电流控制装置和电气设备制造方法及图纸

本公开的实施例提供了电流控制装置和电气设备。电流控制装置耦合至线圈并且包括：运算放大器，包括同相输入端、反相输入端和输出端；基准电路，耦合至同相输入端并被配置为给运算放大器提供基准电压；采样电路，耦合至线圈和反相输入端，并被配置为给运算放大器提供采样电压；以及开关，耦合至运算放大器、线圈和采样电路，并被配置为基于运算放大器的输出端的电压而导通或关断，以调节流过线圈的电流。本方案可以通过硬件的方式对流经线圈的电流加以控制，成本低廉且操作可靠。成本低廉且操作可靠。成本低廉且操作可靠。

【技术实现步骤摘要】
电流控制装置和电气设备


[0001]本公开涉及电气设备领域，更具体地，涉及电流控制装置以及包括该电流控制的电气设备。

技术介绍

[0002]脱扣器是一种常见的电气设备，它与断路器机械上相连的，用以释放断路器上的保持机构，并使断路器自动断开。当线路漏电或有人体触电时，通过脱扣器在预定时间内切断电源，能够起到触电和漏电保护作用。脱扣器中包括有线圈，用于执行分闸和合闸的操作。
[0003]脱扣器对流经线圈的电流有严格的要求，需要时线圈的电流维持在恒定的数值范围内。在传统的方案中，通常借助于单片机来实现对线圈的电流的控制。在使用单片机的方案中，将电流采样信号送到单片机，与单片机内部电压基准进行比较，单片机输出控制信号，控制开关管的导通程度，使线圈电流维持在设定的恒流值。这种方式虽然可以实现一定程度的恒定电流，但是成本较高，而且还需要硬件与软件开发进行配合，开发难度高并且周期长，其适用范围难以得到扩展。

