电子式断路器电流源恒压控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及电子式断路器电流源恒压控制系统及方法，包括电流互感模块，用于从高压侧将电流耦合至低压侧为系统提供电源和采样电流；整流模块，用于将交流电源整流成单一方向的脉动电压；功率控制模块，用于将单一方向的脉动电压进一步限定在一个固定的范围内，保证后端电路的稳定输出；隔离保护模块，用于防止系统中电流反向流动，破坏功率控制模块的作用；稳压模块，用于将功率控制模块输出的限定在一个固定范围内的电压值稳定在一个固定值后向外输出。本发明专利技术提供的一种电子式断路器电流源恒压控制系统及方法，采用MOS管控制单元和PWM控制组合的方式来调节负载稳定电压，具有发热小，电流范围宽，电压输出稳定，电路简单成本低的优点。

Electronic circuit breaker current source constant voltage control system and method

The present invention relates to electronic circuit breaker current source constant pressure control system and method, including a current transformer module, used from the high voltage side current coupled to the low pressure side of the system provides power and current sampling; rectification module for pulse voltage AC power rectifier into a single direction; power control module for pulse voltage of single direction further defined in a fixed range, to ensure stable output circuit; isolation protection module is used to prevent reverse current flow in the power system, damage control module; voltage regulator module, power control module used to limit the output voltage in a fixed range of stability at a fixed value after outward output. The invention provides an electronic circuit breaker current source of constant pressure control system and method, using MOS to adjust the load voltage stability control unit and PWM control mode, with low heat, wide current range, stable output voltage, simple circuit and low cost advantages.

