一种低功耗自动重合的断路器控制器电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种低功耗自动重合的断路器控制器电路，用以在低功耗状态下控制断路器开关根据欠费情况实现分合闸动作，该控制器电路包括：电源子电路、电源信号检测子电路、降压稳压子电路：与电源信号检测子电路连接，作为控制器电路内部的低压稳压电源、断路器开关位置信号检测子电路、单片机、电机/霍尔传感器驱动芯片。与现有技术相比，本实用新型专利技术具有全自动化、判断准确、超低功耗、检测准确等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种断路器控制器，尤其是涉及一种低功耗自动重合的断路器控制器电路。
技术介绍
电能表外置断路器的研发是为取代半自动电能表外置断路器进行的全新开发，目前大多数表箱都是安装半自动电能表外置断路器。半自动电能表外置断路器，只能实现欠费分闸，欠费分闸后，缴费完成需要手动进行合闸，用户才能正常使用，半自动电能表外置断路器进入，电费监控模式，并且由于其监控模式一直处于高功率耗电状态，因此功耗大不利于节能。随着经济的发展和城镇化的加速，城市规模越来越大，同时因为很多家庭是只有年迈的父母在家，一旦欠费开关跳闸，由于有些配电箱安装位置比较高，用户无法进行合闸，缴费后合闸一般是需要电网公司的专业人员进行操作，这样会增加电网公司的人员需求，目前市面上该产品为了满足国家电网对功耗的要求，主要采用微动开关对开关位置进行检测，主要目的是为了减少传感器的功耗，从而进一步减少开关电源的功耗，但是微动开关容易生锈等原因会影响产品的寿命和可靠性，而且一般产品不会进行电源信号检测，存在重复掉电、上电产品误动的风险。因此，为了减少用户投诉，给用户更好的服务，我们急需一款能够集欠费分闸，缴费自动合闸，并且能够实现低功耗的全自动电能表外置断路器。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种全自动化、判断准确、超低功耗、检测准确的低功耗自动重合的断路器控制器电路。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种低功耗自动重合的断路器控制器电路，用以在低功耗状态下控制断路器开关根据欠费情况实现分合闸动作，该控制器电路包括：电源子电路：包括一全波整流桥，通过进线端连接到控制断路器开关的母线侧，并且为整个控制器电路供电；电源信号检测子电路：与电源子电路连接，包括分压检测单元和LC滤波单元，用以检测进线端所在的母线是否存在电压，并且对电源子电路进行LC滤波；降压稳压子电路：与电源信号检测子电路连接，作为控制器电路内部的低压稳压电源；断路器开关位置信号检测子电路：采用霍尔传感器分别检测控制断路器开关位置；欠费信号检测子电路：获取母线侧电表的欠费信号并传送给单片机；单片机：分别通过电源信号引脚获取电源信号，欠费信号引脚获取断路器开关的母线侧电表的欠费信号以及通过开关位置信号引脚获取控制断路器开关的位置信号，并进行逻辑判断，产生电机/霍尔传感器驱动芯片的控制信号和霍尔传感器的使能信号；电机/霍尔传感器驱动芯片：与单片机连接，通过接收单片机的控制信号后产生电机驱动信号和霍尔传感器驱动信号，控制电机转动控制断路器开关实现分合闸动作以及控制霍尔传感器检测开关位置。所述的分压检测单元包括第十电容、第十一电容以及依次串联的第二电阻、第五电阻、第七电阻、第十电阻和第十二电阻，所述的第二电阻与全波整流桥一输出端连接，所述的第十二电阻一端接地，所述的第十电容一端连接到第七电阻和第十电阻之间，另一端接地，所述的第十一电容一端连接到第十电阻和第十二电阻之间，另一端接地，所述的单片机的电源信号引脚连接到第十电阻和第十二电阻之间。所述的降压稳压子电路为一由开关电源芯片、变压器和线形稳压器依次连接构成的电路，所述的线形稳压器的输出端分别与单片机的电源引脚和霍尔传感器位置信号引脚连接。所述的欠费信号检测子电路包括相互并联的信号传输单元和信号指示单元，所述的信号传输单元包括依次连接的第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻和第二十一电阻，所述的第二十一电阻与单片机的欠费信号引脚连接，所述的信号指示单元为一发光二极管。所述的霍尔传感器检测控制断路器的开关位置包括分闸位置、合闸位置和自由位置。一种断路器控制器电路的控制方法，包括以下步骤：1)断路器控制器电路在未动作时，单片机处于周期间歇工作状态，其余子电路均处于睡眠状态；2)单片机获取电源信号和欠费信号进行逻辑判定，当判定为用户欠费状态时，进行步骤3)；3)单片机分别产生电机/霍尔传感器驱动芯片的控制信号，包括控制电机驱动信号和控制霍尔传感器驱动信号，电机/霍尔传感器驱动芯片接收控制电机驱动信号后产生电机正反转控制信号，并发送给电机，控制电机转动实现分闸，同时电机/霍尔传感器驱动芯片接收控制霍尔传感器驱动信号并且产生霍尔传感器驱动信号，并发送给霍尔传感器，驱动霍尔传感器工作，检测控制断路器开关位置并返回给单片机；4)在分闸动作结束后，霍尔传感器和电机/霍尔传感器驱动芯片回到睡眠状态。所述的步骤2)中，逻辑判定的方法为：若电源信号为高电平，欠费信号为低电平时，则判定用户为欠费状态，若电源信号为高电平，欠费信号为高电平时，则判定用户处于未欠费状态，若电源信号为低电平时，则判定为母线失电。