断路器用过压过流保护电路制造技术

断路器用过压过流保护电路，包括电流整流模块、过压保护电路和过流检测电路，所述过压保护电路包括充电单元、基准电压单元、比较器、推挽单元，基准电压单元为比较器提供基准电压，所述充电单元输入端与电流整流模块的三相电流输出端电连接，充电单元输出端与比较器同向输入端、输出端以及基准电压单元输入端电连接，基准电压单元输出端与比较器反向输入端电连接，所述推挽单元输入端与比较器输出端电连接；所述过流检测电路的输入端与电流整流模块三相电流输出端设置的检流电阻电连接，过流检测电路的输出端与MCU芯片的ADC检测端电连接。本实用新型专利技术电路设计合理、运行稳定；实现简单方便，成本低，整机运行功耗较低。整机运行功耗较低。整机运行功耗较低。

【技术实现步骤摘要】
断路器用过压过流保护电路


[0001]本技术属于电路设计领域，涉及断路器跳闸保护电路的功能改进，具体为一种断路器用过压过流保护电路。

技术介绍

[0002]目前，市面上用于断路器的过压保护电路，过压保护电路多采用电压监控方式，超过某一个电压值后对其电压进行限制，但是由于电压监控芯片存在的阈值区间，在过压消除后仍存在一定的滞回，不能即刻对去除过压状态做出反馈调节；监控电压在高于上限值后会一直下降到芯片的下限阈值以下才会重新进行充电，一定程度上导致电压波动不稳。在驱动脱扣器动作时，电压降低还可导致驱动能力不足，脱扣动作失败等风险，
[0003]如中国专利(授权公告号CN107611937B)公开了“一种直流断路器的过过压保护电路及方法”，过过压保护电路的输入端与换流电路连接，过过压保护电路的输出端与平波电抗器连接；过过压保护电路包括：第一避雷器、直流断路器和可控避雷器，直流断路器的阀侧端与第一避雷器连接，直流断路器的线路侧端与可控避雷器连接。本专利技术实施例还同时公开了一种直流断路器的过电压保护方法。上述公开的过压保护电路虽然有改进，但在电压稳定性和过流保护上仍存在不足。
[0004]在过流保护电路中多采用桥前电阻采样方式，然后将采集的差值电压进行差分放大，工程实现过程至少需要使用4通道运放进行差分处理，差值信号走线较多且采样值较小，走线时需要着重关注外部复杂电磁环境干扰。采用四路集成运算放大器，本身的功率损耗直接影响保护电流的采样精度。电路的复杂性也在一定程度上增加了项目成本。
[0005]随着低压智能断路器对于在系统工作时的过载长延时保护，短路短延时保护，短路瞬时保护，过压保护等规范的细分要求，对于保护电流采样精度提出更高的要求，只有确保保护电流采样精度大大提升，才能应对现场复杂工况下，做出准确而快速保护响应，保护后级设备及财产安全，另外在电流供电系统稳定运行的前提下，负载电压稳定无过压无较大波动，才能确保整机稳定运行。综上需要一种采样精度高、施工成本低、最大限度不影响整机损耗的新型过压、过流保护方案。

