，电容C21、C22并联在第二电源转换芯片U22的输出引脚Vout与GND引脚之间，第二电源转换芯片U22的输出引脚Vout与处理器及数据存储电路、光耦电路连接。
外部输入电源先通过二极管D19和瞬态抑制二极管D18，起到防止反接和输入保护作用，然后输入电源经过第一电源转换芯片U21降压为5V电源，输入至第二电源转换芯片U22，U22输出V3.3V电源给处理器U6、存储芯片U33、光耦U3、U4、U2及其它处理器外围电路供电。
结合图4，所述二总线通讯控制处理器电路包括二总线通讯控制处理器IC2、电容C003、C004，电容C003、C004并联在二总线通讯控制处理器IC2的电源引脚3V3与GND引脚之间、并与电源转换电路的输出电压VCC1连接。
优选的，所述二总线通讯控制处理器IC2采用PB620，总线可供电、通讯和供电无需电气隔离，总线抗干扰能力强，可与市电并走，支持总线电流20A，具备总线短路保护，短路移除自动恢复总线，故障信号上报功能，最大总线电压可达48V，透明串口协议，可兼容原RS485系统。
结合图5，所述电源转换电路包括第三电源转换芯片U01、第四电源转换芯片U1、瞬态抑制二极管D01、二极管D02、电容C09、C013—C016、电感L1。各电路元器件及其连接关系如图所示，瞬态抑制二极管D01的正极与输入电压连接、负极与第三电源转换芯片U01的输入引脚VIN连接，电容C09并联在第三电源转换芯片U01的输入引脚VIN与GND引脚之间，二极管D02并联在第三电源转换芯片U01的输出引脚output与GND引脚之间，第三电源转换芯片U01的输出引脚output通过电感L1与第四电源转换芯片U1的输入引脚IN连接，电容C013、C014并联在第四电源转换芯片U1的输入引脚IN与GND引脚之间，电容C015、C016并联在第四电源转换芯片U1的输出引脚OUT与GND引脚之间，第四电源转换芯片U1的输入引脚IN与二总线通讯控制电路连接。输入电压为V1+，输出电压为VCC1。输入的电压V1+先经过二极管M7后输入到第三电源转换芯片U01，经U01降压后输出+12V1电源一端接到第四电源转换芯片U1，一端接到第五电源转换芯片U02，U1输出的电压VCC1连接到IC2的第17脚，给该芯片供电。
结合图6，所述二总线通讯控制电路输入电压为24V，输出电压V1+为电源转换电路供电，各电路元器件及其连接关系如图所示。二总线通讯控制电路分别与二总线通讯控制处理器IC2的总线控制引脚CONH、CONL、CONM、总线信号接收引脚ANV、ANA连接，进行二总线通讯控制处理器的通讯控制。将处理器芯片U6发送的USART串口协议转换为二总线协议，传输到二总线通讯控制电路连接的外部设备中，并将外部设备返回的数据解析成USART串口协议发送给处理器芯片U6。输入电源+24V先通过保险丝F1后连接到极性电容C1、C2，经滤波后输出电压V1+，电压输入至总线供电MOS管Q1的源极，降低发热量。MOS管Q1的漏极连接到三极管Q6、电阻R88、瞬态抑制二极管D1、Z1后连接到端子JP1的第3脚，输出信号给外部设备。端子JP1的第1、第2脚是电源输入端，第五电源转换芯片U02采用LM317，为总线提供通讯电压，与总线保护功能。
所述二总线通讯控制处理器IC2需使用隔离设计，将二总线通讯控制处理器IC2的通讯信号及状态信号通过光耦隔离传输给处理器芯片U6。如图7所示，所述光耦电路包括三个结构相同的第一光耦隔离电路、第二光耦隔离电路、第三光耦隔离电路，各电路元器件及其连接关系如图所示。所述第一光耦隔离电路中光电耦合器U3的第2引脚连接二总线通讯控制处理器IC2的第20引脚、第4引脚连接处理器芯片U6的第24引脚，二总线通讯控制处理器IC2的第20引脚是传输当前二总线通讯控制处理器工作在正常状态下或是短路保护状态下。所述第二光耦隔离电路中光电耦合器U4的第2引脚连接二总线通讯控制处理器IC2的第8引脚、第4引脚连接处理器芯片U6的第26引脚。所述第三光耦隔离电路的光电耦合器U2的第4引脚连接二总线通讯控制处理器IC2的第2引脚、第2引脚连接处理器IC2的第25引脚。所述光耦电路均由电源降压电路输出的3.3V电压供电。
本实用新型是剩余电流式电气火灾监控系统的核心，电路结构简单，能够对多个漏电流监测装置等火灾探测设备进行数据采集与传输，实时显示被监控回路的各种工作状态，从最前端的电气信号采集到数据传输再到最终数据处理，能够提供全方位、多功能、及高性能的电气火灾预防监控的保护；易用性强、可靠性高、功能较强、维护方便，可广泛应用于大型商场、生活小区、生产基地、办公大楼、商场酒店、分散设备等区域用电防火的集中管理，既极大的提高供电系统的连续性，又能把电气火灾消灭于萌芽状态，对安全用电提供了保障。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201822252543.9
申请日:2018-12-29
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:34(安徽)
授权编号:CN209132912U
授权时间:20190719
主分类号:G08B 17/06
专利分类号:G08B17/06
范畴分类:33C;
申请人:合肥鸿业消防科技股份有限公司
第一申请人:合肥鸿业消防科技股份有限公司
申请人地址:230088 安徽省合肥市高新区柏堰科技园秋菊路33号4号楼5层501室
发明人:宣轩
第一发明人:宣轩
当前权利人:合肥鸿业消防科技股份有限公司
代理人:李璐
代理机构:34125
代理机构编号:合肥市上嘉专利代理事务所(普通合伙)
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计