断路器的控制器制造技术

本实用新型专利技术揭示了一种断路器的控制器。接口电路包括通信用接口、外部IO信号接口。MCR/HSISC检测断路器的分合状态或故障状态。信号采集电路采集断路器中的互感器的电流信号，对电流信号进行调理和放大。键盘操作电路连接到操作键盘，操作键盘上具有操作按钮或操作开关。动作电路执行脱扣动作。通信电路提供通信。数据存储电路存储与控制器相关的数据。液晶显示电路查看控制器运行状态以及过程参数。单片机控制电路与上述的各个相连接，控制上述各个电路。电源电路为上述各个电路提供工作电源。本实用新型专利技术的断路器的控制器功耗低、读写速度快，能够以较低成本和较高的准确率实现MCR/HSISC功能，具有较好的适用性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及低压电器领域，更具体地说，涉及断路器的控制器。
技术介绍
断路器是配电系统中重要的保护电器。近年来，随着低压断路器的应用要求不断提高，对断路器智能控制器的要求也越来越高，功能越来越复杂。不仅要求有基本的三段保护和接地故障保护，还要求有不平衡保护、中性线保护等附加保护。有些更要求有故障报警记录查询、开关量输入/输出(DI/DO)功能、接通电流脱扣器(MCR)功能、高设定值短路瞬动保护(HSISC)功能、通信功能等辅助功能。复杂多样的功能给用户带来便利的同时，增加了断路器智能控制器的功耗，提高了设计难度。同时，在断路器，例如框架断路器小型化的设计趋势下，壳架等级会低至1000A，额定电流低至200A，这些较低的电流指标限定了速饱和线圈的供电能力，低功耗设计成为断路器智能控制器的关键技术。从断路器合闸过程来看，若存在短路故障，无辅助电源时电子脱扣器启动需要一定时间，此时断路器短路接通电流无保护。有辅助电源时电子脱扣器工作正常，此时短路接通电流可以用短路瞬动或短延时来保护，但无法尽快地切除接通短路冲击电流故障。为了弥补短路保护的缺陷，框架断路器控制器需要增加高设定值短路瞬动保护(HSISC)功能和接通电流脱扣器(MCR)功能。通常，MCR/HSISC功能实现上，常规处理方式是采用硬件电路进行峰值判断，当峰值超过MCR/HSISC的设定值时，触发磁通动作，使断路器断开。例如，申请号为CN201420242293.X的专利申请揭示了一种低压断路器用智能控制器，包括一个或者多个互感器组件，均套接于低压断路器的一相母排上，该互感器组件包括矽钢片和速饱和互感器，其两端电气连接形成环路结构，环绕母排设置。通过这种设计，当有电流流过母排时，矽钢片和速饱和互感器间就会产生感应电能，矽钢片和速饱和互感器的公共端，也就是电能输出单元的电能输出端，通过出线孔与智能控制器中的电能接收电路连接，将感应电能传输至智能控制器中的微处理器和其它供电模块，为智能控制器的各部分供电。CN201420242293.X在断路器于正常工作最小电流情况下，有可能出现因功耗不匹配而造成控制器无法正常工作的现象，甚至导致作为电器保护和控制设备的智能断路器失去保护功能。申请号为CN200720058307.2的专利申请揭示了一种断路器保护控制单元，包括断路器本体、电流互感器TA、控制电路、蓄电池，断路器本体与控制电路连接，电流互感器TA与控制电路和蓄电池彼此电连接，电流互感器TA通过控制电路向蓄电池充电，电流互感器TA和蓄电池向控制电路供电。CN200720058307.2采用蓄电池作为供电电源，电流互感器从主电路汲取的电力先充入蓄电池，再由蓄电池和电流互感器共同构成的回路控制装置向断路器的控制器供电，当流过断路器的电流较大时由电流互感器供电，当流过断路器的电流较小时由蓄电池供电。但是这种技术存在一种缺憾，即蓄电池的容量大则体积也大，无法顺应框架小型化设计趋势。另外，当框架断路器遇到库存较长时间的情况下，电池的使用寿命有限，频繁的更换会增加维护难度与成本。申请号为CN200810039739.8的专利申请揭示了一种断路器的MCR保护方法，本方法判断MCR信号是否有效，如有效，置MCR有效标志，并计时，如计时大于100ms则清MCR有效标志，如MCR信号无效，则清MCR有效标志；判断MCR标志是否有效，如有效，判断采样数据是否大于MCR门限值，如是，MCR过门限次数加1，如果MCR过门限次数大于4次，则断路器跳闸。如果采样数据小于MCR门限值，则MCR过门限次数减1，直至减到0为止。CN200810039739.8的缺陷在于判断MCR信号是否有效依赖于控制器启动，但速饱和线圈电流供电时控制器启动时间较长，造成该方法的MCR保护响应慢。申请号为CN201310428241.1的专利申请揭示了一种含储能检测和判断功能的快速MCR智能控制器，其特征在于：包括有MCR控制单元，数据采集、运算、处理控制单元，互感器，速饱和互感器供电单元和致动器，数据采集、运算、处理控制单元与MCR控制单元的输出是或的关系，两者只要任一个输出高电平就能使致动器的脱扣线圈动作，采用上述方案，本技术提供一种储能电压比较和判断单元，在速饱和互感器供电单元所设计了储能电压比较和判断单元，速饱和互感器供电单元所设计的电压比较和判断单元的新型的含储能检测和判断功能的快速智能控制器。CN201310428241.1采用硬件判断方式，存在硬件峰值判断方式不可靠及实现成本高的缺陷。
