一种欠压脱扣器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种欠压脱扣器，包括EMC滤波电路、整流电路、MCU电路、驱动电路、边沿改善电路、电源电路和电磁铁，所述的EMC滤波电路与整流电路连接，所述的整流电路将交流电压转变为脉动直流电压供电源电路、驱动电路和电磁铁，所述的MCU电路将整流电路输出的电压取样和内部程序电压值进行比较后输出控制信号，所述的驱动电路与边沿改善电路连接，所述的边沿改善电路与电磁铁连接，所述的电源电路与MCU电路和驱动电路连接。本实用新型专利技术的边沿改善电路，限制功率器件所生产的dv/dt值，使得本欠压脱扣器产生的谐波较低，既简化了EMC电路结构，又提高了功率器件的可靠性，且成本低廉等优点。廉等优点。廉等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种欠压脱扣器


[0001]本技术涉及低压电器领域，特别是一种欠压脱扣器。

技术介绍

[0002]欠压脱扣器是断路器，作为框架式断路器的重要元件之一，当输入的电源电压等于或大于85％欠电压脱扣器的额定工作电压时，在热态条件下，应能保证断路器可靠闭合，脱扣器线圈得电，线圈内活动衔铁在线圈电磁力克服弹簧力吸入并保持一定力矩(吸合)，为断路器提供合闸条件。它的输入电压电压降至某一规定范围时，使断路器有延时或无延时断开的一种脱扣器，当电源电压下降，甚至缓慢下降到额定工作电压的70％至35％范围内，欠压脱扣器动作，电磁铁线圈失电，活动衔铁在复位弹簧力的作用下弹出，顶开断路器锁扣机构，实现欠压分闸；欠压脱扣的本质，是防止断路器下级用电设备工作在欠压状态下时电流过大后，设备自身发热加重甚至烧毁的有效措施。
[0003]欠压脱扣器按磁路形式可分为电磁性和永磁型，永磁型欠压脱扣器线圈内部设有永久磁铁，具有节能显著之优点，但若电路失控，将不能进行欠压脱扣分闸。电磁性欠压脱扣器又可分为单线圈型和双线圈型二类，双线圈型中的维持绕组阻抗较大，保持在吸合状态时的电流小，所生产的谐波也小，但双线圈型的制造成本很高，目前主流产品乃是单线圈电磁性欠压脱扣器。为了有效驱动动铁芯，在吸合瞬间，线圈需要提供较大的始动功率(工作电流)，线圈阻抗就必须较小，吸合之后，为降低线圈之发热量，线圈二端又必须降低为一个较低的维持电压，以目前主流的DW450单线圈380V电压等级的欠压脱扣器为例，线圈绕组阻值通常在300Ω左右，始动电流1
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2A之间才能有效驱动动铁芯动作，吸合之后，维持电压需要降低到20V左右，PWM占空比仅为5％左右，同时为了消除线圈噪音，PWM工作需大10kHz以上，这就导致了功率器件在控制线圈通断时，生产了大量谐波，可大致估算出dv/dt≈859V/us，或dv/dt过大影响到功率器件自身的安全性，且DW450欠压脱扣器线路板安装腔体空间仅为55
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25
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7mm，不能设置复杂的EMC滤波电路，或谐波严重污染电网。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本技术提供了一种既提高功率开关器件自身的安全性，又降低谐波传导，提升产品整体的品质的欠压脱扣器。
[0005]本技术的目的通过以下技术方案实现。
[0006]一种欠压脱扣器，包括EMC滤波电路、整流电路、MCU电路、驱动电路、边沿改善电路、电源电路和电磁铁；所述的EMC滤波电路的输入端与电网连接、输出端与整流电路连接，所述的整流电路将交流电压转变为脉动直流电压供电源电路、驱动电路和电磁铁，所述的MCU电路将整流电路输出的脉动直流电压取样和内部程序电压值进行比较后输出控制信号，所述的驱动电路与边沿改善电路连接，所述的边沿改善电路与电磁铁连接，所述的电源电路与MCU电路和驱动电路连接；
[0007]所述的MCU电路检测整流电路输出的脉动直流电压信号，当大于设定值时，通过驱
动电路、边沿改善电路，使能电磁铁得电，为断路器提供合闸条件，当小于等于设定值时，通过驱动电路、边沿改善电路，使能电磁铁失电，电磁铁中的动铁芯弹出，顶开锁扣机构，实现断路器欠压分闸。
[0008]所述的EMC滤波电路是简易的压敏电阻器、LC等π型滤波电路或是串模与共摸组件相结合的复杂滤波器。
[0009]所述整流电路是分立元件组合的全桥电路，或是“全桥”模块。
[0010]所述MCU电路通过内部程序对电网电压的取样计算判断，输出控制信号；所述MCU电路中的微处理器是SOC、FPGA或DSP。
