断路器控制器的热记忆保护电路制造技术

一种断路器控制器的热记忆保护电路，包括MCU模块、充放电电路和电压反馈电路，所述的MCU模块与充放电电路的输入端相连接，所述的充放电电路包括相连接的充放电电容和放电电阻，所述电压反馈电路的输入端与充放电电路的输出端相连接，所述电压反馈电路的输出端与MCU模块相连接用于反馈充放电电路的充放电电容的电压，在断路器正常工作时，MCU模块对充放电电容进行充电至预设电压，并通过电压反馈电路实时采样充放电电容的放电电压，校准充放电电容的放电时间曲线。本实用新型专利技术创造通过自校准方式解决大容量充放电电容本身精度低、泄漏电流较大，高阻值放电电阻易受环境因素影响放电时间常数变化等问题，能够大幅度提高热记忆精度。

Thermal Memory Protection Circuit of Circuit Breaker Controller

The thermal memory protection circuit of a circuit breaker controller includes a MCU module, a charge-discharge circuit and a voltage feedback circuit. The MCU module is connected with the input end of the charge-discharge circuit. The charge-discharge circuit includes a connected charge-discharge capacitor and a discharge resistance. The input end of the voltage feedback circuit is connected with the output end of the charge-discharge circuit, and the voltage feedback circuit is connected with the output end of the charge-discharge circuit. The output terminal is connected with the MCU module to feedback the voltage of the charging and discharging capacitance of the charging and discharging circuit. When the circuit breaker works normally, the MCU module charges the charging and discharging capacitance to the preset voltage. The discharge voltage of the charging and discharging capacitance is sampled in real time through the voltage feedback circuit, and the discharge time curve of the charging and discharging capacitance is calibrated. The utility model creates a self-calibration method to solve the problems of low precision of large capacity charge-discharge capacitor itself, large leakage current, high resistance discharge resistance being easily affected by environmental factors, and the change of discharge time constant, which can greatly improve the accuracy of thermal memory.

