專(zhuān)利名稱：電子式斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓、漏電保護(hù)小型斷路 器，特別是一種電子式斷路器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，斷路器從脫扣到分?jǐn)嗟膭?dòng)作是通過(guò)雙金屬元件感應(yīng)到電 流產(chǎn)生的熱量來(lái)實(shí)現(xiàn)，在熱量的作用下，斷路器產(chǎn)生分?jǐn)?。?dāng)外界的環(huán)境 溫度升高，熱量傳遞到斷路器內(nèi)部，雙金升屬元件也同樣會(huì)產(chǎn)生定向位移， 也迫使斷路器自由脫扣機(jī)構(gòu)脫扣，迫使斷路器分?jǐn)唷＿@種受環(huán)境溫度產(chǎn)生 的分?jǐn)嗍钦`動(dòng)作，無(wú)法克服。同時(shí)，傳統(tǒng)斷路器將電力線路和負(fù)載連接成 一體，其動(dòng)觸頭和靜觸頭在分離的瞬時(shí)會(huì)產(chǎn)生電弧，電弧位于動(dòng)觸頭和靜 觸頭之間，電弧中的熱量向周?chē)鷶U(kuò)散，負(fù)載越重，回路電流越大，產(chǎn)生的 電弧越強(qiáng)，電弧中熱量向周?chē)鷶U(kuò)散面積就越大，電弧向外擴(kuò)散面積的同時(shí)， 也把熱量直接耗散到周邊的功能部件上，給分布在動(dòng)、靜觸頭周邊的功能 部件附加多余的熱量，這種熱量損毀功能部件，也能使斷路器的使用壽命 縮短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電子式斷路器，所述的這種電子式斷路器 要解決現(xiàn)有技術(shù)中斷路器由于環(huán)境溫度變化產(chǎn)生誤動(dòng)作、動(dòng)靜觸頭之間產(chǎn) 生放電電弧的技術(shù)問(wèn)題。
本發(fā)明的這種電子式斷路器由信號(hào)采集器、供電電源、放大單元、激 勵(lì)單元和功率驅(qū)動(dòng)單元構(gòu)成，其中，所述的信號(hào)采集器串聯(lián)在主電源回路 中，信號(hào)采集器與所述的放大單元的輸入端連接，放大單元的輸出端與所 述的激勵(lì)單元連接，激勵(lì)單元由電子開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成，激勵(lì)單元的輸出端與 所述的功率驅(qū)動(dòng)單元的輸入端連接。進(jìn)一步的，所述的功率驅(qū)動(dòng)單元的輸出回路中連接有負(fù)載。
進(jìn)一步的，所述的供電電源由二極管、可變電阻器、電阻器、電容器、 三極管和穩(wěn)壓二極管構(gòu)成，所述的二極管、可變電阻器、電阻器、電容器 順序連接在所述的主電源回路中，二極管的正極端與主電源連接，電容器 的一端與主電源的接地端連接，電阻器和電容器之間設(shè)置有輸出端，所述 的輸出端與三極管的集電極連接，穩(wěn)壓二極管設(shè)置在三極管的基極和主電 源接地端之間，三極管的發(fā)射極與放大單元的電源端連接。
進(jìn)一步的，所述的信號(hào)采集器由電阻器構(gòu)成，所述的電阻器的一端與 主電源回路的接地端連接，電阻器的另一端通過(guò)另一個(gè)電阻器與所述的放 大單元的正輸入端連接。
進(jìn)一步的，所述的放大單元由運(yùn)算放大器、輸入電阻器、負(fù)載電阻器 和反饋電阻器構(gòu)成，所述的信號(hào)采集器的輸出端通過(guò)所述的輸入電阻器與 所述的運(yùn)算放大器的正輸入端連接，運(yùn)算放大器的輸出端通過(guò)所述的負(fù)載 電阻器和反饋電阻器與主電源的接地端連接，反饋電阻器設(shè)置在運(yùn)算放大 器的輸出端和負(fù)輸入端之間。
進(jìn)一步的，所述的激勵(lì)單元由光電耦合器、電阻器和充電電容器構(gòu)成， 所述的運(yùn)算放大器的輸出端通過(guò)所述的電阻器與光電耦合器的正輸入端連 接，所述的充電電容器設(shè)置在光電耦合器的正輸入端和負(fù)輸入端之間，激勵(lì) 單元的電源端與負(fù)載供電電源端連接。