与现有技术相比，本技术具有以下优点：一、全自动化：本技术能够自动获取电表的欠费信号，根据欠费信号来进行分闸与合闸，代替了原有的手动合闸的方式，操作方便。二、判断准确：由于现有的断路器可能通过欠费和母线失电两种情况进行分闸动作，为避免错误判断，增设了电源信号与欠费信号，经过逻辑判断后能够准确的进行分闸动作。三、超低功耗：本技术在监控时，只有单片机处于间歇工作状态，只需定时检测信号，一旦动作，则唤醒其他元件进行动作，其他元件动作后，回到睡眠状态，因此能够使整机电源线待机输入功耗AC0.2mA以下，控制信号线功耗AC1mA以下。四、检测准确：本技术采用霍尔传感器代替原有的微动开关对开关位置进行检测，防止了微动开关容易生锈和磨损带来的检测不准确，能够适应比较恶劣的环境。附图说明图1为电源子电路和电源信号检测子电路的电路图。图2为降压稳压子电路的电路图。图3为单片机的电路结构图。图4为电机/霍尔传感器驱动芯片的电路结构图。图5为欠费信号检测子电路的电路结构图。图6为断路器开关位置信号检测子电路的电路结构图，其中，图(6a)为控制断路器开关处于合闸位置的电路结构图，图(6b)为控制断路器开关处于分闸位置的电路结构图，图(6c)为控制断路器开关处于自由位置的电路结构图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。实施例：一种低功耗自动重合的断路器控制器电路，用以在低功耗状态下控制断路器开关根据欠费情况实现分合闸动作，该控制器电路包括：电源子电路：包括一全波整流桥，通过进线端连接到控制断路器开关的母线侧，并且为整个控制器电路供电；电源信号检测子电路：包括分压检测单元和LC滤波单元，用以检测进线端所在的母线是否存在电压，并且对电源子电路进行LC滤波；降压稳压子电路：与电源信号检测子电路连接，作为控制器电路内部的低压稳压电源，降压稳压子电路为一由开关电源芯片U2、变压器T1和线形稳压器U1依次连接构成的电路，开关电源芯片U2采用UCC28910芯片；断路器开关位置信号检测子电路：采用霍尔传感器分别检测控制断路器开关位置；欠费信号检测子电路：获取母线侧电表的欠费信号并传送给单片机U3；如图3所示，单片机U3：分别通过电源信号引脚获取电源信号，欠费信号引脚获取断路器开关的母线侧电表的欠费信号以及通过开关位置信号引脚获取控制断路器开关的位置信号，并进行逻辑判断，产生电机/霍尔传感器驱动芯片U4的控制信号和霍尔传感器的使能信号，单片机采用MSP430FR572X型单片机；如图4所示，电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低功耗自动重合的断路器控制器电路，用以在低功耗状态下控制断路器开关根据欠费情况实现分合闸动作，其特征在于，该控制器电路包括：电源子电路：包括一全波整流桥，通过进线端连接到控制断路器开关的母线侧，并且为整个控制器电路供电；电源信号检测子电路：与电源子电路连接，包括分压检测单元和LC滤波单元，用以检测进线端所在的母线是否存在电压，并且对电源子电路进行LC滤波；降压稳压子电路：与电源信号检测子电路连接，作为控制器电路内部的低压稳压电源；断路器开关位置信号检测子电路：采用霍尔传感器分别检测控制断路器开关位置；欠费信号检测子电路：获取母线侧电表的欠费信号并传送给单片机(U3)；单片机(U3)：分别通过电源信号引脚获取电源信号，欠费信号引脚获取断路器开关的母线侧电表的欠费信号以及通过开关位置信号引脚获取控制断路器开关的位置信号，并进行逻辑判断，产生电机/霍尔传感器驱动芯片(U4)的控制信号和霍尔传感器的使能信号；电机/霍尔传感器驱动芯片(U4)：与单片机(U3)连接，通过接收单片机(U3)的控制信号后产生电机驱动信号和霍尔传感器驱动信号，控制电机转动控制断路器开关实现分合闸动作以及控制霍尔传感器检测开关位置。...

【技术特征摘要】
1.一种低功耗自动重合的断路器控制器电路，用以在低功耗状态下控制断路器开关根据欠费情况实现分合闸动作，其特征在于，该控制器电路包括：电源子电路：包括一全波整流桥，通过进线端连接到控制断路器开关的母线侧，并且为整个控制器电路供电；电源信号检测子电路：与电源子电路连接，包括分压检测单元和LC滤波单元，用以检测进线端所在的母线是否存在电压，并且对电源子电路进行LC滤波；降压稳压子电路：与电源信号检测子电路连接，作为控制器电路内部的低压稳压电源；断路器开关位置信号检测子电路：采用霍尔传感器分别检测控制断路器开关位置；欠费信号检测子电路：获取母线侧电表的欠费信号并传送给单片机(U3)；单片机(U3)：分别通过电源信号引脚获取电源信号，欠费信号引脚获取断路器开关的母线侧电表的欠费信号以及通过开关位置信号引脚获取控制断路器开关的位置信号，并进行逻辑判断，产生电机/霍尔传感器驱动芯片(U4)的控制信号和霍尔传感器的使能信号；电机/霍尔传感器驱动芯片(U4)：与单片机(U3)连接，通过接收单片机(U3)的控制信号后产生电机驱动信号和霍尔传感器驱动信号，控制电机转动控制断路器开关实现分合闸动作以及控制霍尔传感器检测开关位置。2.根据权利要求1所述的一种低功耗自动重合的断路器控制器电路，其特征在于，所述的分压检测单元包括第十电容(R10)、第十一电容(R11)以及依次串联的第二电阻(R2)、第五电阻(R...

【专利技术属性】
技术研发人员：高龙龙，白建社，伍学奎，
申请(专利权)人：德力西电气有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33