專利名稱：一種斷路器用智能控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種斷路器用智能控制器，特別涉及一種雙顯示屏的斷路器用智能控制器，屬于低壓電器保護(hù)設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在電力系統(tǒng)中，斷路器是一種非常重要的保護(hù)器件，確保供電系統(tǒng)的安全性和可靠性。智能控制器是斷路器的核心檢測和控制單元，是判斷斷路器是否先進(jìn)的主要依據(jù)。 為了適應(yīng)智能電網(wǎng)的發(fā)展，智能控制器的功能越來越豐富、越來越復(fù)雜，除了傳統(tǒng)的保護(hù)功能、控制功能，還能實現(xiàn)豐富的測量、維護(hù)及通信等功能。在現(xiàn)場使用時，操作人員不但需對多種保護(hù)功能進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，還需對現(xiàn)場參量進(jìn)行測量、檢查和記錄。因此，智能控制器顯示屏的設(shè)計變得越來越重要。在現(xiàn)有技術(shù)中，智能控制器的顯示部分一般通過發(fā)光二極管、 數(shù)碼管、液晶顯示屏等實現(xiàn)，可以顯示基本的測量、保護(hù)、維護(hù)等信息。但上述方法存在不足采用發(fā)光二極管、數(shù)碼管進(jìn)行顯示的智能控制器，顯示比較單一、且可顯示的信息量較??；采用液晶顯示屏進(jìn)行顯示的智能控制器，均使用一塊液晶顯示屏，顯示的內(nèi)容較少，對較復(fù)雜的內(nèi)容只能通過顯示模塊或上位機來顯示，如故障錄波、2-31次諧波圖形等，另外， 對內(nèi)容較多的參數(shù)需切換屏幕進(jìn)行顯示，無法直觀、同步地顯示數(shù)據(jù)。鑒于上述已有技術(shù)，有必要加以探索，為此，本申請人作了積極而有益的嘗試，下面將要介紹的技術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種無需外接模塊即可顯示較多信息，方便用戶使用及維護(hù)的斷路器用智能控制器。本實用新型的任務(wù)是這樣來完成的，一種斷路器用智能控制器，包括電源轉(zhuǎn)換電路、信號采集電路、中央處理器(MCU)電路、脫扣電路和顯示電路，電源轉(zhuǎn)換電路從速飽和電源和/或輔助電源取電，供電給各個電路，信號采集電路對電流、電壓信號進(jìn)行采集，并將采集到的信號送到中央處理器(MCU)電路，中央處理器(MCU)電路還與脫扣電路和顯示電路連接，其特征在于顯示電路包括第一顯示電路和第二顯示電路，第一顯示電路可顯示智能控制器最基本的電流和電壓測量值、三段保護(hù)和接地故障保護(hù)等信息；第二顯示電路可顯示智能控制器2-31次諧波圖形等測量數(shù)據(jù)、故障錄波等故障信息、報警、通信、維護(hù)、控制器操作說明等信息。本實用新型所述的電源轉(zhuǎn)換電路包括集成芯片Ni、N2、TVS管FV1、FV2、二極管 VDl VD4、電解電容 Cl、C5、C7、C11、電容 C2、C3、C4、C6、C8、C9、CIO、C12 和電感 Li、L2, TVS管FVl的一端與二極管VDl的正極連接后接速飽和電源，二極管VDl的負(fù)極與電解電容Cl的正極、電容C2的一端、集成芯片附的5腳、7腳和二極管VD3的負(fù)極連接，電容C3、 C4的一端分別接集成芯片m的1腳和2腳，電容C3的另一端與集成芯片m的8腳、二極管VD2的負(fù)極和電感Ll的一端連接，電感Ll的另一端與集成芯片m的4腳、電解電容C5的正極和電容C6的一端連接后輸出直流電源VCC1，TVS管FV2的一端與電解電容C7的正極、電容C8的一端、集成芯片N2的5腳、7腳和二極管VD3的正極連接后接輔助電源，電容 C9、C10的一端分別接集成芯片N2的1腳和2腳，電容C9的另一端與集成芯片N2的8腳、 二極管VD4的負(fù)極和電感L2的一端連接，電感L2的另一端與集成芯片N2的4腳、電解電容Cll的正極和電容C12連接后輸出直流電源VCC2，TVS管FV1、FV2的另一端、電解電容 Cl、C7、C5、Cll 的負(fù)極、電容 C2、C8、C4、C6、CIO、C12 的另一端、二極管 VD2、VD4 的另一端、 集成芯片m的3腳、6腳和集成芯片N2的3腳、6腳共同接地。