專利名稱：一種塑殼斷路器用智能化控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電器設(shè)備，尤其涉及一種塑殼斷路器用智能化控制器。
背景技術(shù)：
塑殼斷路器用智能化控制器能夠在電流超過跳脫設(shè)定后自動切斷電流。塑殼指的是用塑料絕緣體作為裝置的外殼，用來隔離導(dǎo)體之間以及接地金屬部分。隨著節(jié)能和電力質(zhì)量要求的不斷提高，也推動了塑殼斷路器用智能化控制器的不斷發(fā)展以及功能不斷增強。生產(chǎn)廠家紛紛推出了具有電力質(zhì)量監(jiān)控功能的塑殼斷路器用智能化控制器，它可以測量三相電流、電壓、功率、功率因數(shù)等電氣參數(shù)以及進行諧波分析，并能捕捉電力質(zhì)量突變的事件和波形。但是，傳統(tǒng)塑殼斷路器用智能化控制器是通過降壓變壓器或開關(guān)電源提供電源的，在增加電流保護功能檢測時，還需要額外增加外部的輔助電源。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種塑殼斷路器用智能化控制器，其通過自生電電路為塑殼斷路器用智能化控制器提供工作電壓，在增加電流保護功能檢測時，不需要額外增加外部的輔助電源。為達此目的， 本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種塑殼斷路器用智能化控制器，其包括電流采樣電路、單片機、數(shù)碼管、保護執(zhí)行機構(gòu)及自生電電路；所述電流采樣電路與單片機連接，用于采集用電設(shè)備所在線路的電流信號，并輸出給單片機；所述單片機與數(shù)碼管連接，用于對所述電流信號進行處理，獲得線路的電流值，輸出給數(shù)碼管顯示；所述保護執(zhí)行機構(gòu)與單片機連接，用于根據(jù)單片機輸出的分合閘控制信號執(zhí)行相應(yīng)的操作；所述自生電電路與單片機連接，用于通過電流互感器感應(yīng)出電流，給單片機供電。特別地，所述塑殼斷路器用智能化控制器還包括信號接收裝置，與單片機連接，用于接收通過遙控器向單片機輸入的控制參數(shù)。特別地，所述自生電電路包括整流電路、緩沖電路、穩(wěn)壓電路、基準電壓電路、運算放大器、電壓檢測電路、電源電路、泄流電路、反饋電路及采樣電阻；其中，所述整流電路與緩沖電路連接，用于對電流互感器輸出的電流進行整流，并輸出給緩沖電路處理；所述穩(wěn)壓電路與緩沖電路連接，用于對緩沖電路輸出的直流電壓進行穩(wěn)壓，給單片機供電；所述基準電壓電路與緩沖電路連接，用于對緩沖電路輸出的直流電壓進行分壓，生成基準電壓，并輸出給運算放大器反向輸入端；所述電壓檢測電路與緩沖電路連接，用于對緩沖電路輸出的直流電壓進行分壓，生成檢測電壓，并輸出給運算放大器的同向輸入端；所述電源電路與緩沖電路連接，用于對緩沖電路輸出的直流電壓進行分壓，生成供電電壓，給運算放大器供電；所述運算放大器的輸出端與泄流電路、反饋電路連接，用于在所述基準電壓大于所述檢測電壓時，向泄流電路輸出脈沖電壓，使泄流電路中的三極管導(dǎo)通，并通過反饋電路將該脈沖電壓反饋給運算放大器的同向輸入端；所述泄流電路與整流電路連接，用于在所述三極管導(dǎo)通后，使采樣電阻與整流電路形成通路；所述采樣電阻與整流電路連接，用于在其與整流電路形成通路后，對整流電路輸出的電流進行采樣。特別地，所述整流電路為由二極管Dl、二極管D2、二極管D3及二極管D4構(gòu)成的全橋整流電路，其第一輸入端與第二輸入端連接電流互感器的輸出端，第一輸出端連接采樣電阻，第二輸出端連接緩沖電路和泄流電路；所述緩沖電路包括二極管D5和二極管D6，二極管D5的一端連接整流電路的第二輸出端，另一端與二極管D6 —端連接后的結(jié)點連接穩(wěn)壓電路、基準電壓電路及電壓檢測電路，二極管D6的另一端連接反饋電路；所述穩(wěn)壓電路包括二極管D7、電容Cl、電容C2及穩(wěn)壓電源Ul，電容Cl與電容C2并聯(lián)連接后的第一結(jié)點與二極管D7的一端、穩(wěn)壓電源Ul的輸入端連接,二極管D7的另一端與二極管Dl的一端連接，電容Cl與電容C2并聯(lián)連接后的第二結(jié)點與穩(wěn)壓電源Ul的接地端連接，穩(wěn)壓電源Ul的輸出端連接單片機 。