【技术实现步骤摘要】
断路器控制器的热记忆保护电路
本专利技术创造涉及低压电器
，特别是一种断路器控制器的热记忆保护电路。
技术介绍
随着低压电器行业的不断进步，塑料外壳式断路器正向电子式智能化的方向不断发展，目前市场上的断路器控制器一般不带热记忆功能，部分带有热记忆功能也需要外供电才能实现，这种热记忆方法在现场设备中实施有一定限制。为了实现其热记忆功能，一般方法是通过外供电源使控制器保持工作状态，并通过记录时间以及按照断路器冷却曲线换算，从而实现热记忆功能。然而，需要外接电源的控制器往往无法满足UL标准要求且热记忆功能误差大于20％，无法满足实际需要，并且在现场使用中，一旦部分场合没有使用外供电源的条件，就会使得断路器在过载保护后导致控制器无法使用，从而无法实现热记忆功能。
技术实现思路
本专利技术创造的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种热记忆精度高、无需外接电源的断路器控制器的热记忆保护电路。为实现上述目的，本专利技术创造采用了如下技术方案：一种断路器控制器的热记忆保护电路，包括MCU模块1、充放电电路3和电压反馈电路4，所述的MCU模块1与充放电电路3的输入端相连接，所述的充放电电路3包括相连接的充放电电容和放电电阻，所述电压反馈电路4的输入端与充放电电路3的输出端相连接，所述电压反馈电路4的输出端与MCU模块1相连接用于反馈充放电电路3的充放电电容的电压，在断路器正常工作时，MCU模块1对充放电电容进行充电至预设电压，并通过电压反馈电路4实时采样充放电电容的放电电压，校准充放电电容的放电时间曲线。优选的，MCU模块1和充放电电路3之间设有限流隔离电路2，所述MCU模块1的内部设有IO模块和ADC模块，所述的电压反馈电路4为运放跟随电路，MCU模块1的IO模块通过限流隔离电路2与充放电电路3的充放电电容和放电电阻相连接，所述的运放跟随电路分别与充放电电路3的充放电电容和MCU模块1的ADC模块相连接。优选的，所述的MCU模块1包括微控制芯片U2，所述的限流隔离电路2包括串联的限流电阻R1和隔离二极管D1，所述的充放电电路3包括电阻R2和极性电容C1，所述的极性电容C1为充放电电容，所述的电阻R2为放电电阻，所述的运放跟随电路包括电阻R3和运算放大器U1A，所述的微控制芯片U2通过IO1端口与限流电阻R1的一端连接，所述限流电阻R1的另一端与隔离二极管D1的正极相连接，所述的电阻R2和极性电容C1并联，并联后的一端分别与隔离二极管D1的负极和电阻R3的一端相连接，并联后的另一端接地，所述电阻R3的另一端与运算放大器U1A的同向输入端相连接，所述运算放大器U1A的反向输入端与运算放大器U1A的输出端相连接，运算放大器U1A的输出端通过微控制芯片U2的ADC1端口与微控制芯片U2相连接。优选的，MCU模块1和充放电电路3之间设有限流隔离电路2，所述MCU模块1的内部设有用IO模块，所述的电压反馈电路4为电压参考比较电路，MCU模块1的IO模块通过限流隔离电路2与充放电电路3的充放电电容和放电电阻相连接，所述的电压参考比较电路包括多个电压比较器和多个电压参考点，每个电压比较器分别与每个电压参考点和充放电电路3的充放电电容相连接用于将充放电电容的电压与电压参考点的电压进行比较，并且每个电压比较器分别与IO模块相连接用于将电压比较器的输出电平输入至MCU模块1内。优选的，所述的MCU模块1包括微控制芯片U2，在微控制芯片U2上设有多个IO端口，所述的限流隔离电路2包括串联的限流电阻R1和隔离二极管D1，所述的充放电电路3包括电阻R2和极性电容C1，所述的极性电容C1为充放电电容，所述的电阻R2为放电电阻，所述限流电阻R1的一端与微控制芯片U2的IO1端口相连接，限流电阻R1的另一端与隔离二极管D1的正极相连接，所述的电阻R2和极性电容C1并联设置，并联后的另一端分别与电压参考比较电路和隔离二极管D1的负极相连接，并联后的另一端接地。优选的，所述的电压参考比较电路包括比较器U1A、比较器U1B、比较器U1C、比较器U1D、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7，所述比较器U1A的同向输入端、比较器U1B的同向输入端、比较器U1C的同向输入端和比较器U1D的同向输入端相连接分别与充放电电容相连接，所述电阻R3的一端与电源VCC相连接，电阻R3的另一端依次与电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7依次串联设置且电阻7接地，所述比较器U1A的反向输入端连接在电阻R3与电阻R4之间，比较器U1B的反向输入端连接在电阻R4与电阻R5之间，比较器U1C的反向输入端连接在电阻R5与电阻R6之间和比较器U1D的反向输入端连接在电阻R6与电阻R7之间；所述比较器U1A的输出端、比较器U1B的输出端、比较器U1C的输出端和比较器U1D的输出端分别与微控制芯片U2的IO2端口、微控制芯片U2的IO3端口、微控制芯片U2的IO4端口环绕微控制芯片U2的IO5端口相连接。优选的，在断路器过载断开时，所述的充放电电容通过放电电阻放电，在断路器再次接通时，MCU模块1通过电压反馈电路4对充放电电容的剩余电压进行采样，通过校准后的放电时间曲线换算为剩余能量实现热记忆保护。优选的，在断路器正常工作电流没有达到额定电流时，MCU模块1通过IO模块控制充放电电容使其充电至预设电压，在充放电电容放电时，MCU模块1通过ADC模块对充放电电容的电压进行采样自行校准充放电电容的放电时间曲线，在断路器过流预警时，充放电电路3给充放电电容进行充电模拟断路器发热，在过流保护动作前，充放电电容将充电到至预设电压，断路器过流保护动作时，MCU模块1记录保护类型，断路器再次通电后，MCU模块1读取上次记录的保护类型，如果保护的类型为过载长延时保护，则MCU模块1控制ADC模块采样读取充放电电容的电压值，并基于校准后的放电时间曲线换算成热记忆能量。优选的，在断路器正常工作电流没有达到额定电流时，MCU模块1通过IO模块控制充放电电路3的充放电电容充电至预设电压，在充放电电路3的充放电电容放电时，MCU模块1通过IO模块读取电压比较器的输出电平的状态充放电电容的电压值，自行校准充放电电容的放电时间曲线，断路器过流预警时，MCU模块1通过IO模块给充放电电容充电从而模拟断路器发热，在过流保护动作前，充放电电容将充电到至预设电压，断路器过流保护动作时，MCU模块1记录保护类型，在断路器再次上电后，MCU模块1读取上次记录的保护类型，如果保护的类型为过载长延时保并基于校准后的放电时间曲线换算成热记忆能量。本专利技术创造的断路器控制器的热记忆保护电路，在断路器电流没有达到额定电流时对充放电电容充电，并采样充放电电容的放电电压来校准充放电电容的放电时间曲线，通过自校准方式解决大容量充放电电容本身精度低、泄漏电流较大，高阻值放电电阻易受环境因素影响放电时间常数变化等问题，能够大幅度提高热记忆精度并满足UL标准要求。此外，本专利技术创造的热记忆保护电路低成本，可以实际生产使用的同时，本专利技术创造的断路器控制器能够在不加外接电源的情况下，实现控制器的热记忆功能。而且，本专利技术创造的热记忆保护电路通过采用电压比较器的阶梯划分来模拟实现控制器的热记忆功能，并且能够仅使用MCU模块的IO端口与电压参考比较电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种断路器控制器的热记忆保护电路，其特征在于：包括MCU模块(1)、充放电电路(3)和电压反馈电路(4)，所述的MCU模块(1)与充放电电路(3)的输入端相连接，所述的充放电电路(3)包括相连接的充放电电容和放电电阻，所述电压反馈电路(4)的输入端与充放电电路(3)的输出端相连接，所述电压反馈电路(4)的输出端与MCU模块(1)相连接用于反馈充放电电路(3)的充放电电容的电压，在断路器正常工作时，MCU模块(1)对充放电电容进行充电至预设电压，并通过电压反馈电路(4)实时采样充放电电容的放电电压，校准充放电电容的放电时间曲线。