技术实现思路
本技术旨在提出一种断路器的控制器，能以更低的成本和更高的效率实现MCR/HSISC功能，并且具有低功耗。根据本技术的一实施例，提出一种断路器的控制器，包括：接口电路、MCR/HSISC检测电路、信号采集电路、键盘操作电路、动作电路、通信电路、数据存储电路、液晶显示电路、单片机控制电路和电源电路。接口电路包括通信用接口、外部IO信号接口。MCR/HSISC检测断路器的分合状态或故障状态。信号采集电路采集断路器中的互感器的电流信号，对电流信号进行调理和放大。键盘操作电路连接到操作键盘，操作键盘上具有操作按钮或操作开关。动作电路执行脱扣动作。通信电路提供通信。数据存储电路存储与控制器相关的数据。液晶显示电路查看控制器运行状态以及过程参数。单片机控制电路与上述的接口电路、MCR/HSISC检测电路、信号采集电路、键盘操作电路、动作电路、通信电路、数据存储电路和液晶显示电路相连接，控制上述各个电路。电源电路为上述各个电路提供工作电源。在一个实施例中，数据存储电路包括快速读取存储器和快速写入存储器，快速读取存储器是Flash存储器，快速写入存储器是EEPROM存储器。在一个实施例中，电源电路包括速报和反馈电路、升压电路和降压电路。速饱和反馈电路包括晶闸管、比较器和基准电压芯片。在一个实施例中，MCR/HSISC检测电路包括光耦器件。在一个实施例中，该控制器还包括RTC电源电路，RTC时钟电路提供实时时钟电源，为各个电路提供实时时钟。在一个实施例中，信号采集电路包括对大电流信号进行一级放大，对小电流信号进行二级放大。在一个实施例中，通信电路提供两路通信，第一路通信为物理链路，通过RS485接口与外部通信，第二路通信为设备调试测试用通信口，采用RS485接口形式或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种断路器的控制器，其特征在于，包括：接口电路，接口电路包括通信用接口、外部IO信号接口；MCR/HSISC检测电路，MCR/HSISC检测断路器的分合状态或故障状态；信号采集电路，信号采集电路采集断路器中的互感器的电流信号，对电流信号进行调理和放大；键盘操作电路，键盘操作电路连接到操作键盘，操作键盘上具有操作按钮或操作开关；动作电路，动作电路执行脱扣动作；通信电路，通信电路提供通信；数据存储电路，数据存储电路存储与控制器相关的数据；液晶显示电路，液晶显示电路查看控制器运行状态以及过程参数；单片机控制电路，单片机控制电路与上述的接口电路、MCR/HSISC检测电路、信号采集电路、键盘操作电路、动作电路、通信电路、数据存储电路和液晶显示电路相连接，控制上述各个电路；电源电路，电源电路为上述各个电路提供工作电源。

【技术特征摘要】
1.一种断路器的控制器，其特征在于，包括：
接口电路，接口电路包括通信用接口、外部IO信号接口；
MCR/HSISC检测电路，MCR/HSISC检测断路器的分合状态或故障状
态；
信号采集电路，信号采集电路采集断路器中的互感器的电流信号，对
电流信号进行调理和放大；
键盘操作电路，键盘操作电路连接到操作键盘，操作键盘上具有操作
按钮或操作开关；
动作电路，动作电路执行脱扣动作；
通信电路，通信电路提供通信；
数据存储电路，数据存储电路存储与控制器相关的数据；
液晶显示电路，液晶显示电路查看控制器运行状态以及过程参数；
单片机控制电路，单片机控制电路与上述的接口电路、MCR/HSISC
检测电路、信号采集电路、键盘操作电路、动作电路、通信电路、数据存
储电路和液晶显示电路相连接，控制上述各个电路；
电源电路，电源电路为上述各个电路提供工作电源。
2.如权利要求1所述的断路器的控制器，其特征在于，所述数据存储
电路包...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军，周婷婷，谈永根，
申请(专利权)人：上海电科电器科技有限公司，浙江正泰电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31