【技术实现步骤摘要】
电子式断路器电流源恒压控制系统及方法
本专利技术涉及电子
，尤其涉及一种电子式断路器电流源恒压控制系统。
技术介绍
本专利技术主要应用在无需辅助电源，有电流通过的设备中产生恒定电压给内部电子设备供电的场合。如电子式断路器、万能式断路器等，其工作时流过的电流从几安培到上万安培，如采用传统的可变阻抗(根据电流的大小产生大小不同的负载阻抗)的方式来恒定输出电压，那么在通过大电流时负载阻抗会有很高的功率耗散从而产生很大的热量，需要选用大功率负载，且长时间有烧毁风险。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术旨在提供了一种电子式断路器电流源恒压控制系统，可以采用MOS管控制单元和PWM控制组合的方式来调节负载稳定电压，具有发热小，电流范围宽，电路简单成本低的优点。第一方面，本专利技术提供了电子式断路器电流源恒压控制系统，包括：电流互感模块，用于从高压侧将电流耦合至低压侧为系统提供电源和采样电流；整流模块，用于将交流电源整流成单一方向的脉动电压；功率控制模块，用于将单一方向的脉动电压进一步限定在一个固定的范围内，保证后端电路的稳定输出；隔离保护模块，用于防止系统中电流反向流动，破坏功率控制模块的作用；稳压模块，用于将功率控制模块输出的限定在一个固定范围内的电压值稳定在一个固定值后向外输出。进一步地，所述电流互感模块的输出端连接至所述整流模块的输入端，所述整流模块的输出端连接至隔离保护模块的输入端，所述隔离保护模块的输出端连接至所述稳压模块的输入端，所述功率控制模块的输入端与所述隔离保护模块的输出端连接，所述功率控制模块的输出端与所述隔离保护模块的输入端连接。进一步地，所述功率控制模块包括PWM信号发生单元以及MOS管控制单元，所述PWM信号发生单元的输出端与MOS管控制单元的栅极连接，所述MOS管控制单元的源极连接至所述隔离保护模块的输入端，所述MOS管控制单元的漏极连接至工作地。进一步地，所述电流互感模块包括功率型电流互感器CT1、功率型电流互感器CT2、功率型电流互感器CT3，所述功率型电流互感器CT1采样三项交流电中L1相线的电压和电流，所述功率型电流互感器CT2采样三项交流电中L2相线的电压和电流，所述功率型电流互感器CT3采样三项交流电中L3相线的电压和电流。进一步地，所述整流模块包括整流桥U3、整流桥U4、整流桥U5，所述整流桥U3的第一引脚和第二引脚分别连接至所述功率型电流互感器CT1，所述整流桥U4的第一引脚和第二引脚分别连接至所述功率型电流互感器CT2，所述整流桥U5的第一引脚和第二引脚分别连接至所述功率型电流互感器CT3；所述整流桥U3、整流桥U4、整流桥U5分别连接至所述二极管隔离模块的输入端。进一步地，所述稳压模块包括三端稳压器U2、第一稳压电容C1、第二稳压电容C2、第三稳压电容C3以及第四稳压电容C4；所述三端稳压器U2的第二引脚连接至工作地，所述三端稳压器U2的第一引脚连接至电源VCC,所述第一稳压电容C1以及第二稳压电容C2分别跨接在所述三端稳压器U2的第三引脚与工作地之间，所述第三稳压电容C3以及第四稳压电容C4分别跨接在所述三端稳压器U2的第一引脚与工作地之间。进一步地，所述PWM信号发生单元包括运算放大器U1以及电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7，所述运算放大器U1的第八引脚连接至电源VCC，所述运算放大器U1的第四引脚连接至工作地，所述运算放大器U1的第二引脚以并联的方式分别连接至电阻R6的一端和电阻R7的一端，所述运算放大器U1的第三引脚以并联的方式分别连接至电阻R2的一端和电阻R3的一端；所述运算放大器U1的第一引脚与所述电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端连接至所述MOS管控制单元的栅极；所述电阻R6的另一端连接至电源VCC，所述电阻R7的另一端连接至工作地；所述电阻R2的另一端连接至运算放大器U1的第一引脚，所述电阻R3的另一端以并联的方式分别连接至电阻R4的一端和电阻R5的一端，所述电阻R4的另一端连接至所述隔离保护模块的输出端，所述电阻R5的另一端连接至工作地。由上述技术方案可知，本专利技术提供的一种电子式断路器电流源恒压控制系统，设置有三个功率型互感器分别采集三项交流电的电流后输出至整流模块进行整流，可直接将三项交流电输出至有电流通过的设备中，使其产生恒定电压给内部电子设备供电。并采用MOS管控制单元和PWM控制组合的方式来调节负载稳定电压，最后利用稳压模块进行直流稳压输出。本专利技术提供的系统在通过高电流时负载阻抗低，发热小。电压输出稳定。本专利技术提供的电路还设置有隔离保护模块防止电流逆向流至MOS管控制单元，从而影响输出电压的稳定。本专利技术还具有的可调电流范围宽，电路简单、成本低的优点。第二方面，本专利技术提供了一种电子式断路器电流源恒压控制方法，包括：步骤S1：利用功率型电流互感器CT1、CT2、CT3分别将所述三项交流电的L1相线、L2相线、L3相线的电流分别耦合至整流桥U3、整流桥U4、整流桥U5；步骤S2：整流桥U3、整流桥U4、整流桥U5分别将采样到的L1相线的电流、L2相线的电流、L3相线的电流进行全波整流后通过隔离保护模块输出至三端稳压器U2的第三引脚；步骤S3：运算放大器U1判断所述三端稳压器U2的第三引脚的电压值，若其达到下限电压则进入步骤S4，若其达到上限电压则进入步骤S5；所述三端稳压器U2的第三引脚电压值在上限电压和下限电压之间循环变化；步骤S4：当步骤S3的电压值判断结果为下限电压时，则运算放大器U1第一引脚输出低电平OV，使得MOS管控制单元截止，此时所述L1相线、L2相线、L3相线的电流流过隔离保护模块输出至三端稳压器的第三引脚，并给第一稳压电容C1充电，使所述运算放大器U1的第三引脚的电压值升高；步骤S5：当步骤S3的电压值判断结果为上限电压时，则运算放大器U1第一引脚输出高电平5V，使得MOS管控制单元导通，此时所述L1相线、L2相线、L3相线的电流全部从MOS管控制单元流至工作地，使所述运算放大器U1的第三引脚的电压值由于第一稳压电容C1的放电而降低。进一步地，所述步骤S3中，所述三端稳压器U2的第三引脚的电压值的变化频率随输入电流的增大而增大。进一步地，所述步骤S5中的隔离保护模块用于防止第一稳压电容C1储存的电量倒流至MOS管控制单元。由上述技术方案可知，本专利技术提供的一种电子式断路器电流源恒压控制方法，设置有三个功率型互感器分别采集三项交流电的各项电流后输出至整流模块进行整流，可直接将三项交流电输出至有电流通过的设备中，使其产生恒定电压给内部电子设备供电。并采用MOS管控制单元和同向迟滞比较器的组合利用PWM调节的方式来调节负载稳定电压，最后利用稳压模块进行直流稳压输出。本专利技术提供的同向迟滞比较器的输出高低电平的变化频率是根据从三项交流电各相电流的大小以及稳压电容的大小选择来决定的。当各项电流越大时电压调整的频率越高。因此本专利技术可以作大电流时的稳压输出使用。本专利技术提供的系统在通过高电流时负载阻抗低，发热小，电压输出稳定。本专利技术提供的电路还设置有隔离保护模块防止电流逆向流至MOS管控制单元，从而影响输出电压的稳定。本专利技术还具有的可调电流范围宽，电路简单、成本低的优点。附图说明为了更清楚地说明本本文档来自技高网...

