專利名稱：智能磁保式電位偏移保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工業(yè)用斷路保護(hù)裝置，特別是智能磁保式電位偏移保護(hù)器。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，作為控制、保護(hù)元件的斷路器是一種使電力系統(tǒng)正常、安全運(yùn)行的電氣保 護(hù)裝置，其工作任務(wù)為能切斷額定電流、開(kāi)斷關(guān)合短路電流和開(kāi)合各種空載和負(fù)荷電路， 為了完成工作任務(wù)，中壓斷路器必須能十分有效地分合動(dòng)、靜觸頭，所以要借助于操作機(jī)構(gòu) 來(lái)完成。因此，斷路器操作機(jī)構(gòu)的工作性能和質(zhì)量?jī)?yōu)劣，回影響斷路器的工作性能和可靠 性。目前，操作機(jī)構(gòu)主要分為彈簧操作機(jī)構(gòu)和電磁操作機(jī)構(gòu)，采用彈簧操作機(jī)構(gòu)和電磁操 作機(jī)構(gòu)的斷路器已得到廣泛應(yīng)用，彈簧操作機(jī)構(gòu)進(jìn)僅需小功率電源，但可靠性較差，結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，成本較高，成熟傳統(tǒng)的操作機(jī)構(gòu)有彈簧操作機(jī)構(gòu)和電磁操作機(jī)構(gòu)，電磁操作機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)較 簡(jiǎn)單，但笨重，合閘線圈消耗功率很大，電磁操作機(jī)構(gòu)耗電流為30mA左右，所以功耗偏高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種智能磁保式電位偏移保護(hù)器，其結(jié)構(gòu)合理，工作 耗電量微少，低碳節(jié)能。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種智能磁保式電位偏移保護(hù)器，包括永磁機(jī) 構(gòu)，經(jīng)壓敏電阻輸入的交流電依次通過(guò)半波整流器整流、濾波器硬濾波，交由分壓器構(gòu)成的 交流采樣電路進(jìn)行采樣和降壓電路進(jìn)行降壓，微處理器由Watchdog自動(dòng)復(fù)位，對(duì)分壓器采 樣的交流信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行軟濾波、增益校正和比較，以通過(guò)永磁機(jī) 構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路對(duì)永磁機(jī)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)開(kāi)、合間控制，微處理器通過(guò)其相應(yīng)引腳連接LED信號(hào)指 示燈，降壓電路將交流電經(jīng)降壓、整流成直流電輸送給永磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路和永磁機(jī)構(gòu)以驅(qū) 動(dòng)永磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路和永磁機(jī)構(gòu)工作，并通過(guò)三端穩(wěn)壓器進(jìn)一步降壓供給微處理器和指示 燈以使微處理器和指示燈工作。本實(shí)用新型工作原理為給永磁機(jī)構(gòu)的電磁線圈通上直流電，電磁線圈便產(chǎn)生和 永久磁鐵極性相同的電磁力，電磁線圈和永磁體利用同性相斥、異性相吸的原理進(jìn)行開(kāi)、合 閘的工作，當(dāng)相對(duì)永磁體面(設(shè)為N極)，吸合為S極、釋放為N極、保持完全靠永磁體永磁 力，從而使永磁機(jī)構(gòu)的觸頭吸合和釋放，本實(shí)用新型采用微處理器和機(jī)構(gòu)相結(jié)合的技術(shù)方 案，先后使交流電經(jīng)過(guò)交流采樣電路采樣、經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和微處理器進(jìn)行 軟濾波、增益校正和比較，微處理器根據(jù)其比較出的交流信號(hào)值通過(guò)永磁機(jī)構(gòu)控制永磁機(jī) 構(gòu)的開(kāi)、合閘工作。本實(shí)用新型電位偏移保護(hù)器可為500V及其以下電壓等級(jí)的配電系統(tǒng)終端提供 過(guò)、欠電壓保護(hù)，在額定電壓220V、工作電流10 63A和工作頻率50Hz的低壓配電線中，防 止由中性線電位偏移引起的線路過(guò)、欠電壓，以保護(hù)家用電器的安全、正常用電，本實(shí)用新 型主要用于辦公樓、住宅和民用建筑物的配電線路及終端設(shè)備的過(guò)、欠電壓保護(hù)。本實(shí)用新型的技術(shù)效果為①低碳節(jié)能系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)需要常開(kāi)或常閉狀態(tài)時(shí)，其觸點(diǎn)(常開(kāi)或常閉)的轉(zhuǎn)換是靠正(反)脈沖電壓激勵(lì)，而不需要長(zhǎng)期通電，僅依靠永久 磁體的磁力就能維持繼電器觸頭的吸合狀態(tài)。因此，具有節(jié)約能源、節(jié)省材料、性能穩(wěn)定、體 積小、承載能力大的特點(diǎn)，比一般電磁繼電器性能更優(yōu)越。