技术实现思路

[0004]为了至少部分解决上述以及其他可能存在的问题，本公开的实施例提供了一种电流控制装置以及包括该电流控制装置的电气设备。
[0005]在第一方面，本公开的实施例提供了一种电流控制装置。电流控制装置耦合至线圈并且包括：运算放大器，包括同相输入端、反相输入端和输出端；基准电路，耦合至同相输入端并被配置为给运算放大器提供基准电压；采样电路，耦合至线圈和反相输入端，并被配置为给运算放大器提供采样电压；以及开关，耦合至运算放大器、线圈和采样电路，并被配置为基于运算放大器的输出端的电压而导通或关断，以调节流过线圈的电流。
[0006]根据本公开的实施例，通过电路设计的方式提供电流控制装置，可以在例如用于分闸操作和合闸操作的脱扣器上，实现对脱扣器线圈的恒流控制，不仅成本低廉，而且操作可靠。
[0007]在一些实施例中，基准电路包括：恒压源，其一端经由第一电阻耦合至第一电源，另一端耦合至参考电压端，恒压源被配置为提供恒定的电压；以及第一滤波元件，耦合至恒压源并被配置为给恒压源提供经滤波的电压。利用该实施例，可以提供精确且恒定的电压。
[0008]在一些实施例中，基准电路还包括：基准节点，耦合至运算放大器的同相输入端；第二电阻，其一端耦合至第一电阻和恒压源之间的恒压点，另一端耦合至基准节点；以及第三电阻，其一端耦合至基准节点，另一端耦合至参考电压端。利用该实施例，通过电阻的分压作用，可以提供预定的准确电压作为运算放大器进行比较的基准电压。
[0009]在一些实施例中，采样电路包括：采样电阻，其一端耦合至开关侧节点，另一端耦合至参考电压端，其中开关侧节点耦合至开关；第二滤波元件，其一端耦合至放大器侧节
点，另一端耦合至参考电压端，其中放大器侧节点耦合至开关的反相输入端；以及第四电阻，耦合在开关侧节点和放大器侧节点之间。利用该实施例，可以对线圈的电流进行采样，以便于与基准电压进行比较。
[0010]在一些实施例中，电流控制装置还包括负反馈电路，负反馈电路耦合在运算放大器的输出端和反相输入端之间，并且包括：第五电阻；以及第三滤波元件，与第五电阻串联耦合。利用该实施例，可以以简单可靠的方式为运算放大器提供负反馈。
[0011]在一些实施例中，开关包括：栅极，经由第六电阻耦合至运算放大器的输出端；源极，耦合至采样电路；以及漏极，耦合至线圈。利用该实施例，利用成本低廉的开关，既可以耦合至采样电路，也可以耦合至运算放大器，同时还能够控制线圈的电流的流通和断开。
[0012]在第二方面，本公开的实施例提供一种电气设备。电气设备包括线圈；以及本公开的第一方面的电流控制装置。
[0013]提供
技术实现思路
部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。
技术实现思路
部分无意标识本公开的关键特征或主要特征，也无意限制本公开的范围。
附图说明
[0014]通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0015]图1示出了根据本公开的实施例的电气设备的示意框图。
[0016]图2示出了根据图1中的电气设备的示意性图示，其中示出了电流控制装置的一种可行的实现方式。
具体实施方式
[0017]下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。本领域的技术人员可以在不偏离本公开精神和保护范围的基础上从下述描述得到选替技术方案。
[0018]在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。术语“耦合”或“联接”包括以各种形式将相关的部件关联在一起，既包括以电气方式，也包括以机械或磁性方式，既包括直接关联，也包括经由中间部件间接关联。
[0019]本公开的实施例提供了一种改进的电流控制方案。这种方案采用设置有运算放大器和开关的电路结构，通过控制电路的接通和断开，来调节流过线圈的电流数值，从而以低成本、简单且有效的方式实现对线圈的电流控制。
[0020]图1示出了根据本公开的实施例的电气设备1的示意框图。如图1所示，电气设备1总体上包括线圈10和负载90。在一些实施例中，电气设备1可以是用于实现分闸与合闸动作
的脱扣器。在这样的实施例中，线圈10可以是脱扣器中的动作线圈。在另一些实施例中，线圈10也可以是脱扣器中的维持线圈。负载90耦合至线圈10，用于执行分闸动作或合闸动作。根据脱扣器的工作要求，线圈10的电流需要保持恒定，这样才可以确保脱扣器的良好特性。
[0021]如前所述，在传统的方案中，通常借助于单片机来实现对线圈的电流的控制。这种方式成本较高，并且还需要硬件与软件开发进行配合，开发难度高并且周期长。
[0022]至少为了解决上述问题，本公开的实施例提供了一种电流控制装置和相应的电气设备。
[0023]返回参考图1，电气设备1包括根据本公开的实施例的用于调节线圈10的工作电流的电流控制装置20。如图所示，电气设备1还可以包括第一电源Ua和第二电源Ui，其中第一电源Ua用于为电流控制装置20提供功率，第二电源Ui用于为线圈10提供动力。作为示例，第一电源Ua和/或第二电源Ui可以包括公用电网、诸如电池组、超级电容之类的储能装置、连接到公用电网或储能装置的开关电源、或任何其他类型的供电设施、或者它们的任意组合。
[0024]图2示出了根据本公开的实施例的电气设备1的示意性图示，其中示出了电流控制装置20的一种可行电路图。如图2所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电流控制装置(20)，耦合至线圈(10)，其特征在于，包括：运算放大器(30)，包括同相输入端(31)、反相输入端(32)和输出端(33)；基准电路(40)，耦合至所述同相输入端(31)并被配置为给所述运算放大器(30)提供基准电压；采样电路(50)，耦合至所述线圈(10)和所述反相输入端(32)，并被配置为给所述运算放大器(30)提供采样电压；以及开关(60)，耦合至所述运算放大器(30)、所述线圈(10)和所述采样电路(50)，并被配置为基于所述运算放大器(30)的所述输出端(33)的电压而导通或关断，以调节流过所述线圈(10)的电流。2.根据权利要求1所述的电流控制装置(20)，其特征在于，所述基准电路(40)包括：恒压源(Uc)，其一端经由第一电阻(R1)耦合至第一电源(Ua)，另一端耦合至参考电压端(Ur)，所述恒压源(Uc)被配置为提供恒定的电压；以及第一滤波元件(C1)，耦合至所述恒压源(Uc)并被配置为给所述恒压源(Uc)提供经滤波的电压。3.根据权利要求2所述的电流控制装置(20)，其特征在于，所述基准电路(40)还包括：基准节点(Pb)，耦合至所述运算放大器(30)的所述同相输入端(31)；第二电阻(R2)，其一端耦合至所述第一电阻(R1)和所述恒压源(Uc)之间的恒压点(Pc)，另一端耦合至所述基准节点(Pb)；以及第三电阻(R3)，其一端耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵超敏，黄杰，华洁，方昀，
申请(专利权)人：施耐德电气工业公司，
类型：新型
国别省市：