一种新型微型电子空气开关制造技术

本发明专利技术公开了一种新型微型电子空气开关，包括与交流电连接的总开关保护电路、与总开关保护电路连接的若干支路保护电路，支路保护电路与相应的供电设备连接，电压采用过压欠压保护，电路简单，可扩展性好，重量轻，它不仅具有漏电保护、过压保护、过流保护等功能，还自带LCD液晶显示屏，可实时显示用户电压、电流、功率，还具有支路故障显示，故障自恢复功能，用户操作界面友好，不仅实用而且美观，而且保护更加准确、设备更加智能化。设备更加智能化。设备更加智能化。

【技术实现步骤摘要】
一种新型微型电子空气开关


[0001]本专利技术涉及于家用电器保护装置，具体涉及一种新型微型电子空气开关。

技术介绍

[0002]空气开关专利技术历史悠久，从专利技术至今得到了极其广泛的应用，是家用和工厂用电保护的首选，发挥了极其重要的意义，其优点显而易见。但随着时代的发展，人们对空开的缺点也越来越不能忽视和容忍，主要体现在以下几个方面：（1）保护功能单一，主要体现在漏电保护和过流保护；（2）保护准确性差。例如，60A的空开，断开时保护电流误差大；（3）空开触点为紫铜、黄铜或合金材料，为不可再生材料，我国铜储量低，不得不花费大量外汇从国外进口；（4）笨重。为工作人员安装维护带来很大不便，尤其柔弱女生开关费劲；（5）寿命相对短。对经常开关的机房等设备，人工合闸次数多，触点经常因为打火烧蚀导致电路故障。随着时代发展电子技术的突飞猛进，尤其是功率开关器件技术的突飞猛进和人们对于信息化、数字化器件的需求，人们需要一种新型家用电子空气开关/断路器来取代传统器件。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种结构简单，使用方便的新型微型电子空气开关。
[0004]本专利技术的目的是这样实现的：一种新型微型电子空气开关，其特征在于：包括与交流电连接的总开关保护电路、与总开关保护电路连接的若干支路保护电路，支路保护电路与相应的用电设备连接，所述总开关保护电路包括控制器CPU、与控制器CPU电气连接的电压测量电路、与控制器CPU电气连接的AD采样基准源电路、与控制器CPU电气连接的按键电路、与控制器CPU电气连接的LCD显示模块、与控制器CPU电气连接的漏电检测电路、与控制器CPU电气连接的总电流取样控制保护电路、与控制器CPU电气连接的支路电流取样控制保护电路、与控制器CPU电气连接的隔离供电模块、与控制器CPU电气连接的故障处理逻辑门电路，控制器CPU与各支路保护电路电气连接。
[0005]所述隔离供电模块包括与交流电AC1、交流电AC2连接的桥堆U25、与桥堆U25的输出端连接且用于滤除电流噪音的电感L3 、与电感L3的另一端和桥堆U25连接的滤波电容C26、滤波电容C27、滤波电容C18、滤波电容C12和滤波电容C14，滤波电容C14的两端与电源芯片U15电气连接，电源芯片U15经过电感L4、电感L5、电容C15、电容C29、电容C13、电容C28与供电电源VCC5连接，交流电AC1、交流电AC2经过电感L3、滤波电容C26、滤波电容C27、滤波电容C18、滤波电容C12和滤波电容C14电压滤波后得到供电电源VCC12。
[0006]所述漏电保护电路包括光电耦合器U16、分别与光电耦合器U16电气连接的调节电阻R23和电阻R23，通过调节R23的大小从而调节漏电保护电流的大小。
[0007]所述电压测量电路包括线性光耦U17、分别与线性光耦U17电气连接的电阻R25、保
护二极管D6、滤波电容C19和电阻R26。
[0008]所述总电流取样控制保护电路包括MOSFET开关管U20、MOSFET开关管U21、与MOSFET开关管U20和MOSFET开关管U21电气连接的浮空驱动芯片U19、低噪声运算放大器U18B、与U18B同相输入端相连接的保护稳压二极管Z2，可调电位器VR6及与之连接的保护电阻R32，与低噪声运放U18B反相输入端连接的温度补偿电阻RT2及与之连接的增益调节电位器VR5及电阻R36，滤波电容C24，低噪声运放U18B输出经隔离电阻R34，滤波电容C25，后送控制器CPU ADC进行总保护电流取样，同时经分压电阻R35与保护阈值调节电位器VR4分压后经过隔离二极管D10送比较器U18A的反相输入端，比较器U18A的同相输入端连接分压电阻R28，R30（用于调节需要保护的电流阈值），R27为故障指示灯D7的限流电阻，比较器U18A的输出端连接电流电阻R31与隔离二极管D8送控制器CPU的IO口的同时送MOSFET管浮空驱动芯片U19的控制端。
[0009]所述逻辑门电路包括三输入与门电路U7、三输入与门电路U8、三输入与门电路U10、三输入与门电路U12，三输入与门电路U7的引脚1A和引脚1B分别接总电路的过流保护信号异常引脚BH0，同时接到CPU的引脚上和漏电保护引脚LD1，三输入与门电路U7的引脚1C接控制器CPU的中断引脚INT0，引脚BH1到引脚BH20分别为支路电流保护信号异常引脚，引脚BH1到引脚BH20同时分别接控制器CPU的控制引脚，引脚BH1到引脚BH20异常引起的事件经过三输入与门电路U7、三输入与门电路U8、三输入与门电路U10、三输入与门电路U12逻辑门芯片后接控制器CPU中断引脚INT1。