技术实现思路

[0006]本技术的目的是提供一种断路器用过压过流保护电路，用于解决现有技术中存在的缺陷。
[0007]断路器用过压过流保护电路，包括电流整流模块、过压保护电路和过流检测电路，所述电流整流模块用于给过压保护电路、过流检测电路提供整流后的三相电流，所述过压保护电路包括充电单元、基准电压单元、比较器、推挽单元，基准电压单元为比较器提供基准电压，所述充电单元输入端与电流整流模块的三相电流输出端电连接，充电单元输出端与比较器同向输入端、输出端以及基准电压单元输入端电连接，基准电压单元输出端与比较器反向输入端电连接，所述推挽单元输入端与比较器输出端电连接；当电流整流电路输
出的三相电流过载，充电单元的输出电压大于基准电压单元输出的基准电压，使比较器驱动推挽单元工作对充电单元的输出电压进行稳压；所述过流检测电路的输入端与电流整流模块三相电流输出端设置的检流电阻电连接，过流检测电路的输出端与MCU芯片的ADC检测端电连接。
[0008]为了实现本技术的目的，采用以下技术方案：
[0009]如上所述的断路器用过压过流保护电路，所述电流整流模块包括整流桥U2、U3、U4，整流桥U2、U3、U4的输入端分别与三相交流电的每一相电连接，所述整流桥U2、U3或者U4的输出端正极与充电单元的输入端电连接，整流桥U2、U3、U4的输出端负极与检流电阻一端、过流检测电路输入端电连接，检流电阻另一端接地。
[0010]如上所述的断路器用过压过流保护电路，所述检流电阻为可变电阻。
[0011]如上所述的断路器用过压过流保护电路，所述过流检测电路包括第一电阻、第二电阻以及由第三电阻、电容构成的RC滤波电路，第一电阻一端作为过流检测电路输入端，第一电阻另一端与第二电阻、第三电阻的一端电连接，第二电阻另一端接3V3电源，第三电阻另一端接电容一端、MCU芯片的ADC检测端，电容另一端接地。
[0012]如上所述的断路器用过压过流保护电路，所述充电单元包括二极管VD2、电容C4，二极管VD2阳极作为充电单元的输入端，二极管阴极接电容C4一端，电容C4另一端接地，通过电容C4提供输出电压CT。
[0013]如上所述的断路器用过压过流保护电路，所述基准电压单元包括电容C2、C3、电阻R8、二极管VD1，电容C2一端与比较器反向输入端连接，另一端接地，所述二极管VD1并联在电容C2两端，电容C3与电阻R8串联后与二极管VD1并联，电容C3与电阻R8的共接端与充电单元输出端电连接。
[0014]如上所述的断路器用过压过流保护电路，所述推挽单元包括电阻R5、R6、R7、三极管VT1、VT2、场效应管Q1，所述电阻R5一端与比较器输出端电连接，电阻R5另一端与三极管VT1、VT2基极电连接，三级管VT1集电极接充电单元输出端，三级管VT1发射集接电阻R6一端、三级管VT2发射极，电阻R6另一端接电阻R7一端、场效应管Q1栅极，电阻R7另一端接场效应管Q1源极、三级管VT2集电极，三级管VT2集电极接地，场效应管Q1漏极接所述电流整流模块的输出端。
[0015]如上所述的断路器用过压过流保护电路，所述充电单元的输出端和比较器的同向输入端、输出端之间设置分压电路，所述分压电路包括电阻R1、R2、R3、R4，所述电阻R1、R4一端与充电单元的输出端电连接，电阻R1、R4另一端分别接比较器的同向输入端、输出端，电阻R2串接在比较器的同向输入端、输出端之间，所述电阻R3一端接比较器的同向输入端，电阻R3另一端接地。
[0016]本技术的优点在于：
[0017]1.针对现有技术中存在的问题，本技术可以在无任何线路电压或其他任何辅助电源供电的情况下实现过压、过流的跳闸保护功能，实现了电压保护实时反馈，提高了使用安全性，保证后级负载的正常供电和稳定工作。
[0018]2.本技术的过压保护电路可以对输出电压进行实时响应，动态调节；利用比较器响应时间短、输出信号翻转速度快的优势，将输出电压稳定在一个相对固定的值，保证后级负载的稳定运行。
[0019]3.过流检测电路与电流整流模块后的检流电阻连接，实现电流采样，将采样值叠加基准电压值后通过一阶RC无源低通抗混叠滤波，通过单片机ADC采样及算法的优化补偿，可实现10％范围以内的保护电流采样精度，远远优于市面上20％的保护电流采样精度。此外，通过调整检流电阻大小及匹配分压电阻调整基准电压值，适配不同机架规格的断路器设备，可提高不同场景下开合闸控制动作的准确性。
[0020]4.本技术电路设计合理、运行稳定；实现简单方便，成本低，电路功耗较低。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍。
[0022]图1是本技术的电路框图；
[0023]图2是图1中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.断路器用过压过流保护电路，包括电流整流模块、过压保护电路和过流检测电路，所述电流整流模块用于给过压保护电路、过流检测电路提供整流后的三相电流，其特征在于，所述过压保护电路包括充电单元、基准电压单元、比较器、推挽单元，基准电压单元为比较器提供基准电压，所述充电单元输入端与电流整流模块的三相电流输出端电连接，充电单元输出端与比较器同向输入端、输出端以及基准电压单元输入端电连接，基准电压单元输出端与比较器反向输入端电连接，所述推挽单元输入端与比较器输出端电连接；当电流整流电路输出的三相电流过载，充电单元的输出电压大于基准电压单元输出的基准电压，使比较器驱动推挽单元工作对充电单元的输出电压进行稳压；所述过流检测电路的输入端与电流整流模块三相电流输出端设置的检流电阻电连接，过流检测电路的输出端与MCU芯片的ADC检测端电连接。2.根据权利要求1所述的断路器用过压过流保护电路，其特征在于，所述电流整流模块包括整流桥U2、U3、U4，整流桥U2、U3、U4的输入端分别与三相交流电的每一相电连接，所述整流桥U2、U3或者U4的输出端正极与充电单元的输入端电连接，整流桥U2、U3、U4的输出端负极与检流电阻一端、过流检测电路输入端电连接，检流电阻另一端接地。3.根据权利要求1或2所述的断路器用过压过流保护电路，其特征在于，所述检流电阻为可变电阻。4.根据权利要求1所述的断路器用过压过流保护电路，其特征在于，所述过流检测电路包括第一电阻、第二电阻以及由第三电阻、电容构成的RC滤波电路，第一电阻一端作为过流检测电路输入端，第一电阻另一端与第二电阻、第三电阻的一端电连接，第二电阻另一端接3V3电源，第三电阻另一端接电容一端、M...

【专利技术属性】
技术研发人员：张帮龙，孙珲阳，王永信，
申请(专利权)人：青岛乾程科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：