[實用新型]一種熱記憶保護電路

有效

• 申請號: 201220339409.2
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN202837860U
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 林宜;方進勇;劉劍鋒
• 申請（專利權）人: 廈門士林電機有限公司
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 廈門市誠得知識產權代理事務所(普通合伙) 35209
• 代理人: 方惠春

技術領域

本實用新型涉及低壓電器領域，具體涉及具有熱記憶功能的低壓過電流保護電器（包括斷路器及電子式熱過載繼電器）中的電子式脫扣器。

背景技術

斷路器及電子式熱過載繼電器是低壓配電網中重要的保護電器，可實現對負載設備的過電流保護。斷路器及電子式熱過載繼電器通過軟件熱模擬算法設計可以實現更全面更精確的線路故障保護。

熱記憶功能具有非常重要的作用，它通過模擬線路斷開后斷路器或熱過載繼電器的導體與觸頭(或電動機繞組）因承載電流所累積熱量的散熱過程，來實現短時間內（散熱未完成）再接通過流線路時可以在較短時間內切斷線路，更好地保護負載設備，特別是電動機設備，避免電動機因頻繁起動熱量累積而燒損。

熱記憶的處理方式為：電子式脫扣器中的微控制器MCU通過采樣線路上的各相極電流，并利用軟件熱模擬算法，將電流轉換成相應的熱量值，然后通過一定的方式輸送到外部器件進行保存，實現線路切斷時累積熱量的記憶（稱之為熱記憶）。

現有的技術主要是這樣：如圖1所示，當采樣到過載電流時，微控制器輸出一定寬度的脈沖來控制充放電電路中的充電電容達到一定的電壓值，該電壓值為過載電流延時預設的一定時間要脫扣（即切斷線路）所積累的熱量值的比例值。線路斷開后，微控制器斷電，充電電容開始慢慢放電。之后，再接通斷路器時，微控制器重新得電并開始采樣充電電容的剩余電壓，再將剩余電壓轉換成等比例的剩余熱量值。該熱量值為微控制器再次累積熱量的基數。以上技術存在一個技術難點：需要對充電電容的充電電壓進行監測以控制要達到的充電電壓，且需要不斷閉環調整脈沖寬度，微控制器軟件處理復雜。另有其它技術通過硬件電路的方式來閉環調整充電電容的充電電壓來減小軟件處理的復雜度，微控制器通過內置的DA模塊或外加的DA芯片輸出充電電容要達到的目標電壓值，充電電容的充電利用該目標電壓進行閉環自動調整。該處理技術雖減小了軟件處理復雜度，但也增加了硬件開銷。

以上的處理技術還存在著共同的問題：其一，只處理了過流故障脫扣后的熱記憶，無法做到非脫扣情況下切斷線路時的熱記憶，而這種情況下的熱記憶對控制電動機啟動是很需要的，因為重復切斷接通電動機可能導致電動機繞組燒損；其二，沒有對各相極累積的熱量分開處理，保護不合理，因為對于各相極負載不均勻的線路，可能導致過早脫扣。

實用新型內容

為了克服現有技術的不足，本實用新型提供了一種處理簡單、容易實現的熱記憶電路，通過鐵電存儲器等非易失存儲器“記憶”線路切斷時各相極累積的熱量值，采用電容放電來模擬熱量的散熱，并根據電容剩余電壓值來換算成各相極的剩余熱量值，從而實現熱記憶，電路簡單，處理容易。

為了解決上述技術問題，本實用新型一種熱記憶保護電路，設置于斷路器或電子式熱過載繼電器中的電子式脫扣器內，該斷路器或電子式熱過載繼電器設置于電源和負載設備之間，該斷路器或電子式熱過載繼電器還包括了脫扣線圈、電流互感器，脫扣線圈用于驅動斷路器斷開或電子式熱過載繼電器動作，電流互感器用于檢測線路的各相極電流，電子式脫扣器分別與脫扣線圈及電流互感器相連。該熱記憶保護電路包括微處理器MCU、非易失存儲器、儲能電路、斷電判斷電路、充放電控制電路和電容電壓反饋電路，微處理器MCU分別與非易失存儲器、儲能電路、斷電判斷電路、充放電控制電路及電容電壓反饋電路連接。

具體的，所述非易失存儲器是由鐵電存儲器、EEPROM等具有類似功能的存儲器。不局限于獨立于微處理器MCU存在，或固化在微處理器內部。

具體的，斷電判斷電路是由電阻R1和電阻R2實現，電阻R1的一端連接VCC1和儲能電路，電阻R1的另一端連接電阻R2的一端和微控制器MCU的AD2端口，電阻R2的另一端接地。這樣，系統不需要實時了解當前斷路器運行狀況，而是通過該斷電判斷電路智能判斷是否斷電，如果斷電，即將能量存儲至非易失存儲器。

儲能電路是由二極管D1、電容C1、電容C2、低壓差線性穩壓器LDO實現，二極管D1的正極連接斷電判斷電路，二極管D1的負極連接電容C1的一端、電容C2的一端和低壓差線性穩壓器LDO的電源輸入端，電容C1的另一端、電容C2的另一端和低壓差線性穩壓器LDO的地線接地，低壓差線性穩壓器LDO的電源輸出端連接微控制器MCU的電源端。該儲能電路保證了斷電后有足夠的時間進行熱記憶能量存儲。