【技术保护点】
电子式断路器电流源恒压控制系统，其特征在于，包括：电流互感模块，用于从高压侧将电流耦合至低压侧为系统提供电源和采样电流；整流模块，用于将交流电源整流成单一方向的脉动电压；功率控制模块，用于将单一方向的脉动电压进一步限定在一个固定的范围内，保证后端电路的稳定输出；隔离保护模块，用于防止系统中电流反向流动，破坏功率控制模块的作用；稳压模块，用于将功率控制模块输出的限定在一个固定范围内的电压值稳定在一个固定值后向外输出。

【技术特征摘要】
1.电子式断路器电流源恒压控制系统，其特征在于，包括：电流互感模块，用于从高压侧将电流耦合至低压侧为系统提供电源和采样电流；整流模块，用于将交流电源整流成单一方向的脉动电压；功率控制模块，用于将单一方向的脉动电压进一步限定在一个固定的范围内，保证后端电路的稳定输出；隔离保护模块，用于防止系统中电流反向流动，破坏功率控制模块的作用；稳压模块，用于将功率控制模块输出的限定在一个固定范围内的电压值稳定在一个固定值后向外输出。2.根据权利要求1所述的电子式断路器电流源恒压控制系统，其特征在于：所述电流互感模块的输出端连接至所述整流模块的输入端，所述整流模块的输出端连接至隔离保护模块的输入端，所述隔离保护模块的输出端连接至所述稳压模块的输入端，所述功率控制模块的输入端与所述隔离保护模块的输出端连接，所述功率控制模块的输出端与所述隔离保护模块的输入端连接。3.根据权利要求2所述的电子式断路器电流源恒压控制系统，其特征在于：所述功率控制模块包括PWM信号发生单元以及MOS管控制单元，所述PWM信号发生单元的输出端与MOS管控制单元的栅极连接，所述MOS管控制单元的源极连接至所述隔离保护模块的输入端，所述MOS管控制单元的漏极连接至工作地。4.根据权利要求2所述的电子式断路器电流源恒压控制系统，其特征在于：所述电流互感模块包括功率型电流互感器CT1、功率型电流互感器CT2、功率型电流互感器CT3，所述功率型电流互感器CT1采样三项交流电中L1相线的电流，所述功率型电流互感器CT2采样三项交流电中L2相线的电流，所述功率型电流互感器CT3采样三项交流电中L3相线的电流。5.根据权利要求2所述的电子式断路器电流源恒压控制方法，其特征在于：所述整流模块包括整流桥U3、整流桥U4、整流桥U5，所述整流桥U3的第一引脚和第二引脚分别连接至所述功率型电流互感器CT1，所述整流桥U4的第一引脚和第二引脚分别连接至所述功率型电流互感器CT2，所述整流桥U5的第一引脚和第二引脚分别连接至所述功率型电流互感器CT3；所述整流桥U3、整流桥U4、整流桥U5分别连接至所述二极管隔离模块的输入端。6.根据权利要求2所述的电子式断路器电流源恒压控制系统，其特征在于：所述稳压模块包括三端稳压器U2、第一稳压电容C1、第二稳压电容C2、第三稳压电容C3以及第四稳压电容C4；所述三端稳压器U2的第二引脚连接至工作地，所述三端稳压器U2的第一引脚连接至电源VCC,所述第一稳压电容C1以及第二稳压电容C2分别跨接在所述三端稳压器U2的第三引脚与工作地之间，所述第三稳压电容C3以及第四稳压电容C4分别跨接在所述三端稳压器U2的第一引脚与工作地之间。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秋云，朱鸿，张爱华，
申请(专利权)人：杭州鸣扬科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33