特別地，所述基準電壓電路包括電阻R1、二極管D8及電阻R2，二極管D8和電阻R2并聯(lián)連接后與電阻Rl串聯(lián)連接的結(jié)點連接運算放大器的反向輸入端；所述電源電路包括電阻R3、二極管D9及電容C5，二極管D9和電阻C5并聯(lián)連接后與電阻R3串聯(lián)連接的結(jié)點連接運算放大器的電源輸入端；所述電壓檢測電路包括電阻R4和電阻R5，電阻R4并與電阻R5串聯(lián)連接的結(jié)點連接運算放大器的同向輸入端；所述泄流電路包括二極管DlO和三極管Q1，所述反饋電路包括電阻R6、電阻R7及電阻R8，二極管DlO與三極管Ql并聯(lián)連接，三極管Ql的柵極與電阻R6、電阻R7、電阻R8連接后的結(jié)點連接運算放大器的輸出端，電阻R6的另一端連接運算放大器的電源輸入端，電阻R7的另一端連接三極管Ql的源極，電阻R8的另一端連接運算放大器的接地端。本發(fā)明通過自生電電路為塑殼斷路器用智能化控制器提供工作電壓，在增加電流保護功能檢測時，不需要額外增加外部的輔助電源，而且該自生電電路的啟動速度快，啟動電流小，可以實現(xiàn)對小電流的采樣和自生電。


圖1是本發(fā)明實施例提供的塑殼斷路器用智能化控制器結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明實施例提供的自生電電路結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明實施例提供的自生電電路中穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。請參照圖1所示，本實施例中塑殼斷路器用智能化控制器包括電流采樣電路1、單片機2、數(shù)碼管3、保護執(zhí)行機構(gòu)4、信號接收裝置5及自生電電路6。 所述電流采樣電路I與單片機2連接，用于采集用電設(shè)備所在線路的電流信號，并輸出給單片機2。
所述單片機2與數(shù)碼管3連接，用于對所述電流信號進行處理，獲得線路的電流值，輸出給數(shù)碼管3顯示。電流采樣電路I通過電流互感器采集用電設(shè)備所在線路三相電流信號，并輸出給單片機2處理。單片機2對所述三相電流信號進行處理，獲得線路三相電流值la、lb、Ic，并輸出給數(shù)碼管3輪流循環(huán)顯示。另外，單片機2需要進一步分析所述三相電流值la、lb、Ic是否存在異常，并根據(jù)分析結(jié)果向保護執(zhí)行結(jié)構(gòu)發(fā)送分合閘控制信號。所述保護執(zhí)行機構(gòu)4與單片機2連接，用于根據(jù)單片機2輸出的分合閘控制信號執(zhí)行相應(yīng)的操作。所述信號接收裝置5與單片機2連接，用于接收用戶通過遙控器向單片機2輸入的控制參數(shù)。并可通過遙控器上的按鍵來翻頁查詢各項狀態(tài)參數(shù)，還可以通過按鍵進行客戶化參數(shù)的設(shè)定與修改，操作簡單快捷。所述自生電電路6與單片機2連接，用于通過電流互感器感應(yīng)出電流，給單片機2供電。如圖2所示，本實施例中自生電電路6包括:整流電路、緩沖電路、穩(wěn)壓電路、基準電壓電路、運算放大器LC、電源電路、電壓檢測電路、泄流電路、反饋電路及采樣電阻Re。

所述整流電路與緩沖電路連接，用于對電流互感器CT輸出的電流進行整流，并輸出給緩沖電路處理。本實施例中所述整流電路為由二極管Dl、二極管D2、二極管D3及二極管D4構(gòu)成的全橋整流電路,其第一輸入端與第二輸入端連接電流互感器CT的輸出端,第一輸出端連接采樣電阻Re，第二輸出端連接緩沖電路和泄流電路。所述緩沖電路包括二極管D5和二極管D6 ;所述二極管D5的一端連接整流電路的第二輸出端，另一端與二極管D6 —端連接后的結(jié)點連接穩(wěn)壓電路、基準電壓電路及電壓檢測電路，二極管D6的另一端連接反饋電路。所述穩(wěn)壓電路與緩沖電路連接，用于對緩沖電路輸出的直流電壓進行穩(wěn)壓，給單片機2供電。