电子式断路器制造技术

一种电子式断路器，电子式断路器由信号采集器、供电电源、放大单元、激励单元和功率驱动单元构成，信号采集器串联在主电源回路中，信号采集器与放大单元的正输入端连接，放大单元的输出端与激励单元连接，激励单元由子开关元件构成，激励单元的输出端与功率驱动单元的输入端连接，负载连接在功率驱动单元的输出回路中。本发明专利技术在电子式断路器中采用电子元器件构成，对电流信号的采样以及开关动作的输出控制均由电子器件实现，不会受到环境温度的影响而误动作，也不会产生电弧，延长断路器的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电学领域，尤其涉及过流保护、过压、漏电保护小型断路 器，特别是一种电子式断路器。
技术介绍
现有技术中，断路器从脱扣到分断的动作是通过双金属元件感应到电 流产生的热量来实现，在热量的作用下，断路器产生分断。当外界的环境 温度升高，热量传递到断路器内部，双金升属元件也同样会产生定向位移， 也迫使断路器自由脱扣机构脱扣，迫使断路器分断。这种受环境温度产生 的分断是误动作，无法克服。同时，传统断路器将电力线路和负载连接成 一体，其动触头和静触头在分离的瞬时会产生电弧，电弧位于动触头和静 触头之间，电弧中的热量向周围扩散，负载越重，回路电流越大，产生的 电弧越强，电弧中热量向周围扩散面积就越大，电弧向外扩散面积的同时， 也把热量直接耗散到周边的功能部件上，给分布在动、静触头周边的功能 部件附加多余的热量，这种热量损毁功能部件，也能使断路器的使用寿命 縮短。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电子式断路器，所述的这种电子式断路器 要解决现有技术中断路器由于环境温度变化产生误动作、动静触头之间产 生放电电弧的技术问题。本专利技术的这种电子式断路器由信号采集器、供电电源、放大单元、激 励单元和功率驱动单元构成，其中，所述的信号采集器串联在主电源回路 中，信号采集器与所述的放大单元的输入端连接，放大单元的输出端与所 述的激励单元连接，激励单元由电子开关元件构成，激励单元的输出端与 所述的功率驱动单元的输入端连接。进一步的，所述的功率驱动单元的输出回路中连接有负载。进一步的，所述的供电电源由二极管、可变电阻器、电阻器、电容器、 三极管和稳压二极管构成，所述的二极管、可变电阻器、电阻器、电容器 顺序连接在所述的主电源回路中，二极管的正极端与主电源连接，电容器 的一端与主电源的接地端连接，电阻器和电容器之间设置有输出端，所述 的输出端与三极管的集电极连接，稳压二极管设置在三极管的基极和主电 源接地端之间，三极管的发射极与放大单元的电源端连接。进一步的，所述的信号采集器由电阻器构成，所述的电阻器的一端与 主电源回路的接地端连接，电阻器的另一端通过另一个电阻器与所述的放 大单元的正输入端连接。进一步的，所述的放大单元由运算放大器、输入电阻器、负载电阻器 和反馈电阻器构成，所述的信号采集器的输出端通过所述的输入电阻器与 所述的运算放大器的正输入端连接，运算放大器的输出端通过所述的负载 电阻器和反馈电阻器与主电源的接地端连接，反馈电阻器设置在运算放大 器的输出端和负输入端之间。进一步的，所述的激励单元由光电耦合器、电阻器和充电电容器构成， 所述的运算放大器的输出端通过所述的电阻器与光电耦合器的正输入端连 接，所述的充电电容器设置在光电耦合器的正输入端和负输入端之间，激励 单元的电源端与负载供电电源端连接。进一步的，所述的功率驱动单元由功率开关管和电阻器构成，所述的 激励电单元的输出端与所述的功率开关管的栅极连接，功率开关管的源极 与接地端之间设置有第一电阻器，功率开关管的漏极与接地端之间设置有 负载，所述的栅极与接地端之间设置有第二电阻器。进一步的，所述的信号采集器由容性元件或感性元件构成。进一步的，所述的供电电源是直流电源、交流多相或者单相电源。具体的，供电电源中电阻器与电容器之间的输出端的电压为+15伏。 进一步的，供电电源中稳压二极管的反向电压为12伏。 进一步的，所述的主电源为直流电源、交流多相或者单相电源。 本专利技术的工作原理是当主回路有48V电压时，有电流通过串联在主 回路中的信号采集器，产生微弱模拟信号电压信号，此电压降通过放大单 元的输入电阻传递给运算放大器的正输入端，运算放大器按比例值将该模 拟信号放大，放大后的所产生的模拟电压通过电阻送到光电耦合器的输入 端，使激励单元的充电电容进入充电过程，此过程让光电耦合器的两输入 引脚间电压从OV开始缓慢上升，并起到延时作用，当光电耦合器两输入引脚间电压上升到0.5V以上时，光电耦合器的输出端引脚产生高电平，此电平通过光电耦合器的输出端引脚激励功率放大单元的功率开关管，功率开关管从截止进入饱和，使负载电流从原来的零增大到16A (安培)，从而使 负载获得了电流起到了供电作用。