電磁機(jī)構(gòu)耗電流為30mA左右，而 永磁機(jī)構(gòu)耗電流為5mA左右；②設(shè)置自動(dòng)復(fù)位功能當(dāng)中性線斷線和電位偏移引發(fā)單相線 路過(guò)、欠壓時(shí)，自動(dòng)跳閘，斷開(kāi)負(fù)載電源，當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)正常值時(shí)，經(jīng)3分鐘延時(shí)后自動(dòng)接通負(fù) 載電源，從而對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行過(guò)欠壓保護(hù)；③本實(shí)用新型的外殼由阻燃材料構(gòu)成，輪廓簡(jiǎn)潔 明快，采用模數(shù)化設(shè)計(jì)和導(dǎo)軌組裝；④LED信號(hào)顯示燈為雙色發(fā)光二極管，顯示工作狀態(tài) 顯示色為綠色(正常)和紅色(故障)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)安全、準(zhǔn)確動(dòng)作，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)、調(diào) 試，運(yùn)行效果良好，其耗電功率非常低。

下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。附圖為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
一種智能磁保式電位偏移保護(hù)器，如附圖所示，包括永磁機(jī)構(gòu)12，經(jīng)壓敏電阻輸入 的交流電依次通過(guò)半波整流器1整流、濾波器2硬濾波，交由分壓器5構(gòu)成的交流采樣電路 6采樣和降壓電路3降壓，微處理器8由Watchd0g9自動(dòng)復(fù)位，對(duì)分壓器5采樣的交流信號(hào) 經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器7轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行軟濾波、增益校正和比較，以通過(guò)永磁機(jī)構(gòu)11驅(qū)動(dòng)電 路對(duì)永磁機(jī)構(gòu)12進(jìn)行相應(yīng)開(kāi)、合間控制，微處理器8通過(guò)其相應(yīng)引腳連接LED信號(hào)指示燈 10，降壓電路3將交流電經(jīng)降壓、整流成直流電輸送給永磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路11和永磁機(jī)構(gòu)12 以驅(qū)動(dòng)永磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路11和永磁機(jī)構(gòu)12工作，并通過(guò)三端穩(wěn)壓器4進(jìn)一步降壓供給微 處理器8和指示燈10以使微處理器8和指示燈10工作。根據(jù)上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案為交流220V經(jīng)壓敏電阻Rm輸 入，用作瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)。整流二極管Dnl、Dn2對(duì)交流220V輸入作半波整流。電解電容Enl、 En2、電感Ll構(gòu)成濾波器，改善電路變換的EMI性能。芯片Unl、旁路電容Cnl、電阻RnU Rn2和Rn3、電容En3、二極管Dn3和Dn4、電感 L2等組成降壓電路(芯片)，降壓電路(芯片)由Power Integration公司提供，Unl選用 了 LNK304，這是一個(gè)替代用變壓器線性變換或電容降壓式電路的方案，既降低了成本和設(shè) 備體積，又降低了功耗，符合節(jié)能環(huán)保的要求。其中LinkSwitch-TN芯片LNK304、續(xù)流二極管Dn3、輸出濾波電容En4、輸出濾波電 感L2構(gòu)成功率輸出級(jí)。旁路電容Cnl連接Unl的BP引腳，用以產(chǎn)生Unl的內(nèi)部供電電壓(5. 8V)。電容En3跟蹤輸出電壓，I nl、I n3 (分別為2K、13K)組成的分壓器對(duì)電容En3的電 壓進(jìn)行檢測(cè)和穩(wěn)壓，其輸出端連接到Unl的FB引腳。Rn2為假負(fù)載。本方式輸出的電壓為直流12V (士 10%)VnKNCPl 117)為三端穩(wěn)壓器，其輸入直流12V，輸入直流3. 3V。電容En5、Cn2系 直流3. 3V的濾波電路。RU R2組成的電阻分壓器為一交流采樣電路，對(duì)半波整流及EMI濾波后的交流信號(hào)采樣，采樣范圍為AC170V-AC270V，分壓器輸出的信號(hào)為微處理器A/D轉(zhuǎn)換器的輸入信號(hào)。微處理器UO選用Silcon公司的C8051F330，它是一款混合信號(hào)ISP FLASH微控制 器，含8位A/D轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)采樣的交流信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，經(jīng)軟件濾波、增益較正后為軟件比 較器提供輸入信號(hào)。A/D轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)(VREF)為直流3. 3V。軟件比較器分別給出AC270V、ACM0V、AC190V、AC170V的信號(hào)，在定時(shí)器的配合下
