[實用新型]帶模擬負載的電源啟動電路和斷路器的電子式控制器

有效

• 申請號: 201420691865.2
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN204376695U
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 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: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36
• 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

本實用新型屬于低壓電器領域，涉及一種帶模擬負載的電源啟動電路和包括該電源啟動電路的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

本實用新型的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種結構簡單、可靠性高、工作穩定的帶模擬負載的電源啟動電路和斷路器的電子式控制器。

為實現上述目的，本實用新型采用了如下技術方案：

一種帶模擬負載的電源啟動電路，包括監控電源電壓的電壓監控電路202、模擬負載單元203和電源轉換芯片U2；所述電壓監控電路202包括電壓監控芯片U1，電壓監控電路202的輸入端與電源連接，電壓監控電路202的輸出端與電源轉換芯片U2和模擬負載單元203連接；當電源的電壓小于啟動閾值時，電壓監控電路202使電源轉換芯片U2不工作且導通電源與模擬負載單元203的連接；當電源的電壓大于啟動閥值時，電壓監控電路202使電源轉換芯片U2輸出工作電壓到正常工作負載且截止電源與模擬負載單元203的連接。

進一步，在電壓監控電路202與電源之間還設有電源電壓信號取樣單元201；電源轉換芯片U2與工作負載之間設有濾波單元204。

進一步，所述電壓監控芯片U1內部包含有施密特觸發器，在電源轉換芯片U2輸出工作電壓到正常工作負載后，施密特觸發器觸發電壓監控芯片U1調整啟動閥值到釋放閥值，且釋放閥值小于啟動閥值。

進一步，模擬負載單元203的負載大于或等于電源啟動后的正常工作負載。

進一步，所述模擬負載單元203包括三極管Q2和模擬負載電阻R7，三極管Q2的基極與電壓監控芯片U1的輸出端VOUT連接，集電極經模擬負載電阻R7與電源的正極連接，發射極與電源的負極連接。

進一步，所述電壓監控電路202還包括二極管Q1和電阻R5，二極管Q1的基極與電壓監控芯片U1的輸出端VOUT連接，集電極與電阻R5一端和電源轉換芯片U2的使能端EN連接，發射極與電源的負極連接，電源轉換芯片U2的輸入端VIN與電源的正極連接，電阻R5另一端與電源的正極連接。