一種斷路器智能控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種斷路器智能控制器，屬于低壓電氣技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，低壓斷路器的智能化水平不斷提高，作為斷路器核心部件的智能控制器，其功能也在越發(fā)完善。傳統(tǒng)的控制器是將采樣以及A/D轉(zhuǎn)換后的信號傳送給微處理器，并且由這個單一的微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)計算以及處理，從而實現(xiàn)測量功能以及保護(hù)功能。然而隨著這些功能的增加，測量參數(shù)如:電流、電壓、頻率、功率、功率因素、諧波等；保護(hù)功能如:長延時、短延時、瞬時、接地、區(qū)域連鎖、負(fù)載監(jiān)控、漏電、方向性保護(hù)、同期功能等。單一的微處理器要實現(xiàn)這些功能要求處理器的運算速度高，軟件系統(tǒng)開銷大，不利于進(jìn)一步提高控制器的測量精度及保護(hù)精度；同時也不利于軟件維護(hù)。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種斷路器智能控制器，采用雙處理器結(jié)構(gòu)，將測量與保護(hù)功能分別使用獨立的控制單元進(jìn)行處理，從而提高控制器的測量精度及保護(hù)精度，且有利于軟件維護(hù)。
[0004]本實用新型具體采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種斷路器智能控制器，包括:
[0006]檢測單元，用于對斷路器所保護(hù)主回路的電流及電壓進(jìn)行檢測；
[0007]第一控制單元，其與檢測單元連接，用于根據(jù)檢測單元所檢測到的電流及電壓進(jìn)行測量功能的計算處理；
[0008]第二控制單元，其與第一控制單元之間可進(jìn)行雙向信息交互，用于根據(jù)第一控制單元輸出的測量結(jié)果進(jìn)行保護(hù)功能的計算處理；
[0009]脫扣單元，其與第二控制單元連接，用于根據(jù)第二控制單元的控制指令進(jìn)行斷路器的分/合閘；
[0010]電源單元，用于為智能控制器中各部件供能。
[0011]優(yōu)選地，第一控制單元與第二控制單元之間通過SPI或I2C總線進(jìn)行雙向信息交互。
[0012]優(yōu)選地，所述檢測單元包括用于檢測主回路電壓的電壓轉(zhuǎn)換單元，以及用于檢測主回路電流的電流互感器，所述電流互感器通過RC積分電路與第一控制單元連接。優(yōu)選地，所述電流互感器為雙線圈結(jié)構(gòu)，包括用于檢測主回路電流的測量線圈和用于從主回路提取電能的能量線圈。
[0013]優(yōu)選地，所述脫扣單元包括與第二控制單元依次連接的脫扣驅(qū)動電路、磁通變換器。
[0014]所述第一控制單元優(yōu)選PSOC芯片。
[0015]進(jìn)一步地，所述斷路器智能控制器還包括與第一控制單元連接的藍(lán)牙單元、USB單元或人機(jī)交互單元。
[0016]相比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有以下有益效果:
[0017]本實用新型采用雙處理器結(jié)構(gòu)，將測量和保護(hù)進(jìn)行分開處理，大幅度簡化了處理器的工作負(fù)擔(dān)，并且使得電路硬件設(shè)計的選擇性更大；
[0018]本實用新型有效提高了智能控制器的測量精度和保護(hù)精度，并且可以擴(kuò)展更多的測量/保護(hù)項目；
[0019]本實用新型所優(yōu)選的PSOC系列芯片內(nèi)部集成運放，可以進(jìn)行信號的處理，簡化硬件設(shè)計，從而降低智能控制器的設(shè)計成本。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為具體實施例中RC積分電路的電路原理圖；
[0022]圖3為具體實施例中脫扣驅(qū)動電路的電路原理圖；
[0023]圖4為具體實施例中電源單元的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0025]圖1顯示了本實用新型的一個具體實施例。如圖1所示，該斷路器智能控制器包括控制部分、檢測單元、脫扣單元、電源單元。其中檢測單元包括用于檢測主回路電壓的電壓轉(zhuǎn)換單元，以及用于檢測主回路電流的電流互感器，所述電流互感器通過RC積分電路與控制部分連接。本實施例中的電流互感器采用雙線圈結(jié)構(gòu)，即采用兩組獨立的線圈，一組是用于電流測量的測量線圈，另一組是用于從主回路中提取電能供給智能控制器的能量線圈。控制部分對檢測單元所采集到的電流電壓信號進(jìn)行分析處理，當(dāng)檢測到故障信號時控制脫扣單元動作，使斷路器分閘。電源單元與電流互感器的能量線圈及輔助電源相連，將速飽和電源和輔助電源轉(zhuǎn)換為智能控制器的系統(tǒng)電源，為智能控制器中的其它電路供電，保證其正常工作。
