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用于检测高压高频干扰的检测电路.pdf

摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201710069815.9

申请日:

2017.02.08

公开号:

CN106814271A

公开日:

2017.06.09

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G01R 31/00申请日:20170208|||公开
IPC分类号: G01R31/00 主分类号: G01R31/00
申请人: 国网浙江杭州市富阳区供电公司
发明人: 郎菊芬; 冯利华; 徐川子; 张杭锋; 章东杰; 何功; 杨慕玮; 王妍艳; 孙晓毓; 冯霞
地址: 311400 浙江省杭州市富阳区光明路5号
优先权:
专利代理机构: 杭州华鼎知识产权代理事务所(普通合伙) 33217 代理人: 项军
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法律状态
申请(专利)号:

CN201710069815.9

授权太阳城集团号:

|||

法律状态太阳城集团日:

2017.07.04|||2017.06.09

法律状态类型:

太阳城集团实质审查的生效|||公开

摘要

本发明提供了一种用于检测高压高频干扰的检测电路,属于电力设备领域,该检测电路包括天线,以及与天线连接的接收选频电路,在接收选频电路的输出端连接有高放电路,在高放电路的输出端连接具有末级整流电路,在末级整流电路的输出端连接有信号保持输出电路。通过使用接收选频电路对接收到的信号进行选取,接着使高放电路中的三极管工作在临界截止状态,并且构成达林顿管复合模式,以便提高高放过程的灵敏度。从而提高该检测电路自身的抗干扰性,不会因遭受攻击而发生电路的损坏和失效;同时降低了功率消耗,减小对系统供电的要求。

权利要求书

1.用于检测高压高频干扰的检测电路,其特征在于,所述检测电路,包括:天线E1,以及
与天线E1连接的接收选频电路,在接收选频电路的输出端连接有高放电路,在高放电路的
输出端连接具有末级整流电路,在末级整流电路的输出端连接有信号保持输出电路;
其中,在接收选频电路中设有与天线E1连接的电容C4、电感L1以及电容C6,在电容C6的
两端并联有电感L2;在高放电路中设有包括电阻R6与电阻R3的第一并联电路,以及与第一
并联电路并联的包括电阻R12与R8的第二并联电路,在高放电路中还设有三极管Q1、三极管
Q2、三极管Q5与三极管Q6,在末级整流电路中设有三极管Q4与三极管Q7。
2.根据权利要求1所述的用于检测高压高频干扰的检测电路,其特征在于,在所述高放
电路中,还设有电阻R14,电阻R14的一端与电阻R6的一端连接,电阻R14的另一端与三极管
Q1的发射极连接,三极管Q1的发射级还与三极管Q2的基级连接,三极管Q2的发射级与电阻
R14的一端连接,三极管Q2的集电极与电阻R2相连。
3.根据权利要求2所述的用于检测高压高频干扰的检测电路,其特征在于,在所述高放
电路中,还设有电容C7,电容C7的一端与接收选频电路相连,电容C7的另一端连接有电阻
R9。
4.根据权利要求3所述的用于检测高压高频干扰的检测电路,其特征在于,所述第二并
联电路与电阻R9相连,以及连接在第二并联电路上的三极管Q6,在三极管Q6的发射级上连
接有电阻R15以及三极管Q5的基级,在所述高放电路还设有与三极管Q6集电极、三极管Q5的
集电极连接的电阻R11,在三极管Q6的集电极上连接有电阻R10。
5.根据权利要求4所述的用于检测高压高频干扰的检测电路,其特征在于,在所述末级
整流电路中设有三极管Q4和三极管Q7,三极管Q4的基极经电阻R4与三极管Q1的集电极相
连,三极管Q4的集电极与三极管Q7的集电极相连;
在末级整流电路中还设有三极管Q3,三极管Q3的基级与电阻R10相连,三极管Q3的集电
极经电阻R13与三极管Q7的基级相连,在三极管Q7的集电极上还连接有二极管D2。
6.根据权利要求5所述的用于检测高压高频干扰的检测电路,其特征在于,在所述信号
输出电路中,设有与二极管D2连接的电阻R16,以及与电阻R16并联的电容C8、稳压二极管
D3,在电容C8与稳压二极管D3之间还设有电阻R20。
7.根据权利要求1至6任一项所述的用于检测高压高频干扰的检测电路,其特征在于,
还包括接地电路,所述接地电路包括并联的电容C14和电容C17。
8.根据权利要求7所述的用于检测高压高频干扰的检测电路,其特征在于,还包括5V电
压输入端。