[0010]所述AD采样基准源电路包括与电源电压VCC5连接的限流电阻R13、与限流电阻R13连接的基准源芯片TL431 Q1、与基准源芯片TL431 Q1的第二引脚连接的滤波电容C10、滤波电容C9、滤波电感L1、滤波电感L2、滤波电容C11。
[0011]所述支路电流取样控制保护电路包括MOSFET开关管U3、MOSFET开关管U4、与MOSFET开关管U3和MOSFET开关管U4电气连接的浮空驱动芯片U2、低噪声运算放大器U1A、与U1A同相输入端相连接的保护稳压二极管Z1，可调电位器VR1及与之连接的保护电阻R6，与低噪声运放U1A反相输入端连接的温度补偿电阻RT1及与之连接的增益调节电位器VR3及电阻R10，滤波电容C7，低噪声运放U1A输出经隔离电阻R8，滤波电容C8，后送控制器CPU ADC进行支路保护电流取样，同时经分压电阻R8与保护阈值调节电位器VR2分压后经过隔离二极管D4送比较器U1B的反相输入端，比较器U1B的同相输入端连接分压电阻R2，R4（用于调节需要保护的电流阈值），R1为故障指示灯D1的限流电阻，比较器U1B的输出连接电流电阻R5与隔离二极管D2送控制器CPU 的IO口的同时送MOSFET管浮空驱动芯片U2的控制端。
[0012]本专利技术的有益效果是：本专利技术电压采用过压欠压保护，电路简单，可扩展性好，重量轻，它不仅具有漏电保护、过压保护、过流保护等功能，还自带LCD液晶显示屏，可实时显示用户电压、电流、功率，还具有支路故障显示，故障自恢复功能，用户操作界面友好，不仅实用而且美观，而且保护更加准确、设备更加智能化。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术总开关保护电路结构示意图；图3为本专利技术隔离供电模块的电路图；
图4为本专利技术漏电保护电路的电路图；图5为本专利技术电压测量电路的电路图；图6为本专利技术总电流取样控制保护电路的电路图；图7为本专利技术故障处理逻辑门电路的电路图；图8为本专利技术控制器CPU主控电路的电路图；图9为本专利技术AD采样基准源电路的电路图；图10为本专利技术模拟通道扩展的电路图；图11为本专利技术各支路电流采样信号输入接口的电路图；图12为本专利技术按键的电路图；图13为本专利技术LCD显示模块的电路图；图14为本专利技术液晶显示真值表；图15为本专利技术支路电流取样控制保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型微型电子空气开关，其特征在于：包括与交流电连接的总开关保护电路、与总开关保护电路连接的若干支路保护电路，支路保护电路与相应的用电设备连接，所述总开关保护电路包括控制器CPU、与控制器CPU电气连接的电压测量电路、与控制器CPU电气连接的AD采样基准源电路、与控制器CPU电气连接的按键电路、与控制器CPU电气连接的LCD显示模块、与控制器CPU电气连接的漏电检测电路、与控制器CPU电气连接的总电流取样控制保护电路、与控制器CPU电气连接的支路电流取样控制保护电路、与控制器CPU电气连接的隔离供电模块、与控制器CPU电气连接的故障处理逻辑门电路，控制器CPU与各支路保护电路电气连接。2.根据权利要求1所述的新型微型电子空气开关，其特征在于：所述隔离供电模块包括与交流电AC1、交流电AC2连接的桥堆U25、与桥堆U25的输出端连接且用于滤除电流噪音的电感L3 、与电感L3的另一端和桥堆U25连接的滤波电容C26、滤波电容C27、滤波电容C18、滤波电容C12和滤波电容C14，滤波电容C14的两端与电源芯片U15电气连接，电源芯片U15经过电感L4、电感L5、电容C15、电容C29、电容C13、电容C28与供电电源VCC5连接，交流电AC1、交流电AC2经过电感L3、滤波电容C26、滤波电容C27、滤波电容C18、滤波电容C12和滤波电容C14电压滤波后得到供电电源VCC12。3.根据权利要求1所述的新型微型电子空气开关，其特征在于：所述漏电保护电路包括光电耦合器U16、分别与光电耦合器U16电气连接的调节电阻R23和电阻R23，通过调节R23的大小从而调节漏电保护电流的大小。4.根据权利要求1所述的新型微型电子空气开关，其特征在于：所述电压测量电路包括线性光耦U17、分别与线性光耦U17电气连接的电阻R25、保护二极管D6、滤波电容C19和电阻R26。5.根据权利要求1所述的新型微型电子空气开关，其特征在于：所述总电流取样控制保护电路包括MOSFET开关管U20、MOSFET开关管U21、与MOSFET开关管U20和MOSFET开关管U21电气连接的浮空驱动芯片U19、低噪声运算放大器U18B、与U18B同相输入端相连接的保护稳压二极管Z2，可调电位器VR6及与之连接的保护电阻R32，与低噪声运放U18B反相输入端连接的温度补偿电阻RT2及与之连接的增益调节电位器VR5及电阻R36，滤波电容C24，低噪声运放U18B输出经隔离电阻R34，滤波电容C25，后送控制器CPU ADC进行总保护电流取样，同时经分压电阻R...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵忠彪，夏政伟，李娜，刘科，
申请(专利权)人：许昌学院，
类型：发明
国别省市：