智能脱扣器的电源电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种采用自生电源电路供电的智能脱扣器的电源电路，包括：与智能脱扣器的电流互感器的电流输出端相连的自生电源电路，自生电源电路的电源输出端经低电平检测单元与智能脱扣器的中央控制单元相连；自生电源电路包括与电流互感器的电流输出端串连的滤波电路和整流电路，整流电路的正极经稳压电路与中央控制单元的电源端和低电平检测单元的电源端相连。在确保小电流情况下可以给系统稳定供电，而在大电流情况下，可以保护系统不受影响。用比较器控制开关ＭＯＳ管，可以使ＭＯＳ管的瞬时功率总是接近于零，有效的降低了电源系统的发热状况。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种智能脱扣器的电源电路。
技术介绍
塑壳式断路器是低压配电线路及电动机控制和保护中的一种重要的电器开关。当线路中发生短路、过流和欠压等故障时，它可以自动切断电路，对线路及设备起到保护作用。传统的断路器为了得到不同的保护特性，要配置不同的脱扣器。随着用电系统的规模和等级不断扩大，传统的脱扣器越来越难满足系统的可靠性、准确性和实时性的要求。而且对于断路器而言，主要承受故障电流的电动力冲击和热冲击，即断路器的动稳定性和热稳定性。传统的断路器采用热继电器构成过载保护，电磁快速脱扣器作为短路保护构成长延时、瞬动两段特性，实现保护功能一体化困难。 对于智能化脱扣器硬件的供电系统，智能化电气开关的电路可以有三种供电方式专用电源供电、蓄电池供电和电流互感器供电，后者也称为自供电。这三种供电方式可以单独使用，也可以配合使用，形成冗余供电系统。前两种供电方式在技术上与一般的微机应用系统没有什么区别。电流互感器供电是断路器所特有的一种供电方式，单独使用时可以省去其他供电电路，而且可以随着电网的接通自动开始工作，是一种理想的供电方式。但电流互感器供电有以下几个问题需要妥善处理 1)、由于电源能量来源于电流互感器，因此电网电路中电流较小时不足以供电。2)、当电网电路的电流缓慢上升时，自供电电源的电压也是缓慢上升的，不利于智能控制电路的正常工作。3)、由于电流互感器输入电流范围很大，导致供电电路部分元器件发热严重，影响系统正常工作。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种采用电流互感器供电的智能脱扣器的电源电路，以在电网电路中电流较小时仍能正常工作。 为解决上述技术问题，本技术提供了一种智能脱扣器的电源电路，包括与智能脱扣器的电流互感器的电流输出端相连的自生电源电路，自生电源电路的电源输出端经低电平检测单元与智能脱扣器的中央控制单元相连；自生电源电路包括与电流互感器的电流输出端串连的滤波电路和整流电路，整流电路的正极经稳压电路与中央控制单元的电源端和低电平检测单元的电源端相连。 低电平检测单元包括d极与整流电路的正极相连的M0S管，M0S管的s极接整流电路的负极，整流电路的正极串接第一限流电阻后接比较器的反向端，整流电路的正、负极之间设有串联的第二限流电阻和第三限流电阻，第二限流电阻和第三限流电阻的接点与比较器的同向端相连，比较器的输出端接M0S管的g极，M0S管的g极还与中央控制单元的电源控制输出端相连；比较器的反向端和整流电路的负极之间设有并联的第一电容和第一稳压二极管，整流电路的正、负极之间设有并联的电解电容和第二稳压二极管。 刚上电时，由于M0S管的g极和s极之间的电压差Ugs为零，d极和s极之间的电 流Ids为零，电流通过第二限流电阻和第三限流电阻产生一电压降；当电流互感器的输入 电流较小时，比较器的反向端的电位高于同向端，比较器的输出为零，即所述Ugs为零，M0S 管关闭，整流电路的正极输出的电流经稳压电路给中央控制单元供电，同时给电解电容充 电；当电流互感器的输入电流变大时，由于比较器的反向端在第一稳压二极管的作用下其 电压不变，而其同向端的电压随着所述输入电流的变大而增大，导致比较器的输出电压变 为正电平，且所述Ugs高于M0S管的门槛电压，M0S管导通，M0S管的d极和s极之间的电压 差Uds下降到零，此时，电解电容放电续流为中央控制单元供电；随着电压Uds的下降，比较 器的同向端的电压随之下降，比较器的输出电压再次为零，MOS管再次关闭，如此往复。 本技术具有积极的效果(l)本技术的智能脱扣器的电源电路中，在确 保小电流情况下可以给系统稳定供电，而在大电流情况下，可以保护系统不受影响。在克服 自供电方式的缺点方面，首先使得电流互感器次级输入电流较小时也能使得电源部分能够 稳定输出系统正常工作电压；为避免出现合闸短路时脱扣器瞬动时延过长，合理设计电路 参数，将瞬动时延控制在15ms以内，可以避免短路时因电动力对电路造成的损坏。