【技术特征摘要】
1.一种断路器控制器的热记忆保护电路，其特征在于：包括MCU模块(1)、充放电电路(3)和电压反馈电路(4)，所述的MCU模块(1)与充放电电路(3)的输入端相连接，所述的充放电电路(3)包括相连接的充放电电容和放电电阻，所述电压反馈电路(4)的输入端与充放电电路(3)的输出端相连接，所述电压反馈电路(4)的输出端与MCU模块(1)相连接用于反馈充放电电路(3)的充放电电容的电压，在断路器正常工作时，MCU模块(1)对充放电电容进行充电至预设电压，并通过电压反馈电路(4)实时采样充放电电容的放电电压，校准充放电电容的放电时间曲线。2.根据权利要求1所述的断路器控制器的热记忆保护电路，其特征在于：MCU模块(1)和充放电电路(3)之间设有限流隔离电路(2)，所述MCU模块(1)的内部设有IO模块和ADC模块，所述的电压反馈电路(4)为运放跟随电路，MCU模块(1)的IO模块通过限流隔离电路(2)与充放电电路(3)的充放电电容和放电电阻相连接，所述的运放跟随电路分别与充放电电路(3)的充放电电容和MCU模块(1)的ADC模块相连接。3.根据权利要求2所述的断路器控制器的热记忆保护电路，其特征在于：所述的MCU模块(1)包括微控制芯片U2，所述的限流隔离电路(2)包括串联的限流电阻R1和隔离二极管D1，所述的充放电电路(3)包括电阻R2和极性电容C1，所述的极性电容C1为充放电电容，所述的电阻R2为放电电阻，所述的运放跟随电路包括电阻R3和运算放大器U1A，所述的微控制芯片U2通过IO1端口与限流电阻R1的一端连接，所述限流电阻R1的另一端与隔离二极管D1的正极相连接，所述的电阻R2和极性电容C1并联，并联后的一端分别与隔离二极管D1的负极和电阻R3的一端相连接，并联后的另一端接地，所述电阻R3的另一端与运算放大器U1A的同向输入端相连接，所述运算放大器U1A的反向输入端与运算放大器U1A的输出端相连接，运算放大器U1A的输出端通过微控制芯片U2的ADC1端口与微控制芯片U2相连接。4.根据权利要求1所述的断路器控制器的热记忆保护电路，其特征在于：MCU模块(1)和充放电电路(3)之间设有限流隔离电路(2)，所述MCU模块(1)的内部设有用IO模块，所述的电压反馈电路(4)为电压参考比较电路，MCU模块(1)的IO模块通过限流隔离电路(2)与充放电电路(3)的充放电电容和放电电阻相连接，所述的电压参考比较电路包括多个电压比较器和多个电压参考点，每个电压比较器分别与每个电压参考点和充放电电路(3)的充放电电容相连接用于将充放电电容的电压与电压参考点的电压进行比较，并且每个电压比较器分别与IO模块相连接用于将电压比较器的输出电平输入至MCU模块(1)内。5.根据权利要求4所述的断路器控制器的热记忆保护电路，其特征在于：所述的MCU模块(1)包括微控制芯片U2，在微控制芯片U2上设有多个IO端口，所述的限流隔离电路(2)包括串联的限流电阻R1和隔离二极管D1，所述的充放电电路(3)包括电阻R2和极性电容C1，所述的极性电容C1为充放电电容，所述的电阻R2为放电电阻，所述限流电阻R1的一端与微控制芯片U2的...

【专利技术属性】
技术研发人员：易先君，吴海良，李云，
申请(专利权)人：浙江正泰电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33