作出保護(hù)切斷和恢復(fù)合上的信號(hào)。I/O接口的IA、IB為永磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路的控制信號(hào)。I/O接口 Lg、Lr為指示燈(雙色發(fā)光二極管)的控制信號(hào)。Key、C2D為手動(dòng)增益輸入信號(hào)。微處理器由直流3. 3V供電。永磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路為U4 (BL8023)，輸入IA、IB和微處理器UO的P02、P03直接被 微處理器UO控制，由直流12V供電。指示燈LDO由直流3. 3V供電，由微處理器UO的P01、P06直接控制，正常運(yùn)行時(shí)， 綠燈亮，報(bào)警切斷時(shí)，紅燈亮。本實(shí)用新型的技術(shù)參數(shù)額定工作電壓U :220V AC ；頻率HZ :50HZ ；額定工作電流h 63 A。過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作值270V士5V ；動(dòng)作時(shí)間^ 4s ；恢復(fù)值:245V士5V ；延時(shí)時(shí)間3min士2S；欠電壓保護(hù)動(dòng)作值170V士5V ；動(dòng)作時(shí)間彡4s ；恢復(fù)值190V士5V ；延時(shí)時(shí)間 3min士2s ；電壓超閥值IS (暫定)視過(guò)壓、欠壓調(diào)設(shè)；永磁機(jī)構(gòu)靜態(tài)功耗電流每小時(shí)1 μ A。[0036]
權(quán)利要求1. 一種智能磁保式電位偏移保護(hù)器，包括永磁機(jī)構(gòu)(12)，其特征在于經(jīng)壓敏電阻輸 入的交流電依次通過(guò)半波整流器(1)整流、濾波器( 硬濾波，交由分壓器( 構(gòu)成的交流 采樣電路(6)采樣和降壓電路(3)降壓，微處理器(8)由Watchd0g(9)自動(dòng)復(fù)位，對(duì)分壓器 (5)采樣的交流信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器(7)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行軟濾波、增益校正和比較，以通 過(guò)永磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路(11)對(duì)永磁機(jī)構(gòu)(12)進(jìn)行相應(yīng)開(kāi)、合閘控制，微處理器(8)通過(guò)其相 應(yīng)引腳連接LED信號(hào)指示燈(10)，降壓電路C3)將交流電經(jīng)降壓、整流成直流電輸送給永 磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路(11)和永磁機(jī)構(gòu)(12)以驅(qū)動(dòng)永磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路(11)和永磁機(jī)構(gòu)(12)工 作，并通過(guò)三端穩(wěn)壓器(4)進(jìn)一步降壓供給微處理器(8)和指示燈(10)以使微處理器(8) 和指示燈(10)工作。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種智能磁保式電位偏移保護(hù)器，包括永磁機(jī)構(gòu)，經(jīng)壓敏電阻輸入的交流電依次通過(guò)半波整流器整流、濾波器硬濾波，交由分壓器構(gòu)成的交流采樣電路進(jìn)行采樣和降壓電路進(jìn)行降壓，微處理器由Watchdog自動(dòng)復(fù)位，對(duì)分壓器采樣的交流信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行軟濾波、增益校正和比較，以通過(guò)永磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路對(duì)永磁機(jī)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)開(kāi)、合閘控制，微處理器通過(guò)其相應(yīng)引腳連接LED信號(hào)指示燈，降壓電路將交流電經(jīng)降壓、整流成直流電輸送給永磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路和永磁機(jī)構(gòu)以驅(qū)動(dòng)永磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路和永磁機(jī)構(gòu)工作，并通過(guò)三端穩(wěn)壓器進(jìn)一步降壓供給微處理器和指示燈以使微處理器和指示燈工作。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，工作耗電量微少，低碳節(jié)能。
文檔編號(hào)H01H71/10GK201936820SQ201120048158
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者劉鋒兵, 陳家駒 申請(qǐng)人:烏魯木齊市泓昌盛科技發(fā)展有限公司