進(jìn)一步的，所述的功率驅(qū)動(dòng)單元由功率開(kāi)關(guān)管和電阻器構(gòu)成，所述的 激勵(lì)電單元的輸出端與所述的功率開(kāi)關(guān)管的柵極連接，功率開(kāi)關(guān)管的源極 與接地端之間設(shè)置有第一電阻器，功率開(kāi)關(guān)管的漏極與接地端之間設(shè)置有 負(fù)載，所述的柵極與接地端之間設(shè)置有第二電阻器。
進(jìn)一步的，所述的信號(hào)采集器由容性元件或感性元件構(gòu)成。
進(jìn)一步的，所述的供電電源是直流電源、交流多相或者單相電源。具體的，供電電源中電阻器與電容器之間的輸出端的電壓為+15伏。 進(jìn)一步的，供電電源中穩(wěn)壓二極管的反向電壓為12伏。 進(jìn)一步的，所述的主電源為直流電源、交流多相或者單相電源。 本發(fā)明的工作原理是當(dāng)主回路有48V電壓時(shí)，有電流通過(guò)串聯(lián)在主 回路中的信號(hào)采集器，產(chǎn)生微弱模擬信號(hào)電壓信號(hào)，此電壓降通過(guò)放大單 元的輸入電阻傳遞給運(yùn)算放大器的正輸入端，運(yùn)算放大器按比例值將該模 擬信號(hào)放大，放大后的所產(chǎn)生的模擬電壓通過(guò)電阻送到光電耦合器的輸入 端，使激勵(lì)單元的充電電容進(jìn)入充電過(guò)程，此過(guò)程讓光電耦合器的兩輸入 引腳間電壓從OV開(kāi)始緩慢上升，并起到延時(shí)作用，當(dāng)光電耦合器兩輸入引
腳間電壓上升到0.5V以上時(shí)，光電耦合器的輸出端引腳產(chǎn)生高電平，此電
平通過(guò)光電耦合器的輸出端引腳激勵(lì)功率放大單元的功率開(kāi)關(guān)管，功率開(kāi)
關(guān)管從截止進(jìn)入飽和，使負(fù)載電流從原來(lái)的零增大到16A (安培)，從而使 負(fù)載獲得了電流起到了供電作用。本發(fā)明提供的實(shí)施例，判斷電流是依靠 采樣器實(shí)現(xiàn)的，沒(méi)有采用傳統(tǒng)的雙金屬元件，所以不受環(huán)境的溫度影響而 產(chǎn)生誤動(dòng)作；同時(shí)，將電力線路和負(fù)載連接成一體不是靠動(dòng)觸頭和靜觸頭 分離與閉合，而是功率開(kāi)關(guān)管由截止進(jìn)入飽和實(shí)現(xiàn)的，不產(chǎn)生電弧也不產(chǎn) 生電火花，更不會(huì)并燃燒周?chē)镔|(zhì)。
本發(fā)明和已有技術(shù)相比，其效果是積極和明顯的。本發(fā)明在電子式斷 路器中采用電子元器件構(gòu)成，對(duì)電流信號(hào)的采樣以及開(kāi)關(guān)動(dòng)作的輸出控制 均由電子器件實(shí)現(xiàn)，不會(huì)受到環(huán)境溫度的影響而誤動(dòng)作，也不會(huì)產(chǎn)生電弧， 延長(zhǎng)斷路器的使用壽命。


圖1是本發(fā)明的電子式斷路器的電路圖。
圖2是本發(fā)明的電子式斷路器中的信號(hào)采集器的電路圖。 圖3是本發(fā)明的電子式斷路器中的供電電源的電路圖。 圖4是本發(fā)明的電子式斷路器中的放大單元的電路圖。圖5是本發(fā)明的電子式斷路器中的激勵(lì)單元的電路圖。
圖6是本發(fā)明的電子式斷路器中的功率驅(qū)動(dòng)單元的電路圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1 :