[0011]所述驱动电路是功率MOS管组成的电路、SCR或三极管电路。
[0012]所述边沿改善电路是以分立元件为主，将方波信号的前沿和后沿处理成有一定坡度的上升沿和下降沿信号。
[0013]所述电源电路是开关形式的电源电路，或者是串联降压形式的电源电路。
[0014]相比于现有技术，本技术的优点在于：本技术完全达到GB14148.1
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2012《低压开关设备和控制设备总则》的规定要求，欠压脱扣器保证了电网电压在高于额定电压的85％时可靠动作(吸合)，当电网电压在低于额定电压的70％时，瞬时或延时脱扣。通过边沿改善电路驱动线圈电流，限制开关器件dv/dt之值，既提高了功率开关器件自身的安全性，又大幅度降低了谐波传导辐射，产品容易通过相关电磁兼容性条例检测。因此具有电路特别简单、成本较为低廉、制造容易实现等显著优点。
附图说明
[0015]图1为本技术的电路模块原理图。
[0016]图2为本技术边沿改善电路实施例一原理图。
[0017]图3为本技术边沿改善电路实施例二原理图。
具体实施方式
[0018]下面结合说明书附图和具体的实施例，对本技术作详细描述。
[0019]如图1所示，一种欠压脱扣器，技术规范符合GB14048.1
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2012、GB14048.2
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2012。包括EMC滤波电路、整流电路、MCU电路、驱动电路、边沿改善电路、电源电路和电磁铁；所述的EMC滤波电路的输入端与电网连接、输出端与整流电路连接，所述的整流电路将交流电压转变为脉动直流电压供电源电路、驱动电路和电磁铁，所述的MCU电路将整流电路输出的脉动直流电压取样和内部程序电压值进行比较后输出控制信号，所述的驱动电路与边沿改善电路连接，所述的边沿改善电路与电磁铁连接，所述的电源电路与MCU电路和驱动电路连接；
[0020]所述的MCU电路检测整流电路输出的脉动直流电压信号，当大于设定值时，通过驱动电路、边沿改善电路，使能电磁铁得电，为断路器提供合闸条件，当小于等于设定值时，通过驱动电路、边沿改善电路，使能电磁铁失电，电磁铁中的动铁芯弹出，顶开锁扣机构，实现断路器欠压分闸。
[0021]所述的EMC滤波电路是简易的压敏电阻器、LC等π型滤波电路或是串模与共摸组件相结合的复杂滤波器。
[0022]所述整流电路是分立元件组合的全桥电路，或是“全桥”模块。
[0023]所述MCU电路通过内部程序对电网电压的取样计算判断，输出控制信号；所述MCU电路中的微处理器是SOC、FPGA或DSP，所述MCU电路通过微处理器用于获取电网过零点时刻，若满足吸合条件，并在零点时刻先行输出一个数十毫秒的方波，迫使动铁芯运动到底，尔后以前馈PID处理算法确定PWM中的占空比，控制线圈二端电压值为一较低电压。
[0024]所述驱动电路是功率MOS管组成的电路、SCR或三极管电路。
[0025]所述边沿改善电路是以分立元件为主，将方波信号的前沿和后沿处理成有一定坡度的上升沿和下降沿信号。
[0026]所述电源电路是开关形式的电源电路，或者是串联降压形式的电源电路。
[0027]EMC滤波电路的输入端与电网连接，输出端与整流电路连接，鉴于线路板腔体限制，仅采用压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种欠压脱扣器，其特征在于：包括EMC滤波电路、整流电路、MCU电路、驱动电路、边沿改善电路、电源电路和电磁铁；所述的EMC滤波电路的输入端与电网连接、输出端与整流电路连接，所述的整流电路将交流电压转变为脉动直流电压供电源电路、驱动电路和电磁铁，所述的MCU电路将整流电路输出的脉动直流电压取样和内部程序电压值进行比较后输出控制信号，所述的驱动电路与边沿改善电路连接，所述的边沿改善电路与电磁铁连接，所述的电源电路与MCU电路和驱动电路连接；所述的MCU电路检测整流电路输出的脉动直流电压信号，当大于设定值时，通过驱动电路、边沿改善电路，使能电磁铁得电，为断路器提供合闸条件，当小于等于设定值时，通过驱动电路、边沿改善电路，使能电磁铁失电，电磁铁中的动铁芯弹出，顶开锁扣机构，实现断路器欠压分闸。2.根据权利要求1所述的一种欠压脱扣器，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛纹懿，周超，徐军，
申请(专利权)人：江阴市懿泓电气有限公司，
类型：新型
国别省市：