專利名稱：一種塑殼斷路器用智能化控制器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電器設備，尤其涉及一種塑殼斷路器用智能化控制器。
背景技術：
塑殼斷路器用智能化控制器能夠在電流超過跳脫設定后自動切斷電流。塑殼指的是用塑料絕緣體作為裝置的外殼，用來隔離導體之間以及接地金屬部分。隨著節能和電力質量要求的不斷提高，也推動了塑殼斷路器用智能化控制器的不斷發展以及功能不斷增強。生產廠家紛紛推出了具有電力質量監控功能的塑殼斷路器用智能化控制器，它可以測量三相電流、電壓、功率、功率因數等電氣參數以及進行諧波分析，并能捕捉電力質量突變的事件和波形。但是，傳統塑殼斷路器用智能化控制器是通過降壓變壓器或開關電源提供電源的，在增加電流保護功能檢測時，還需要額外增加外部的輔助電源。
發明內容
針對上述技術問題，本發明的目的在于提供一種塑殼斷路器用智能化控制器，其通過自生電電路為塑殼斷路器用智能化控制器提供工作電壓，在增加電流保護功能檢測時，不需要額外增加外部的輔助電源。為達此目的， 本發明采用以下技術方案:一種塑殼斷路器用智能化控制器，其包括電流采樣電路、單片機、數碼管、保護執行機構及自生電電路；所述電流采樣電路與單片機連接，用于采集用電設備所在線路的電流信號，并輸出給單片機；所述單片機與數碼管連接，用于對所述電流信號進行處理，獲得線路的電流值，輸出給數碼管顯示；所述保護執行機構與單片機連接，用于根據單片機輸出的分合閘控制信號執行相應的操作；所述自生電電路與單片機連接，用于通過電流互感器感應出電流，給單片機供電。特別地，所述塑殼斷路器用智能化控制器還包括信號接收裝置，與單片機連接，用于接收通過遙控器向單片機輸入的控制參數。特別地，所述自生電電路包括整流電路、緩沖電路、穩壓電路、基準電壓電路、運算放大器、電壓檢測電路、電源電路、泄流電路、反饋電路及采樣電阻；其中，所述整流電路與緩沖電路連接，用于對電流互感器輸出的電流進行整流，并輸出給緩沖電路處理；所述穩壓電路與緩沖電路連接，用于對緩沖電路輸出的直流電壓進行穩壓，給單片機供電；所述基準電壓電路與緩沖電路連接，用于對緩沖電路輸出的直流電壓進行分壓，生成基準電壓，并輸出給運算放大器反向輸入端；所述電壓檢測電路與緩沖電路連接，用于對緩沖電路輸出的直流電壓進行分壓，生成檢測電壓，并輸出給運算放大器的同向輸入端；所述電源電路與緩沖電路連接，用于對緩沖電路輸出的直流電壓進行分壓，生成供電電壓，給運算放大器供電；所述運算放大器的輸出端與泄流電路、反饋電路連接，用于在所述基準電壓大于所述檢測電壓時，向泄流電路輸出脈沖電壓，使泄流電路中的三極管導通，并通過反饋電路將該脈沖電壓反饋給運算放大器的同向輸入端；所述泄流電路與整流電路連接，用于在所述三極管導通后，使采樣電阻與整流電路形成通路；所述采樣電阻與整流電路連接，用于在其與整流電路形成通路后，對整流電路輸出的電流進行采樣。特別地，所述整流電路為由二極管Dl、二極管D2、二極管D3及二極管D4構成的全橋整流電路，其第一輸入端與第二輸入端連接電流互感器的輸出端，第一輸出端連接采樣電阻，第二輸出端連接緩沖電路和泄流電路；所述緩沖電路包括二極管D5和二極管D6，二極管D5的一端連接整流電路的第二輸出端，另一端與二極管D6 —端連接后的結點連接穩壓電路、基準電壓電路及電壓檢測電路，二極管D6的另一端連接反饋電路；所述穩壓電路包括二極管D7、電容Cl、電容C2及穩壓電源Ul，電容Cl與電容C2并聯連接后的第一結點與二極管D7的一端、穩壓電源Ul的輸入端連接,二極管D7的另一端與二極管Dl的一端連接，電容Cl與電容C2并聯連接后的第二結點與穩壓電源Ul的接地端連接，穩壓電源Ul的輸出端連接單片機 。