如圖l、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示，本發(fā)明的電子式斷路器 由信號(hào)采集器l、供電電源2、放大單元3、激勵(lì)單元4和功率驅(qū)動(dòng)單元5 構(gòu)成，所述的信號(hào)采集器1串聯(lián)在主電源回路10和20之間，所述的信號(hào) 采集器1與所述的放大單元3的正輸入端連接，所述的放大單元3的輸出 端與所述的激勵(lì)單元4連接，所述的激勵(lì)單元4由子開(kāi)關(guān)元件41構(gòu)成，所 述的激勵(lì)單元4的輸出端與所述的功率驅(qū)動(dòng)單元5的輸入端連接，負(fù)載6 連接在所述的功率驅(qū)動(dòng)單元5的輸出回路中。
進(jìn)一步的，所述的供電電源2由二極管21、可變電阻器22、電阻器 23、電容24、三極管25和穩(wěn)壓二極管26構(gòu)成，所述的二極管21、可變電 阻器22、電阻器23、電容器24順次連接于所述的主電源回路10和20中， 所述的二極管21的正極端與主電源端連接接，所述的電容器24的一端與 主電源的接地端連接，所述的電阻器23和電容器24之間設(shè)置有輸出端27， 該輸出端27與所述的三極管25的集電極連接，所述的穩(wěn)壓二極管26設(shè)置 于所述的三極管25的基極和主電源接地端之間，所述的三極管的基極和集 電極之間設(shè)置有一個(gè)電阻器，所述的三極管25的發(fā)射極為所述的供電電源 2的輸出端28，該輸出端28與所述的放大單元3的電源端連接。
進(jìn)一步的，所述信號(hào)采集器l由電阻器100構(gòu)成，所述的電阻器100 的一端與主電源回路的接地端連接，所述的電阻器100的另一端通過(guò)電阻 器與所述的放大單元3的正輸入端連接。
進(jìn)一步的，所述的放大單元3由運(yùn)算放大器31、輸入電阻器32、負(fù)載 電阻器和反饋電阻器34構(gòu)成，所述的信號(hào)采集器1的輸出端通過(guò)所述的輸 入電阻器32與所述的運(yùn)算放大器31的正輸入端連接，所述的運(yùn)算放大器31的輸出端通過(guò)所述的負(fù)載電阻器33和反饋電阻器34與主電源的接地端 連接，所述的反饋電阻器34設(shè)置于所述的運(yùn)算放大器31的輸出端和負(fù)輸 入端之間。
進(jìn)一步的，所述的激勵(lì)單元4由光電耦合器41、電阻器42和充電電 容器43構(gòu)成，所述的運(yùn)算放大器31的輸出端通過(guò)所述的電阻器42與所述 的光電耦合器41的正輸入端連接，所述的光電耦合器41的正輸入端和負(fù) 輸入端之間設(shè)置有所述的充電電容器43，所述的激勵(lì)單元4的輸出端45 與接地端之間設(shè)置有電阻器，46所述的激勵(lì)單元4的電源端44與負(fù)載供 電電源端30連接接，負(fù)載供電電源的接地端為40。
進(jìn)一步的，所述的功率驅(qū)動(dòng)單元5由功率開(kāi)關(guān)管51和電阻器構(gòu)成，功 率開(kāi)關(guān)管51可以是功率M0S管51，所述的激勵(lì)電單元4的輸出端45與所 述的功率M0S管51的柵極連接，所述的功率M0S管51的源極與接地端之 間設(shè)置有第一電阻器52，所述的功率M0S管51的漏極與接地端之間設(shè)置 有所述的負(fù)載6，所述的柵極與接地端之間還設(shè)置有第二電阻器53。
進(jìn)一步的，所述的信號(hào)采集器1由容性元件或感性元件構(gòu)成。
進(jìn)一步的，所述的供電電源2的電阻器23與電容器24之間輸出端27 的電壓為+15伏。
進(jìn)一步的，所述的供電電源2的穩(wěn)壓二極管26的反向電壓為12伏。 進(jìn)一步的，所述的主電源為直流電源、交流多相或者單相電源。
權(quán)利要求
1. 一種電子式斷路器，由信號(hào)采集器、供電電源、放大單元、激勵(lì)單元和功率驅(qū)動(dòng)單元構(gòu)成，其特征在于所述的信號(hào)采集器串聯(lián)在主電源回路中，信號(hào)采集器與所述的放大單元的輸入端連接，放大單元的輸出端與所述的激勵(lì)單元連接，激勵(lì)單元由電子開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成，激勵(lì)單元的輸出端與所述的功率驅(qū)動(dòng)單元的輸入端連接。
