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保险丝状态诊断电路

保险丝状态诊断电路

点击数:7326 次   录入时间:03-04 11:59:53   整理:http://www.55dianzi.com   传感-检测-采集电路

  下图所示的电路,能检测出高可靠通信电源中,小型断路器或强击穿能力保险丝的开路状态。当故障引起电磁传感器的阻抗发生变化时,该电路就会产生报警信号。传统的故障检测电路,都是检测开路保险丝两端的电位差、流过装有保险丝电路的漏电电流或者一个激励器保险丝引起的辅助(无电压)触点的闭合状态。这三种方法都有缺点:电位差电路,因系统电池维持总线电压而会引入长达30分钟的延迟;漏电流传感器,仅仅在有负载时才起作用;若增加辅助的小型断路器支持电路,或特殊的强击穿能力指示器保险丝及其连接器,则可能大大提高系统成本。

  
保险丝状态诊断电路  

    在该电路中,电容器C4和变压器T1次级电感L2的谐振频率约为42kHz,这一频率可使音频、射频(RF)和测量仪噪声频段内,产生的噪声降至最小程度。运算放大器IC1以及相关的元件,构成增益为20的交流耦合正反馈放大器。在正常工作时,完好的保险丝或闭合的断路器.通过T1的单匝初级L1(检测)绕组形成一条低阻抗通路。变压器的作用是使C2、C4和R5的连接点呈现一个低阻抗,同时将IC1的环路增益,降低到不足以维持振荡的数值。
  
  当故障发生并切断T1初级绕组L1中的电流时.Tl的次级阻抗增大,使得电路达到全闭路增益,并使IC1以(由12和C4决定的)42kHz的频率振荡。电容器C3将振荡信号耦合到增益为3的放大器IC2,IC2又驱动由D3和5组成的峰值检测器并使晶体管Q1饱和,为外部报警器提供一个逻辑低电平信号。
  
  为了设计变压器T1,就要计算所需的阻抗和匝数比。公式(1)描述基本的变压器关系:.

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  式中,Z1为初级绕组阻抗.22为次级绕组阻抗,N1为初级绕组匝数,N2为次级绕组匝数。
  
  正常工作时,初级绕组中有电流流过,次级绕阻的阻抗就由初级一侧的低阻抗再加上T1的漏电抗组成。
  
  当初级绕组中没有电流流过时,次级绕组中的匝数和环形磁芯AL(每匝的电感)就确定了初级绕组L2的电感和匝数,如公式2所示:

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  式中,N2为环绕在环形磁芯上的匝数。铁氧体磁芯制造商通常会公布每匝电感的数据,从而简化对T1设计的更改,不过,如果没有这些数据,可以利用公式3来计算这一电感。

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  式中,有效磁导率μe等于磁性常数4πx10(-7)Hm(-1),其中的I为路径长度,A为以平方毫米为单位的横截面积。为了确保开路初级电路和闭合初级电路之间的差别,能引起相对初级绕组阻抗很大变化,应该选择能产生很大电感值的磁芯。此外,还应该选择在最大初级电流下不会饱和的磁芯材料。
  
  磁芯的中心区域必须为初级绕组和次级绕组留出空隙。本变压器采甩FerroxCuzbe公司的3C90环形铁氧体磁芯,次级绕组由5匝(0.2mm2的绝缘铜线)线圈组成。下图示出了完整的变压器结构。

变压器结构




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