本发明专利技术公开了一种直流低压断路器保护装置，包括至少一个串联在直流系统中的分流器、顺次连接的至少一个信号滤波与放大电路、至少一个A/D转换电路、至少一个数字隔离电路、一个微处理器和一个用于供电的电源隔离电路，所述的分流器对直流电流信号进行采样，将分流器两端电压压降输入信号滤波与放大电路，经过低通滤波与放大后，传输给A/D转换电路将模拟信号转换成数字信号输入到给数字隔离电路使输入信号与输出信号之间进行电气隔离后，再传输给微处理器进行计算判断,采用上述装置实现了输入输出信号之间的电气隔离且成本低具有通用性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种直流低压断路器保护装置，属低压电器领域。
技术介绍
由于目前以化石能源为主的能源格局的不可持续性，全球能源格局正在能源与环境危机的推动下逐步转型，可再生能源有望取代石油、煤矿等成为能源的主体，以光伏发电和风力发电为主的新能源领域中，一般均采用直流系统，需要直流断路器来进行保护。与交流低压断路器相比，直流低压断路器对直流电流信号的采样方式是不同的， 目前直流系统常用的采样方式有直流电流互感器、分流器、霍尔传感器，三者各有特点，其中直流电流互感器的优点是结构简单，缺点是易受磁场干扰、易损坏、线性度差；霍尔传感器的优点是结构简单、精度高，缺点是易受磁场影响，需要屏蔽系统、成本高。根据以上优缺点，采用分流器进行直流电流信号采样成为各大厂商的优选方案，分流器的优点是结构简单、测量范围大、不受外磁场影响，但是分流器与主回路直接相连电气不隔离、输出信号弱。针对采用分流器进行直流电流信号采样的缺点，公开号为CN101346863，名称为 “用于交流/直流低压供电线的保护单元”的专利提供了一种采用隔离放大器对输入采样信号进行电气隔离，虽然在采样信号输入的初始处理阶段就采取隔离对后级电路的影响较小，但是由于隔离放大器设计的复杂性，使用昂贵，对于量产显然是不利的。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种量产成本低且保护精确度高的直流低压断路器保护装置。为解决上述技术问题，本专利技术提供的一种直流低压断路器保护装置，包括至少一个串联在直流系统中的分流器、顺次连接的至少一个信号滤波与放大电路、至少一个A/D 转换电路、至少一个数字隔离电路、一个微处理器和一个用于供电的电源隔离电路，所述的分流器对直流电流信号进行采样，将分流器两端电压压降输入信号滤波与放大电路，经过低通滤波与放大后，进入A/D转换电路将模拟信号转换成数字信号，输入数字隔离电路，使输入信号与输出信号之间进行电气隔离，经隔离的数字信号输入微处理器电路后由微处理器进行计算判断，电源隔离电路为上述电路提供电源。进一步地，本专利技术一种直流低压断路器保护装置中，还包括一个脱扣电路，所述的脱扣电路与微处理器相连，直流系统发生短路导致运行中的电流超过保护装置设定的阈值时，微处理器发出脱扣指令给脱扣电路，脱扣电路控制直流系统中的直流低压断路器分闸。进一步地，本专利技术一种直流低压断路器保护装置中，还包括显示与报警模块，所述显示与报警模块与微处理器相连，微处理器电路通过显示与报警模块显示相关信息及输出报警信号。进一步地，本专利技术一种直流低压断路器保护装置中，还包括量程选择电路，所述量程选择电路分别与信号滤波与放大电路、A/D转换电路相连，将经过低通滤波和放大后的信号传输给量程选择电路扩大信号的测量范围与精度，再传输给A/D转换电路进行模数转换。进一步地，本专利技术一种直流低压断路器保护装置中，还包括通信模块，所述通信模块与微处理器相连，实现远程控制和通信。进一步地，本专利技术一种直流低压断路器保护装置中，还包括能增加对直流系统的功率、能量计算的电压采样调理电路和监控分流器安全运行的分流器温升采样处理电路，所述电压采样调理电路、分流器温升采样处理电路与A/D转换电路相连。本专利技术与现有技术相比，具有以下显著性优点(1)本专利技术采用高共模抑制比的仪表放大器或差分放大器对分流器两端的电压压降进行采样，能够准确的采集微弱的差分电压信号，测量精度高且测量范围大；(2)本专利技术直流低压断路器保护装置与直流系统电气隔离，使得操作人员安全操作；(3)本专利技术可以存储故障信息和报警信息，有利于用户系统维护和线路故障排查；(4)本专利技术采用温度传感器进行温升测量并提供报警信号，有利于监控直流系统及分流器的安全、可靠运行；(5)本专利技术由于采用的数字隔离电路，大大降低了量产的成本。