特別地，所述基準電壓電路包括電阻R1、二極管D8及電阻R2，二極管D8和電阻R2并聯連接后與電阻Rl串聯連接的結點連接運算放大器的反向輸入端；所述電源電路包括電阻R3、二極管D9及電容C5，二極管D9和電阻C5并聯連接后與電阻R3串聯連接的結點連接運算放大器的電源輸入端；所述電壓檢測電路包括電阻R4和電阻R5，電阻R4并與電阻R5串聯連接的結點連接運算放大器的同向輸入端；所述泄流電路包括二極管DlO和三極管Q1，所述反饋電路包括電阻R6、電阻R7及電阻R8，二極管DlO與三極管Ql并聯連接，三極管Ql的柵極與電阻R6、電阻R7、電阻R8連接后的結點連接運算放大器的輸出端，電阻R6的另一端連接運算放大器的電源輸入端，電阻R7的另一端連接三極管Ql的源極，電阻R8的另一端連接運算放大器的接地端。本發明通過自生電電路為塑殼斷路器用智能化控制器提供工作電壓，在增加電流保護功能檢測時，不需要額外增加外部的輔助電源，而且該自生電電路的啟動速度快，啟動電流小，可以實現對小電流的采樣和自生電。
圖1是本發明實施例提供的塑殼斷路器用智能化控制器結構圖；圖2是本發明實施例提供的自生電電路結構圖；圖3是本發明實施例提供的自生電電路中穩壓電路結構圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。請參照圖1所示，本實施例中塑殼斷路器用智能化控制器包括電流采樣電路1、單片機2、數碼管3、保護執行機構4、信號接收裝置5及自生電電路6。 所述電流采樣電路I與單片機2連接，用于采集用電設備所在線路的電流信號，并輸出給單片機2。
所述單片機2與數碼管3連接，用于對所述電流信號進行處理，獲得線路的電流值，輸出給數碼管3顯示。電流采樣電路I通過電流互感器采集用電設備所在線路三相電流信號，并輸出給單片機2處理。單片機2對所述三相電流信號進行處理，獲得線路三相電流值la、lb、Ic，并輸出給數碼管3輪流循環顯示。另外，單片機2需要進一步分析所述三相電流值la、lb、Ic是否存在異常，并根據分析結果向保護執行結構發送分合閘控制信號。所述保護執行機構4與單片機2連接，用于根據單片機2輸出的分合閘控制信號執行相應的操作。所述信號接收裝置5與單片機2連接，用于接收用戶通過遙控器向單片機2輸入的控制參數。并可通過遙控器上的按鍵來翻頁查詢各項狀態參數，還可以通過按鍵進行客戶化參數的設定與修改，操作簡單快捷。所述自生電電路6與單片機2連接，用于通過電流互感器感應出電流，給單片機2供電。如圖2所示，本實施例中自生電電路6包括:整流電路、緩沖電路、穩壓電路、基準電壓電路、運算放大器LC、電源電路、電壓檢測電路、泄流電路、反饋電路及采樣電阻Re。
所述整流電路與緩沖電路連接，用于對電流互感器CT輸出的電流進行整流，并輸出給緩沖電路處理。本實施例中所述整流電路為由二極管Dl、二極管D2、二極管D3及二極管D4構成的全橋整流電路,其第一輸入端與第二輸入端連接電流互感器CT的輸出端,第一輸出端連接采樣電阻Re，第二輸出端連接緩沖電路和泄流電路。所述緩沖電路包括二極管D5和二極管D6 ;所述二極管D5的一端連接整流電路的第二輸出端，另一端與二極管D6 —端連接后的結點連接穩壓電路、基準電壓電路及電壓檢測電路，二極管D6的另一端連接反饋電路。所述穩壓電路與緩沖電路連接，用于對緩沖電路輸出的直流電壓進行穩壓，給單片機2供電。