如圖3所示，本實施例中所述穩(wěn)壓電路包括二極管D7、電容Cl、電容C2及穩(wěn)壓電源Ul,電容Cl與電容C2并聯(lián)連接后的第一結(jié)點與二極管D7的一端、穩(wěn)壓電源Ul的輸入端連接，二極管D7的另一端與二極管Dl的一端連接，電容Cl與電容C2并聯(lián)連接后的第二結(jié)點與穩(wěn)壓電源Ul的接地端連接，穩(wěn)壓電源Ul的輸出端連接單片機2。所述基準電壓電路與緩沖電路連接，用于對緩沖電路輸出的直流電壓進行分壓，生成基準電壓，并輸出給運算放大器LC反向輸入端。本實施例中所述基準電壓電路包括電阻R1、二極管D8及電阻R2。所述二極管D8和電阻R2并聯(lián)連接后與電阻Rl串聯(lián)連接的結(jié)點連接運算放大器LC的反向輸入端。所述電源電路與緩沖電路連接，用于對緩沖電路輸出的直流電壓進行分壓，生成供電電壓，給運算放大器LC供電。本實施例中所述電源電路包括電阻R3、二極管D9及電容C5 ;所述二極管D9和電阻C5并聯(lián)連接后與電阻R3串聯(lián)連接的結(jié)點連接運算放大器LC的電源輸入端。所述電壓檢測電路與緩沖電路連接，用于對緩沖電路輸出的直流電壓進行分壓，生成檢測電壓，并輸出給運算放大器LC的同向輸入端。本實施例中所述電壓檢測電路包括電阻R4和電阻R5 ;所述電阻R4并與電阻R5串聯(lián)連接的結(jié)點連接運算放大器LC的同向輸入端。
所述運算放大器LC的輸出端與泄流電路、反饋電路連接，用于在所述基準電壓大于所述檢測電壓時，向泄流電路輸出脈沖電壓，使泄流電路中的三極管Ql導(dǎo)通，并通過反饋電路將該脈沖電壓反饋給運算放大器LC的同向輸入端。所述泄流電路與整流電路連接，用于在所述三極管Ql導(dǎo)通后，使采樣電阻Re與整流電路形成通路。采樣電阻Re在泄流電路與整流電路形成通路后，完成對整流電路輸出的電流的采樣。本實施例中所述泄流電路包括二極管DlO和三極管Q1，所述反饋電路包括電阻R6、電阻R7及電阻R8。其中，所述二極管DlO與三極管Ql并聯(lián)連接，三極管Ql的柵極與電阻R6、電阻R7、電阻R8連接后的結(jié)點連接運算放大器LC的輸出端，電阻R6的另一端連接運算放大器LC的電源輸入端，電阻R7的另一端連接三極管Ql的源極，電阻R8的另一端連接運算放大 器LC的接地端。本發(fā)明的技術(shù)方案通過自生電電路為塑殼斷路器用智能化控制器提供工作電壓，在增加電流保護功能檢測時，不需要額外增加外部的輔助電源。上述僅為本發(fā)明的較佳實施例及所運用技術(shù)原理，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種塑殼斷路器用智能化控制器，其特征在于，包括電流采樣電路、單片機、數(shù)碼管、保護執(zhí)行機構(gòu)及自生電電路； 所述電流采樣電路與單片機連接，用于采集用電設(shè)備所在線路的電流信號，并輸出給單片機； 所述單片機與數(shù)碼管連接，用于對所述電流信號進行處理，獲得線路的電流值，輸出給數(shù)碼管顯示； 所述保護執(zhí)行機構(gòu)與單片機連接，用于根據(jù)單片機輸出的分合閘控制信號執(zhí)行相應(yīng)的操作； 所述自生電電路與單片機連接，用于通過電流互感器感應(yīng)出電流，給單片機供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑殼斷路器用智能化控制器，其特征在于，還包括信號接收裝置，與單片機連接，用于接收通過遙控器向單片機輸入的控制參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的塑殼斷路器用智能化控制器，其特征在于，所述自生電電路包括整流電路、緩沖電路、穩(wěn)壓電路、基準電壓電路、運算放大器、電壓檢測電路、電源電路、泄流電路、反饋電路及采樣 電阻； 