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的描述。图1为本专利技术实施例1框图。图2为本专利技术实施例2框图。图3为本专利技术实施例3框图。图4为本专利技术实施例4框图。图5为本专利技术实施例5框图。图6为本专利技术中信号滤波与放大电路原理图。图7为本专利技术中A/D转换电路原理图。图8为本专利技术中数字隔离电路原理图。图9为本专利技术中微处理器电路原理图。图10为本专利技术中显示与报警电路原理图；图IOa为LED报警与故障指示电路原理图；图IOb为键盘电路原理图；图IOc为液晶显示电路原理图。图11为本专利技术中脱扣电路原理图。图12为本专利技术中电源隔离电路原理图。具体实施例方式本专利技术采用数字隔离电路使保护装置与直流系统电气隔离，经隔离后的数字信号传输给微处理器进行计算判断，从而发出脱扣指令给脱扣电路同时通过显示与报警电路显示相关报警信息。实施例1如图1所示，一种直流低压断路器保护装置，包括串联在直流系统中的分流器、信号滤波与放大电路、A/D转换电路、数字隔离电路、微处理器电路、显示与报警电路、脱扣电路、 电源隔离电路，分流器对直流电流信号进行采样，信号滤波与放大电路连接在分流器的两端，将分流器两端电压压降输入信号滤波与放大电路，经过低通滤波与放大后，进入A/D转换电路将模拟信号转换成数字信号，输入数字隔离电路，使输入信号与输出信号之间进行电气隔离，经隔离的数字信号输入微处理器电路后由微处理器进行计算判断，当直流系统发生短路导致运行中的电流超过保护装置设定的阈值时，微处理器发出脱扣指令给脱扣电路，脱扣电路控制直流系统中的直流低压断路器分间，微处理器电路通过显示与报警电路， 显示相关信息及输出报警信号，同时可进行相关信息记录的查询，电源隔离电路为上述电路提供电源。由于分流器是串联在直流系统中的，因此将分流器两端电压压降输入信号滤波与放大电路时是带有与直流系统相同的对地共模电压，此共模电压往往达几百伏甚至上千伏，如果不考虑信号输入端与后级电路的电气隔离，那么后级电路是很容易损坏的。因此， 在微处理器电路与A/D转换电路之间接入了数字隔离器件，该数字隔离器件的额定绝缘工作电压大于直流系统的共模高电压，可以有效地使后级的微处理器电路、显示与报警电路、 脱扣电路与直流系统电气隔离，除此之外，还采用了电源隔离电路，该电源隔离电路的额定绝缘工作电压大于直流系统的共模高电压，外部电源输入电源隔离电路，电源隔离电路输出分别相互电气隔离的电源电压给信号滤波与放大电路、A/D转换电路、数字隔离电路输入级和数字隔离电路输出级、微处理器电路、显示与报警电路、脱扣电路，另外电源隔离电路的外部输入电源也是同直流系统电气隔离的。实施例2如图2所示，一种直流低压断路器保护装置，包括串联在直流系统中的分流器、信号滤波与放大电路、量程电路、A/D转换电路、数字隔离电路、微处理器电路、显示与报警电路、脱扣电路、电源隔离电路，分流器对直流电流信号进行采样，信号滤波与放大电路连接在分流器的两端，将分流器两端电压压降输入信号滤波与放大电路，经过低通滤波与放大后，进入量程电路有效地扩大直流电流信号的测量范围与精度后进入A/D转换电路将模拟信号转换成数字信号，输入数字隔离电路，使输入信号与输出信号之间进行电气隔离，经隔离的数字信号输入微处理器电路后由微处理器计算判断，当直流系统发生短路导致运行中的电流超过保护装置设定的阈值时，微处理器发出脱扣指令给脱扣电路，脱扣电路控制直流系统中的直流低压断路器分间，微处本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种直流低压断路器保护装置，特征在于：包括至少一个串联在直流系统中的分流器、顺次连接的至少一个信号滤波与放大电路、至少一个Ａ／Ｄ转换电路、至少一个数字隔离电路、一个微处理器和一个用于供电的电源隔离电路，所述分流器对直流电流信号进行采样，将分流器两端电压压降输入信号滤波与放大电路，经过低通滤波与放大后，进入Ａ／Ｄ转换电路将模拟信号转换成数字信号，输入数字隔离电路，使输入信号与输出信号之间进行电气隔离，经隔离的数字信号输入微处理器电路后由微处理器进行计算判断，所述电源隔离电路为上述电路提供电源。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：管瑞良，潘振克，周龙明，殷建强，金建达，
申请(专利权)人：常熟开关制造有限公司原常熟开关厂，
类型：发明
国别省市：32
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