本专利技术提供的实施例，判断电流是依靠 采样器实现的，没有采用传统的双金属元件，所以不受环境的温度影响而 产生误动作；同时，将电力线路和负载连接成一体不是靠动触头和静触头 分离与闭合，而是功率开关管由截止进入饱和实现的，不产生电弧也不产 生电火花，更不会并燃烧周围物质。本专利技术和已有技术相比，其效果是积极和明显的。本专利技术在电子式断 路器中采用电子元器件构成，对电流信号的采样以及开关动作的输出控制 均由电子器件实现，不会受到环境温度的影响而误动作，也不会产生电弧， 延长断路器的使用寿命。 附图说明图1是本专利技术的电子式断路器的电路图。图2是本专利技术的电子式断路器中的信号采集器的电路图。 图3是本专利技术的电子式断路器中的供电电源的电路图。 图4是本专利技术的电子式断路器中的放大单元的电路图。图5是本专利技术的电子式断路器中的激励单元的电路图。图6是本专利技术的电子式断路器中的功率驱动单元的电路图。具体实施例方式实施例1 :如图l、图2、图3、图4、图5和图6所示，本专利技术的电子式断路器 由信号采集器l、供电电源2、放大单元3、激励单元4和功率驱动单元5 构成，所述的信号采集器1串联在主电源回路10和20之间，所述的信号 采集器1与所述的放大单元3的正输入端连接，所述的放大单元3的输出 端与所述的激励单元4连接，所述的激励单元4由子开关元件41构成，所 述的激励单元4的输出端与所述的功率驱动单元5的输入端连接，负载6 连接在所述的功率驱动单元5的输出回路中。进一步的，所述的供电电源2由二极管21、可变电阻器22、电阻器 23、电容24、三极管25和稳压二极管26构成，所述的二极管21、可变电 阻器22、电阻器23、电容器24顺次连接于所述的主电源回路10和20中， 所述的二极管21的正极端与主电源端连接接，所述的电容器24的一端与 主电源的接地端连接，所述的电阻器23和电容器24之间设置有输出端27， 该输出端27与所述的三极管25的集电极连接，所述的稳压二极管26设置 于所述的三极管25的基极和主电源接地端之间，所述的三极管的基极和集 电极之间设置有一个电阻器，所述的三极管25的发射极为所述的供电电源 2的输出端28，该输出端28与所述的放大单元3的电源端连接。进一步的，所述信号采集器l由电阻器100构成，所述的电阻器100 的一端与主电源回路的接地端连接，所述的电阻器100的另一端通过电阻 器与所述的放大单元3的正输入端连接。进一步的，所述的放大单元3由运算放大器31、输入电阻器32、负载 电阻器和反馈电阻器34构成，所述的信号采集器1的输出端通过所述的输 入电阻器32与所述的运算放大器31的正输入端连接，所述的运算放大器31的输出端通过所述的负载电阻器33和反馈电阻器34与主电源的接地端 连接，所述的反馈电阻器34设置于所述的运算放大器31的输出端和负输 入端之间。进一步的，所述的激励单元4由光电耦合器41、电阻器42和充电电 容器43构成，所述的运算放大器31的输出端通过所述的电阻器42与所述 的光电耦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子式断路器，由信号采集器、供电电源、放大单元、激励单元和功率驱动单元构成，其特征在于：所述的信号采集器串联在主电源回路中，信号采集器与所述的放大单元的输入端连接，放大单元的输出端与所述的激励单元连接，激励单元由电子开关元件构成，激励单元的输出端与所述的功率驱动单元的输入端连接。

【技术特征摘要】
1. 一种电子式断路器，由信号采集器、供电电源、放大单元、激励单元和功率驱动单元构成，其特征在于所述的信号采集器串联在主电源回路中，信号采集器与所述的放大单元的输入端连接，放大单元的输出端与所述的激励单元连接，激励单元由电子开关元件构成，激励单元的输出端与所述的功率驱动单元的输入端连接。2. 如权利要求l所述的电子式断路器，其特征在于所述的功率驱动单元 的输出回路中连接有负载。3. 如权利要求l所述的电子式断路器，其特征在于所述的供电电源由二 极管、可变电阻器、电阻器、电容器、三极管和稳压二极管构成，所述 的二极管、可变电阻器、电阻器、电容器顺序连接在所述的主电源回路 中，二极管的正极端与主电源连接，电容器的一端与主电源的接地端连 接，电阻器和电容器之间设置有输出端，所述的输出端与三极管的集电 极连接，稳压二极管设置在三极管的基极和主电源接地端之间，三极管 的发射极与放大单元的电源端连接。4. 如权利要求l所述的电子式断路器，其特征在于所述的信号采集器由 电阻器构成，所述的电阻器的一端与主电源回路的接地端连接，电阻器 的另一端通过另一个电阻器与所述的放大单元的正输...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凤亚，段辉，许晓光，霍志强，荣青，
申请(专利权)人：上海良信电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]