如圖3所示，本實施例中所述穩壓電路包括二極管D7、電容Cl、電容C2及穩壓電源Ul,電容Cl與電容C2并聯連接后的第一結點與二極管D7的一端、穩壓電源Ul的輸入端連接，二極管D7的另一端與二極管Dl的一端連接，電容Cl與電容C2并聯連接后的第二結點與穩壓電源Ul的接地端連接，穩壓電源Ul的輸出端連接單片機2。所述基準電壓電路與緩沖電路連接，用于對緩沖電路輸出的直流電壓進行分壓，生成基準電壓，并輸出給運算放大器LC反向輸入端。本實施例中所述基準電壓電路包括電阻R1、二極管D8及電阻R2。所述二極管D8和電阻R2并聯連接后與電阻Rl串聯連接的結點連接運算放大器LC的反向輸入端。所述電源電路與緩沖電路連接，用于對緩沖電路輸出的直流電壓進行分壓，生成供電電壓，給運算放大器LC供電。本實施例中所述電源電路包括電阻R3、二極管D9及電容C5 ;所述二極管D9和電阻C5并聯連接后與電阻R3串聯連接的結點連接運算放大器LC的電源輸入端。所述電壓檢測電路與緩沖電路連接，用于對緩沖電路輸出的直流電壓進行分壓，生成檢測電壓，并輸出給運算放大器LC的同向輸入端。本實施例中所述電壓檢測電路包括電阻R4和電阻R5 ;所述電阻R4并與電阻R5串聯連接的結點連接運算放大器LC的同向輸入端。
所述運算放大器LC的輸出端與泄流電路、反饋電路連接，用于在所述基準電壓大于所述檢測電壓時，向泄流電路輸出脈沖電壓，使泄流電路中的三極管Ql導通，并通過反饋電路將該脈沖電壓反饋給運算放大器LC的同向輸入端。所述泄流電路與整流電路連接，用于在所述三極管Ql導通后，使采樣電阻Re與整流電路形成通路。采樣電阻Re在泄流電路與整流電路形成通路后，完成對整流電路輸出的電流的采樣。本實施例中所述泄流電路包括二極管DlO和三極管Q1，所述反饋電路包括電阻R6、電阻R7及電阻R8。其中，所述二極管DlO與三極管Ql并聯連接，三極管Ql的柵極與電阻R6、電阻R7、電阻R8連接后的結點連接運算放大器LC的輸出端，電阻R6的另一端連接運算放大器LC的電源輸入端，電阻R7的另一端連接三極管Ql的源極，電阻R8的另一端連接運算放大 器LC的接地端。本發明的技術方案通過自生電電路為塑殼斷路器用智能化控制器提供工作電壓，在增加電流保護功能檢測時，不需要額外增加外部的輔助電源。上述僅為本發明的較佳實施例及所運用技術原理，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種塑殼斷路器用智能化控制器，其特征在于，包括電流采樣電路、單片機、數碼管、保護執行機構及自生電電路； 所述電流采樣電路與單片機連接，用于采集用電設備所在線路的電流信號，并輸出給單片機； 所述單片機與數碼管連接，用于對所述電流信號進行處理，獲得線路的電流值，輸出給數碼管顯示； 所述保護執行機構與單片機連接，用于根據單片機輸出的分合閘控制信號執行相應的操作； 所述自生電電路與單片機連接，用于通過電流互感器感應出電流，給單片機供電。
2.根據權利要求1所述的塑殼斷路器用智能化控制器，其特征在于，還包括信號接收裝置，與單片機連接，用于接收通過遙控器向單片機輸入的控制參數。