在减少 开关M0S管发热量方面，用比较器控制开关M0S管，可以使M0S管的瞬时功率总是接近于 零，有效的降低了电源系统的发热状况。电流互感器次级电流23mA时，能够输出15V稳定 的电压；电流互感器次级三相总电流范围在0. 06A-1. 80A时，电源部分可以为系统稳定提 供8V和5V电压，以及大约0. 2W左右的功率；保证数字系统可以正常工作。采用低电平检 测单元，能使系统正常工作，并且在持续低电压的时候可以主清零单片机。电源部分器件在 正常工作时，各个器件尤其是关键器件开关M0SFET的瞬时功率基本保持为零，使得元器件 的发热量不致影响系统正常工作。(2)本技术的智能脱扣器一方面可以在同一台断路 器上实现多种功能，使单一的动作特性有可能做到一种保护功能多种动作特性；另一方面 可使断路器实现与中央控制计算机双向通讯，构成智能化的监控、保护、信息网络系统，使 断路器从基本保护功能发展到智能化的保护功能。智能控制器利用高性能单片机对断路器 中的负载电流进行实时采样，计算处理、判断并发出故障脱扣命令。它具有过载长延时、短 路短延时、定时限脱扣、反时限脱扣和短路瞬时等保护功能。其中，定时限脱扣是指控制器 经一段预定延时后发出脱扣动作指令，延时动作时间可以调整但不受过电流值的影响。反 时限脱扣，指延时动作时间与通过的电流值有关，电流值越大，动作时间越短。短路瞬时脱 扣，指当电流达到瞬时脱扣阈值时，脱扣器无人为延时而立即动作。由于反复的过负荷可能 引起导体发热，脱扣器还应具有热记忆功能。控制器进入过载、短延时而未达到脱扣能量后 又恢复正常，此后过载能量应在大约30min释放结束，即具有模拟双金属片特性的热效应， (短延时定时限无热记忆)。复位可清除热记忆。(3)本技术的智能脱扣器的电源电路 中，电流检测调理单元由采样电阻，滤波，放大电路组成，中央处理单元由自带10位AD转换 器的低功耗单片机PIC16F877A及其外围电子电路组成。(4)在工作时，自生电源电路将电 流互感器流入的电流转化为+8V， +5V电平，为系统稳定供电。单片机对由电流互感器经电 流检测调理单元处理后的电压信号进行AD转换；并根据采样值进行逻辑运算和处理，运算 结果与整定值比较后输出符合预设保护特性的逻辑电平信号，这些信号经脱扣驱动电路后 送入脱扣执行单元中的磁通变换器，使断路器跳闸，切断电路。(5)各种故障保护的动作电 流和时间整定值通过拨盘设定，并可以在应用中实时进行修改。在极小电流输入情况下，自生电源不能提供系统正常工作电压，由低电平检测单元自动清零单片机。附图说明为了使本技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本技术作进一步详细的说明，其中 图1为实施例中的智能脱扣器的电源电路的电路框图； 图2为实施例中的智能脱扣器的电源电路的低电平检测单元和自生电源电路的 原理图。具体实施方式见图l-2，本实施例的智能脱扣器的电源电路包括电流互感器2、与电流互感器2 的感生电流输出端相连的电流检测调理单元3、与电流检测调理单元3的信号输出端相连 的中央控制单元1、与中央控制单元1的脱扣控制信号输出端相连的脱扣驱动电路11、与脱 扣驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能脱扣器的电源电路，其特征在于包括：与智能脱扣器的电流互感器（２）的电流输出端相连的自生电源电路（７），自生电源电路（７）的电源输出端经低电平检测单元（６）与智能脱扣器的中央控制单元（１）相连；　　自生电源电路（７）包括与电流互感器（２）的电流输出端串连的滤波电路和整流电路，整流电路的正极经稳压电路与中央控制单元（１）的电源端和低电平检测单元（６）的电源端相连。

【技术特征摘要】
一种智能脱扣器的电源电路，其特征在于包括与智能脱扣器的电流互感器(2)的电流输出端相连的自生电源电路(7)，自生电源电路(7)的电源输出端经低电平检测单元(6)与智能脱扣器的中央控制单元(1)相连；自生电源电路(7)包括与电流互感器(2)的电流输出端串连的滤波电路和整流电路，整流电路的正极经稳压电路与中央控制单元(1)的电源端和低电平检测单元(6)的电源端相连。2. 根据权利要求1所述的智能脱扣器的电源电路，其特征在于低电平检测单元(6)包括d极与整流电路的正极相连的M0S管(Ml) ，M0S管(Ml)的s极接整流电路的负极，整流电路的正极串接第一限流电阻(Rl)后接比较器(Ul)的反向端，整流电路的正、负极之间设有串联的第二限流电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：张存明，陈小东，
申请(专利权)人：浙江南电电气有限公司，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]