说明书

用于检测高压高频干扰的检测电路

技术领域

本发明属于电力设备领域,特别涉及用于检测高压高频干扰的检测电路。

背景技术

随着电力、通讯技术的发展,各种破坏通讯设施和电力计量设施的也不断涌现,高
压高频干扰攻击具有破坏性大,隐蔽性强的特点。遭受干扰攻击的设备往往处于死机的状
态,丧失了设备应有的功能,给社会带来较大的经济损失和负面影响。目前的通讯和电力设
施,在性能要求方面是没有抗高压放电这一项的,也就给了不法分子进行破,打开了方便之
门。该电路能快速有效的检测出高压高频的干扰攻击行为。为保护通讯及电力设施起到积
极的作用。

现有的高压高频检测电路主要是用于电气设备故障点的判断检修,当高压电路存
在放电或漏电的情况下,能用此电路来查找放电(故障)部位。通常的做法是采用音频采集
的方法。具体方法是利用声音传感器经信号放大后送至微处理器进行波形的频域分析,其
能量分布在20~150kHz的带宽内。该方法的特点是硬件电路相对简单,只包括了传感器电
路和信号放大电路。其大部分的信号分析工作交由微处理器来完成,其算法复杂,且需要较
高资源的高速微处理器。这就大大增加了电路的成本和功耗。由于大量的采用软件的算法,
其性能方面也是一大弱项。在整个检测系统遭受攻击时最容易出现问题的就是微处理器,
其所表现出来的就是程序跑飞,复位,甚至死机。当出现上述现象时,其检测系统也就丧失
其应有的功能。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺点和不足,本发明提供了用于提高抗干扰性、降低
电源需求的检测电路。

为了达到上述技术目的,本发明提供了用于检测高压高频干扰的检测电路,其特
征在于,所述检测电路,包括:天线E1,以及与天线E1连接的接收选频电路,在接收选频电路
的输出端连接有高放电路,在高放电路的输出端连接具有末级整流电路,在末级整流电路
的输出端连接有信号保持输出电路;

其中,在接收选频电路中设有与天线E1连接的电容C4、电感L1以及电容C6,在电容
C6的两端并联有电感L2;在高放电路中设有包括电阻R6与电阻R3的第一并联电路,以及与
第一并联电路并联的包括电阻R12与R8的第二并联电路,在高放电路中还设有三极管Q1、三
极管Q2、三极管Q5与三极管Q6,在末级整流电路中设有三极管Q4与三极管Q7。

可选的,在所述高放电路中,还设有电阻R14,电阻R14的一端与电阻R6的一端连
接,电阻R14的另一端与三极管Q1的发射极连接,三极管Q1的发射级还与三极管Q2的基级连
接,三极管Q2的发射级与电阻R14的一端连接,三极管Q2的集电极与电阻R2相连。

可选的,在所述高放电路中,还设有电容C7,电容C7的一端与接收选频电路相连,
电容C7的另一端连接有电阻R9。

可选的,所述第二并联电路与电阻R9相连,以及连接在第二并联电路上的三极管
Q6,在三极管Q6的发射级上连接有电阻R15以及三极管Q5的基级,在所述高放电路还设有与
三极管Q6集电极、三极管Q5的集电极连接的电阻R11,在三极管Q6的集电极上连接有电阻
R10。