3.根據權利要求2所述的塑殼斷路器用智能化控制器，其特征在于，所述自生電電路包括整流電路、緩沖電路、穩壓電路、基準電壓電路、運算放大器、電壓檢測電路、電源電路、泄流電路、反饋電路及采樣 電阻； 其中，所述整流電路與緩沖電路連接，用于對電流互感器輸出的電流進行整流，并輸出給緩沖電路處理；所述穩壓電路與緩沖電路連接，用于對緩沖電路輸出的直流電壓進行穩壓，給單片機供電；所述基準電壓電路與緩沖電路連接，用于對緩沖電路輸出的直流電壓進行分壓，生成基準電壓，并輸出給運算放大器反向輸入端；所述電壓檢測電路與緩沖電路連接，用于對緩沖電路輸出的直流電壓進行分壓，生成檢測電壓，并輸出給運算放大器的同向輸入端；所述電源電路與緩沖電路連接，用于對緩沖電路輸出的直流電壓進行分壓，生成供電電壓，給運算放大器供電；所述運算放大器的輸出端與泄流電路、反饋電路連接，用于在所述基準電壓大于所述檢測電壓時，向泄流電路輸出脈沖電壓，使泄流電路中的三極管導通，并通過反饋電路將該脈沖電壓反饋給運算放大器的同向輸入端；所述泄流電路與整流電路連接，用于在所述三極管導通后，使采樣電阻與整流電路形成通路；所述采樣電阻與整流電路連接，用于在其與整流電路形成通路后，對整流電路輸出的電流進行采樣。
4.根據權利要求3所述的塑殼斷路器用智能化控制器，其特征在于，所述整流電路為由二極管D1、二極管D2、二極管D3及二極管D4構成的全橋整流電路，其第一輸入端與第二輸入端連接電流互感器的輸出端，第一輸出端連接采樣電阻，第二輸出端連接緩沖電路和泄流電路；所述緩沖電路包括二極管D5和二極管D6，二極管D5的一端連接整流電路的第二輸出端，另一端與二極管D6 —端連接后的結點連接穩壓電路、基準電壓電路及電壓檢測電路，二極管D6的另一端連接反饋電路；所述穩壓電路包括二極管D7、電容Cl、電容C2及穩壓電源Ul,電容Cl與電容C2并聯連接后的第一結點與二極管D7的一端、穩壓電源Ul的輸入端連接，二極管D7的另一端與二極管Dl的一端連接，電容Cl與電容C2并聯連接后的第二結點與穩壓電源Ul的接地端連接，穩壓電源Ul的輸出端連接單片機。
5.根據權利要求4所述的塑殼斷路器用智能化控制器，其特征在于，所述基準電壓電路包括電阻RU二極管D8及電阻R2，二極管D8和電阻R2并聯連接后與電阻Rl串聯連接的結點連接運算放大器的反向輸入端；所述電源電路包括電阻R3、二極管D9及電容C5，二極管D9和電阻C5并聯連接后與電阻R3串聯連接的結點連接運算放大器的電源輸入端；所述電壓檢測電路包括電阻R4和電阻R5，電阻R4并與電阻R5串聯連接的結點連接運算放大器的同向輸入端；所述泄流電路包括二極管DlO和三極管Q1，所述反饋電路包括電阻R6、電阻R7及電阻R8，二極管DlO與三極管Ql并聯連接，三極管Ql的柵極與電阻R6、電阻R7、電阻R8連接后的結點連接運算放大器的輸出端，電阻R6的另一端連接運算放大器的電源輸入端，電阻R7的另一端連接三極管 Ql的源極，電阻R8的另一端連接運算放大器的接地端。
全文摘要
本發明公開了一種塑殼斷路器用智能化控制器，其包括電流采樣電路、單片機、數碼管、保護執行機構及自生電電路。所述電流采樣電路與單片機連接，用于采集用電設備所在線路的電流信號，并輸出給單片機。所述單片機與數碼管連接，用于對所述電流信號進行處理，獲得線路的電流值，輸出給數碼管顯示。所述保護執行機構與單片機連接，用于根據單片機輸出的分合閘控制信號執行相應的操作。所述自生電電路與單片機連接，用于通過電流互感器感應出電流，給單片機供電。本發明在增加電流保護功能檢測時，不需要額外增加外部的輔助電源，而且自生電電路的啟動速度快，啟動電流小，實現對小電流的采樣和自生電。
文檔編號G01R19/00GK103236678SQ20121046021
公開日2013年8月7日 申請日期2012年11月15日 優先權日2012年11月15日
發明者胡寅毅, 戈浩, 吳振鋒 申請人:無錫智卓電氣有限公司