[0026]如圖1所示，本實用新型的控制部分采用雙控制單元的結(jié)構(gòu):一個PSOC芯片和一個基于微處理器的控制單元。其中，PSOC芯片與電壓轉(zhuǎn)換單元、RC積分電路連接，用于對電壓轉(zhuǎn)換單元所采集的主回路電壓信號、RC積分電路所采集的電流互感器的測量輸出信號進(jìn)行處理分析，完成各種測量功能的計算，并將測量結(jié)果通過SPI或I2C總線傳輸給基于微處理器的控制單元。本實施例中，PSOC芯片還分別與藍(lán)牙單元、USB單元、人機(jī)界面相連，從而可通過藍(lán)牙和/或USB接口與外部進(jìn)行信息傳遞，并可將測量結(jié)果通過人機(jī)界面(例如數(shù)碼管+按鍵，或者觸摸式液晶顯示屏等)進(jìn)行顯示?；谖⑻幚砥鞯目刂茊卧ㄎ⑻幚砥?MCU)及其外圍電路(包括晶振電路、EEPR0M、復(fù)位電路等)，微處理器對所接收到的測量結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)地分析，完成各種保護(hù)功能的計算，并控制脫扣驅(qū)動電路使磁通變換器動作。
[0027]本實用新型中的PSOC芯片和微處理器可根據(jù)實際需要靈活選擇，其中PSOC芯片優(yōu)先采用CY8C52，所述的微處理器優(yōu)先采用MSP430。
[0028]需要指出的是，本實用新型的創(chuàng)新之處在于利用雙處理器結(jié)構(gòu)將斷路器智能控制器的測量和保護(hù)功能分別進(jìn)行獨立處理，其中所涉及的各種測量功能的分析計算以及保護(hù)功能的分析計算均可采用各種現(xiàn)有的成熟技術(shù)。
[0029]本實用新型中的RC積分電路、脫扣驅(qū)動電路、電源電路等均可采用各類現(xiàn)有技術(shù)，下面分別舉例說明。
[0030]圖2顯示了本實施例中RC積分電路的具體電路結(jié)構(gòu)。如圖2所示，來自互感器的信號Ia (或Ib、Ic)，加在取樣電阻Rl兩端后經(jīng)過R2、C1組成的積分電路將信號還原，將還原的信號經(jīng)送至PSOC芯片。
[0031]圖3顯示了本實施例中脫扣驅(qū)動電路的電路結(jié)構(gòu)。當(dāng)微處理器處理的信號滿足動作條件時，發(fā)出TRIP信號，由邏輯門電路進(jìn)行運算后控制與邏輯門電路相連的磁通變換器進(jìn)行脫扣。
[0032]圖4顯示了本實施例中所使用的電源單元的電路結(jié)構(gòu)。由DC-DC電源芯片3N6將DC24V轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)需要的DC5V，為控制器中其它用電部件以及磁通變換器供電，保證其正常工作。
【主權(quán)項】
1.一種斷路器智能控制器，其特征在于，包括: 檢測單元，用于對斷路器所保護(hù)主回路的電流及電壓進(jìn)行檢測； 第一控制單元，其與檢測單元連接，用于根據(jù)檢測單元所檢測到的電流及電壓進(jìn)行測量功能的計算處理； 第二控制單元，其與第一控制單元之間可進(jìn)行雙向信息交互，用于根據(jù)第一控制單元輸出的測量結(jié)果進(jìn)行保護(hù)功能的計算處理； 脫扣單元，其與第二控制單元連接，用于根據(jù)第二控制單元的控制指令進(jìn)行斷路器的分/合閘； 電源單元，用于為智能控制器中各部件供能。2.如權(quán)利要求1所述斷路器智能控制器，其特征在于，第一控制單元與第二控制單元之間通過SPI或I2C總線進(jìn)行雙向信息交互。3.如權(quán)利要求1所述斷路器智能控制器，其特征在于，所述檢測單元包括用于檢測主回路電壓的電壓轉(zhuǎn)換單元，以及用于檢測主回路電流的電流互感器，所述電流互感器通過RC積分電路與第一控制單元連接。4.如權(quán)利要求3所述斷路器智能控制器，其特征在于，所述電流互感器為雙線圈結(jié)構(gòu)，包括用于檢測主回路電流的測量線圈和用于從主回路提取電能的能量線圈。5.如權(quán)利要求1所述斷路器智能控制器，其特征在于，所述脫扣單元包括與第二控制單元依次連接的脫扣驅(qū)動電路、磁通變換器。6.如權(quán)利要求1所述斷路器智能控制器，其特征在于，所述第一控制單元為PSOC芯片。7.如權(quán)利要求1?6任一項所述斷路器智能控制器，其特征在于，還包括與第一控制單元連接的藍(lán)牙單元。8.如權(quán)利要求1?6任一項所述斷路器智能控制器，其特征在于，還包括與第一控制單元連接的USB單元。9.如權(quán)利要求1?6任一項所述斷路器智能控制器，其特征在于，還包括與第一控制單元連接的人機(jī)交互單元。
【專利摘要】本實用新型公開了一種斷路器智能控制器，屬于低壓電氣技術(shù)領(lǐng)域。所述斷路器智能控制器包括：檢測單元，用于對斷路器所保護(hù)主回路的電流及電壓進(jìn)行檢測；第一控制單元，其與檢測單元連接，用于根據(jù)檢測單元所檢測到的電流及電壓進(jìn)行測量功能的計算處理；第二控制單元，其與第一控制單元之間可進(jìn)行雙向信息交互，用于根據(jù)第一控制單元輸出的測量結(jié)果進(jìn)行保護(hù)功能的計算處理；脫扣單元，其與第二控制單元連接，用于根據(jù)第二控制單元的控制指令進(jìn)行斷路器的分/合閘；電源單元，用于為智能控制器中各部件供能。本實用新型采用雙處理器結(jié)構(gòu)，將測量與保護(hù)功能分別使用獨立的控制單元進(jìn)行處理，從而提高控制器的測量精度及保護(hù)精度，且有利于軟件維護(hù)。
【IPC分類】H02J13/00
【公開號】CN204732969
【申請?zhí)枴緾N201520469344
【發(fā)明人】殷建強(qiáng), 葉文杰, 王歡
【申請人】常熟開關(guān)制造有限公司(原常熟開關(guān)廠）
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年7月2日