可选的,在所述末级整流电路中设有三极管Q4和三极管Q7,三极管Q4的基极经电
阻R4与三极管Q1的集电极相连,三极管Q4的集电极与三极管Q7的集电极相连;

在末级整流电路中还设有三极管Q3,三极管Q3的基级与电阻R10相连,三极管Q3的
集电极经电阻R13与三极管Q7的基级相连,在三极管Q7的集电极上还连接有二极管D2。

可选的,在所述信号输出电路中,设有与二极管D2连接的电阻R16,以及与电阻R16
并联的电容C8、稳压二极管D3,在电容C8与稳压二极管D3之间还设有电阻R20。

可选的,其特征在于,还包括接地电路,所述接地电路包括并联的电容C14和电容
C17。

可选的,还包括5V电压输入端。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是:

通过使用接收选频电路对接收到的信号进行选取,接着使高放电路中的三极管工
作在临界截止状态,并且构成达林顿管复合模式,以便提高高放过程的灵敏度。从而提高该
检测电路自身的抗干扰性,不会因遭受攻击而发生电路的损坏和失效;同时降低了功率消
耗,减小对系统供电的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图
作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普
通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种用于检测高压高频干扰的检测电路的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的结构和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的结构作进一步地
描述。

实施例一

本发明提供了一种用于检测高压高频干扰的检测电路,如图1所示,该检测电路包
括:天线E1,以及与天线E1连接的接收选频电路,在接收选频电路的输出端连接有高放电
路,在高放电路的输出端连接具有末级整流电路,在末级整流电路的输出端连接有信号保
持输出电路;

其中,在接收选频电路中设有与天线E1连接的电容C4、电感L1以及电容C6,在电容
C6的两端并联有电感L2;在高放电路中设有包括电阻R6与电阻R3的第一并联电路,以及与
第一并联电路并联的包括电阻R12与R8的第二并联电路,在高放电路中还设有三极管Q1、三
极管Q2、三极管Q5与三极管Q6,在末级整流电路中设有三极管Q4与三极管Q7。

在实施中,本发明实施例提出了一种检测电路,用于对高压高频干扰进行检测,为
了完成该项检测,该检测电路包括接收短频电路、高放电路、末级整流电路以及信号保持输
出电路四部分。

其中,在接收选频电路中设有与天线E1连接的电容C4、电感L1以及电容C6,在电容
C6的两端并联有电感L2。依据上述原件,经天线E1接收到的高压高频干扰信号进入由电感
L1、电感L2、电容C4、电容C6组成的选频网络。由于高压放电是以脉冲形式出现,其信号包含
丰富的谐波成分,信号的带宽很宽。为提高检测电路的抗干扰能力避免无线及移动设备的
干扰加入了两级滤波电路,分别是C4,L1组成的串联带通滤波和L2,C6组成的并联带通滤
波。

在接收选频电路的输出端连接有高放电路。在高放电路中,除了设有包括电阻R6
与电阻R3的第一并联电路,以及与第一并联电路并联的包括电阻R12与R8的第二并联电路,
在高放电路中还设有三极管Q1、三极管Q2、三极管Q5与三极管Q6,在末级整流电路中设有三
极管Q4与三极管Q7。还设有电阻R14,电阻R14的一端与电阻R6的一端连接,电阻R14的另一
端与三极管Q1的发射极连接,三极管Q1的发射级还与三极管Q2的基级连接,三极管Q2的发
射级与电阻R14的一端连接,三极管Q2的集电极与电阻R2相连。

另外,在高放电路中,还设有电容C7,电容C7的一端与接收选频电路相连,电容C7
的另一端连接有电阻R9。第二并联电路与电阻R9相连,以及连接在第二并联电路上的三极
管Q6,在三极管Q6的发射级上连接有电阻R15以及三极管Q5的基级,在高放电路还设有与三
极管Q6集电极、三极管Q5的集电极连接的电阻R11,在三极管Q6的集电极上连接有电阻R10。