其中，所述整流電路與緩沖電路連接，用于對電流互感器輸出的電流進行整流，并輸出給緩沖電路處理；所述穩(wěn)壓電路與緩沖電路連接，用于對緩沖電路輸出的直流電壓進行穩(wěn)壓，給單片機供電；所述基準電壓電路與緩沖電路連接，用于對緩沖電路輸出的直流電壓進行分壓，生成基準電壓，并輸出給運算放大器反向輸入端；所述電壓檢測電路與緩沖電路連接，用于對緩沖電路輸出的直流電壓進行分壓，生成檢測電壓，并輸出給運算放大器的同向輸入端；所述電源電路與緩沖電路連接，用于對緩沖電路輸出的直流電壓進行分壓，生成供電電壓，給運算放大器供電；所述運算放大器的輸出端與泄流電路、反饋電路連接，用于在所述基準電壓大于所述檢測電壓時，向泄流電路輸出脈沖電壓，使泄流電路中的三極管導(dǎo)通，并通過反饋電路將該脈沖電壓反饋給運算放大器的同向輸入端；所述泄流電路與整流電路連接，用于在所述三極管導(dǎo)通后，使采樣電阻與整流電路形成通路；所述采樣電阻與整流電路連接，用于在其與整流電路形成通路后，對整流電路輸出的電流進行采樣。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的塑殼斷路器用智能化控制器，其特征在于，所述整流電路為由二極管D1、二極管D2、二極管D3及二極管D4構(gòu)成的全橋整流電路，其第一輸入端與第二輸入端連接電流互感器的輸出端，第一輸出端連接采樣電阻，第二輸出端連接緩沖電路和泄流電路；所述緩沖電路包括二極管D5和二極管D6，二極管D5的一端連接整流電路的第二輸出端，另一端與二極管D6 —端連接后的結(jié)點連接穩(wěn)壓電路、基準電壓電路及電壓檢測電路，二極管D6的另一端連接反饋電路；所述穩(wěn)壓電路包括二極管D7、電容Cl、電容C2及穩(wěn)壓電源Ul,電容Cl與電容C2并聯(lián)連接后的第一結(jié)點與二極管D7的一端、穩(wěn)壓電源Ul的輸入端連接，二極管D7的另一端與二極管Dl的一端連接，電容Cl與電容C2并聯(lián)連接后的第二結(jié)點與穩(wěn)壓電源Ul的接地端連接，穩(wěn)壓電源Ul的輸出端連接單片機。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的塑殼斷路器用智能化控制器，其特征在于，所述基準電壓電路包括電阻RU二極管D8及電阻R2，二極管D8和電阻R2并聯(lián)連接后與電阻Rl串聯(lián)連接的結(jié)點連接運算放大器的反向輸入端；所述電源電路包括電阻R3、二極管D9及電容C5，二極管D9和電阻C5并聯(lián)連接后與電阻R3串聯(lián)連接的結(jié)點連接運算放大器的電源輸入端；所述電壓檢測電路包括電阻R4和電阻R5，電阻R4并與電阻R5串聯(lián)連接的結(jié)點連接運算放大器的同向輸入端；所述泄流電路包括二極管DlO和三極管Q1，所述反饋電路包括電阻R6、電阻R7及電阻R8，二極管DlO與三極管Ql并聯(lián)連接，三極管Ql的柵極與電阻R6、電阻R7、電阻R8連接后的結(jié)點連接運算放大器的輸出端，電阻R6的另一端連接運算放大器的電源輸入端，電阻R7的另一端連接三極管 Ql的源極，電阻R8的另一端連接運算放大器的接地端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種塑殼斷路器用智能化控制器，其包括電流采樣電路、單片機、數(shù)碼管、保護執(zhí)行機構(gòu)及自生電電路。所述電流采樣電路與單片機連接，用于采集用電設(shè)備所在線路的電流信號，并輸出給單片機。所述單片機與數(shù)碼管連接，用于對所述電流信號進行處理，獲得線路的電流值，輸出給數(shù)碼管顯示。所述保護執(zhí)行機構(gòu)與單片機連接，用于根據(jù)單片機輸出的分合閘控制信號執(zhí)行相應(yīng)的操作。所述自生電電路與單片機連接，用于通過電流互感器感應(yīng)出電流，給單片機供電。本發(fā)明在增加電流保護功能檢測時，不需要額外增加外部的輔助電源，而且自生電電路的啟動速度快，啟動電流小，實現(xiàn)對小電流的采樣和自生電。
文檔編號G01R19/00GK103236678SQ20121046021
公開日2013年8月7日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者胡寅毅, 戈浩, 吳振鋒 申請人:無錫智卓電氣有限公司