[發明專利]斷路器的電子式控制器

有效

• 申請號: 201410658564.4
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104374986B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 肖磊;陳建余;章龍;馬世剛
• 申請（專利權）人: 浙江正泰電器股份有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;H02H1/06
• 代理公司: 北京卓言知識產權代理事務所(普通合伙)11365
• 代理人: 王茀智,龔清媛

技術領域

本發明屬于低壓電器領域，涉及一種新型電流采樣電路，特別是一種適用于塑殼斷路器的電子式控制器的電流采樣電路和斷路器的電子式控制器。

背景技術

低壓斷路器電流保護方式最初為熱磁式及電磁式，隨著電子技術的發展，上世紀90年代開始研發及使用電子式控制器，電子式控制器采用電流互感器輸出作為電流采樣信號，同時利用電流互感器輸出作為電子脫扣器的電源供給。

但由于智能塑殼斷路器電流互感器輸出能量有限，輸出功率較低，所以對控制器電路功耗要求低功耗。且智能塑殼斷路器替代的為原熱磁式及電磁式產品，要求控制器盡量控制成本，提高智能塑殼斷路器的競爭力。智能塑殼斷路器最小殼架電流只有100A或125A，所以要求控制器盡量控制體積。

現有的電子式控制器的電流采樣電路如圖1-2所示，由于采用全波整流方式，且信號為負信號，需經過運放進行反向放大處理，造成控制器存在以下缺陷及不足：1)由于元器件增多，PCB板布板面積增大，導致控制器體積較大；2)由于增加運放進行反向放大處理，導致控制器功耗增加，對互感器的要求增加；3)由于元器件增多，導致成本增加，使智能塑殼斷路器成本偏高；4)由于采用全波整流采用，接地電流無法采樣，控制器無法實現接地保護功能。

而且，低壓斷路器的電子式控制器電源主要來源于電流互感器，特別是智能塑殼斷路器，由于沒有輔助電源，只能依靠電流互感器產生的電源保證工作。但是，由于斷路器主電路電流波動較大，如白天電流大，夜晚電流小，使控制器電源電路頻繁工作于正常及不正常的臨界狀態，將導致控制器工作不穩定，出現誤動作、誤顯示等情況。

如圖5所示，現有電子式控制器電源通常采用由電阻、穩壓管、三極管組成的電源啟動電路，即當輸入電源電壓Vin大于穩壓管DZ1導通電壓時，三極管Q1導通，電源芯片U1使能端EN電平為低電平，由于電源芯片U1為低電平使能工作，所以電源芯片U1輸出端Vout輸出轉換后的電源如：+5V、+3.3V。后端負載RL開始工作，由于負載RL需一定的能量，當前端電源輸入Vin能量較小時，將導致Vin電壓跌落，使電源電壓Vin低于穩壓管DZ1導通電壓，使三極管Q1截止，電源芯片U1使能端EN電平變為高電平，電源芯片將輸出端Vout將停止輸出。由于后端負載失去電源供給，電源電壓Vin將繼續升高電壓，又出現大于穩壓管DZ1導通電壓的情況，周而復始，所以電源芯片U1一直處于開通與關閉的循環工作狀態，將使電子式控制器處于不穩定工作狀態，容易出現誤動作及誤顯示等故障。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種功耗低、成本低、體積小的新型電流采樣電路和斷路器的電子式控制器。

為實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種新型電流采樣電路，包括與電流互感器連接的電流互感器接口101、整流單元102、半波電流轉換電路103和信號抬升電路104；電流互感器接口101與電流互感器連接取得電流采樣信號，整流單元102與電流互感器接口101連接對電流采樣信號進行整流，半波電流轉換電路103與整流單元102連接將電流采樣信號轉換為電壓信號并半波取樣，信號抬升電路104與半波電流轉換電路103連接將半波取樣的電壓信號經抬升基準電壓Vref抬升為正信號并輸出。

進一步，所述電流互感器接口101包括n+1個可與n個電流互感器連接的輸入端，電流互感器接口101的第1～n個輸入端分別與n個電流互感器的一個信號輸入端連接，電流互感器接口101的第n+1個輸入端同時與n個電流互感器的另一個信號輸入端連接，n為大于或等于1的整數；所述整流單元102包括n+1個整流子單元，所述半波電流轉換電路103包括n+1個半波電流轉換子電路，所述的信號抬升電路包括n+1個信號抬升子電路；電流互感器接口101的n+1個輸入端分別與n+1個整流子單元連接，n+1個整流子單元的一端連接到一起后與電源電路連接，n+1個整流子單元的另一端分別與n+1個半波電流轉換子電路的一端連接，同時分別與n+1個信號抬升子電路的一端連接，n+1個半波電流轉換子電路的另一端連接到一起后接地；n+1個信號抬升子電路的另一端連接到一起后與抬升基準電壓Vref連接；n+1個信號抬升子電路具有可與微處理器連接的n+1個輸出端。