基于上述结构的高放电路,高放电路未采用选频网络,为降低检测电路的功耗高
放部分工作在乙类状态。这里的乙类状态是根据放大器在不同工作状态下的理想效率进行
划分,具体的,乙类状态是指放大器的导通角φ为90°,理想效率η为78.5%的状态。

在高放电路中的电阻R6、电阻R3构成电路正向静态偏置电路,确保三极管Q1、Q2组
成的高放电路的静态处于临界截止状态;同样电阻R8、电阻R12是电路反向静态偏置电阻,
以确保三极管Q5、Q6静态处于临界截止状态。为提高高放级的灵敏度,电路采用了达林顿管
的复合模式。电阻R14,R15为泄漏电阻,其作用是旁路三极管Q1、Q6因热噪声而产生的漏电
流,稳定三极管Q2、Q5的工作点。电阻R2,R11为高放电路集电极输出的负载电阻。电容C5,C7
是高放输入的隔直耦合电容,电阻R5、R9为输入限流电阻,确保高放电路的安全。

可选的,在末级整流电路中设有三极管Q4和三极管Q7,三极管Q4的基极经电阻R4
与三极管Q1的集电极相连,三极管Q4的集电极与三极管Q7的集电极相连;在末级整流电路
中还设有三极管Q3,三极管Q3的基级与电阻R10相连,三极管Q3的集电极经电阻R13与三极
管Q7的基级相连,在三极管Q7的集电极上还连接有二极管D2。

在实施中,末级输出电路通过设有三极管Q4、Q7以提高输出能力。三极管Q3为反相
电路,确保输出相位的一致性。电阻R4、R10作为末级输入限流电阻,确保末级的可靠性。另
外之所以令三极管Q4、Q7输出的信号合并后经二极管D2后输出,二极管D2所起的作用是防
止末级的漏电流对输出造成影响。

可选的,在信号输出电路中,设有与二极管D2连接的电阻R16,以及与电阻R16并联
的电容C8、稳压二极管D3,在电容C8与稳压二极管D3之间还设有电阻R20。

在实施中,信号保持电路主要由C8和R16组成。由于高压放电信号脉宽很窄,为确
保后续电路能可靠的捕捉到该信号,故增加了C8来保持信号的输出。高压放电攻击结束后
C8则通过R16来释放电荷,输出复位。由于整个放电检测电路采用的是5V的供电电源,而后
级则是3.3V系统,为与后级电路匹配增加了由R20,D3组成的钳位电路。

可选的,在该检测电路中还包括接地电路,接地电路包括并联的电容C14和电容
C17。用于实现对地隔离。该检测电路中还包括5V电压输入端。用于对整个检测电路中的元
器件进行供电。

另外,本发明提出的检测电路工作电压为5V,由于电路工作于乙类状态,静态功耗
为微安级,当检测到高压放电攻击时,其工作电流也小于5mA。故该电路对电源的要求很低,
实用常规的电源即可。

本发明提供了一种用于检测高压高频干扰的检测电路,该检测电路包括天线,以
及与天线连接的接收选频电路,在接收选频电路的输出端连接有高放电路,在高放电路的
输出端连接具有末级整流电路,在末级整流电路的输出端连接有信号保持输出电路。通过
使用接收选频电路对接收到的信号进行选取,接着使高放电路中的三极管工作在临界截止
状态,并且构成达林顿管复合模式,以便提高高放过程的灵敏度。从而提高该检测电路自身
的抗干扰性,不会因遭受攻击而发生电路的损坏和失效;同时降低了功率消耗,减小对系统
供电的要求。

上述实施例中的各个序号仅仅为了描述,不代表各部件的组装或使用过程中的先
后顺序。

以上所述仅为本发明的实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则
之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

关 键 词:
用于 检测 高压 高频 干扰 电路
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