2. 如權(quán)利要求l所述的電子式斷路器，其特征在于所述的功率驅(qū)動(dòng)單元 的輸出回路中連接有負(fù)載。
3. 如權(quán)利要求l所述的電子式斷路器，其特征在于所述的供電電源由二 極管、可變電阻器、電阻器、電容器、三極管和穩(wěn)壓二極管構(gòu)成，所述 的二極管、可變電阻器、電阻器、電容器順序連接在所述的主電源回路 中，二極管的正極端與主電源連接，電容器的一端與主電源的接地端連 接，電阻器和電容器之間設(shè)置有輸出端，所述的輸出端與三極管的集電 極連接，穩(wěn)壓二極管設(shè)置在三極管的基極和主電源接地端之間，三極管 的發(fā)射極與放大單元的電源端連接。
4. 如權(quán)利要求l所述的電子式斷路器，其特征在于所述的信號(hào)采集器由 電阻器構(gòu)成，所述的電阻器的一端與主電源回路的接地端連接，電阻器 的另一端通過(guò)另一個(gè)電阻器與所述的放大單元的正輸入端連接。
5. 如權(quán)利要求l所述的電子式斷路器，其特征在于所述的放大單元由運(yùn) 算放大器、輸入電阻器、負(fù)載電阻器和反饋電阻器構(gòu)成，所述的信號(hào)采 集器的輸出端通過(guò)所述的輸入電阻器與所述的運(yùn)算放大器的正輸入端 連接，運(yùn)算放大器的輸出端通過(guò)所述的負(fù)載電阻器和反饋電阻器與主電 源的接地端連接，反饋電阻器設(shè)置在運(yùn)算放大器的輸出端和負(fù)輸入端之 間。
6. 如權(quán)利要求l所述的電子式斷路器，其特征在于所述的激勵(lì)單元由光 電耦合器、電阻器和充電電容器構(gòu)成，所述的運(yùn)算放大器的輸出端通過(guò)所述的電阻器與光電耦合器的正輸入端連接，所述的充電電容器設(shè)置在 光電耦合器的正輸入端和負(fù)輸入端之間，激勵(lì)單元的電源端與負(fù)載供電 電源端連接。
7. 如權(quán)利要求l所述的電子式斷路器，其特征在于所述的功率驅(qū)動(dòng)單元 由功率開(kāi)關(guān)管和電阻器構(gòu)成，所述的激勵(lì)電單元的輸出端與所述的功率 開(kāi)關(guān)管的柵極連接，功率開(kāi)關(guān)管的源極與接地端之間設(shè)置有第一電阻 器，功率開(kāi)關(guān)管的漏極與接地端之間設(shè)置有負(fù)載，所述的柵極與接地端 之間設(shè)置有第二電阻器。
8. 如權(quán)利要求l所述的電子式斷路器，其特征在于所述的信號(hào)采集器由 容性元件或感性元件構(gòu)成。
全文摘要
一種電子式斷路器，電子式斷路器由信號(hào)采集器、供電電源、放大單元、激勵(lì)單元和功率驅(qū)動(dòng)單元構(gòu)成，信號(hào)采集器串聯(lián)在主電源回路中，信號(hào)采集器與放大單元的正輸入端連接，放大單元的輸出端與激勵(lì)單元連接，激勵(lì)單元由子開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成，激勵(lì)單元的輸出端與功率驅(qū)動(dòng)單元的輸入端連接，負(fù)載連接在功率驅(qū)動(dòng)單元的輸出回路中。本發(fā)明在電子式斷路器中采用電子元器件構(gòu)成，對(duì)電流信號(hào)的采樣以及開(kāi)關(guān)動(dòng)作的輸出控制均由電子器件實(shí)現(xiàn)，不會(huì)受到環(huán)境溫度的影響而誤動(dòng)作，也不會(huì)產(chǎn)生電弧，延長(zhǎng)斷路器的使用壽命。
文檔編號(hào)H02H3/08GK101442199SQ200810042598
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月5日
發(fā)明者張鳳亞, 輝 段, 青 榮, 許曉光, 霍志強(qiáng) 申請(qǐng)人:上海良信電器股份有限公司