本實用新型所述的信號采集電路包括電壓信號采集電路和電流信號采集電路，其中，所述電壓信號采集電路包括電阻Rl、R2、電容C13，電阻Rl的一端接電壓輸入，電阻Rl 的另一端與電容C13、電阻R2的一端連接后接中央處理器(MCU)電路中單片機N4的7腳， 電容C13和電阻R2的另一端共同接地；所述電流信號采集電路包括電阻R3、R4、R5和運放 N3A，電阻R3的一端接電流輸入，電阻R3的另一端與電阻R5的一端和運放N3A的2腳連接，電阻R5的另一端與運放N3A的1腳連接后接中央處理器(MCU)電路中單片機N4的12 腳，電阻R4的一端與運放N3A的3腳連接，運放N3A的4腳接直流電源VCC1，電阻R4的另一端和運放N3A的11腳共同接地。本實用新型所述的顯示電路包括第一顯示電路和第二顯示電路，其中，第一顯示電路包括液晶模塊N5、電容C15、電阻R9 Rll和三極管VT2，電容C15的一端與液晶模塊 N5的1腳連接后接直流電源VCC1，電阻R9的一端與液晶模塊N5的8腳連接，電阻R9的另一端與三極管VT2的集電極連接，三極管VT2的發(fā)射極與電阻RlO的一端連接后接直流電源VCC1，電阻RlO的另一端與三極管VT2的基極連接后接電阻Rll的一端，電阻Rll的另一端與中央處理器(MCU)電路中單片機N4的65腳連接，液晶模塊N5的3腳 7腳分別與中央處理器(MCU)電路中單片機N4的60腳 64腳連接，電容C15的另一端、液晶模塊N5的 2腳、9腳共同接地；第二顯示電路包括液晶模塊N6、電容C14、電阻R6 R8和三極管VT1， 電容C14的一端與液晶模塊N6的2腳連接后接直流電源VCC2，電阻R6的一端與液晶模塊 N6的20腳連接，電阻R6的另一端與三極管VTl的集電極連接，三極管VTl的發(fā)射極與電阻 R7的一端連接后接直流電源VCC2，電阻R7的另一端與三極管VTl的基極連接后接電阻R8 的一端，電阻R8的另一端與中央處理器(MCU)電路中單片機N4的40腳連接，液晶模塊N6 的9腳 16腳分別與中央處理器(MCU)電路中單片機N4的52腳 59腳連接，液晶模塊 N6的4腳 8腳分別與中央處理器(MCU)電路中單片機N4的45腳 41腳連接，電容C14 的另一端、液晶模塊N6的1腳、19腳共同接地。本實用新型所述的中央處理器(MCU)電路包括單片機N4、晶振Gl、電解電容C16和電容C17、C18，晶振Gl的一端與電容C18的一端和單片機N4的37腳連接，晶振Gl的另一端與電容C17的一端和單片機N4的36腳連接，電解電容C16的正極接單片機N4的1腳， 單片機N4的32腳、33腳、68腳、50腳、49腳、14腳接直流電源VCCl，單片機N4的13腳、70 腳、35腳、34腳、51腳、電解電容C16的負(fù)極、電容C17、C18的另一端共同接地。本實用新型所述的脫扣電路包括電容C19、電阻R12、二極管VD5、三極管VT3和連接器XI，連接器Xl的1腳與二極管VD5的正極和三極管VT3的集電極連接，連接器Xl的2 腳與二極管VD5的負(fù)極和電阻R12的一端連接后接直流電源VCC1，電阻R12的另一端與三極管VT3的基極和電容C19的一端連接后接中央處理器(MCU)電路中單片機N4的67腳，電容C19的另一端和三極管VT3的發(fā)射極共同接地。本實用新型由于采用上述技術(shù)方案，無需外接模塊即可查看智能控制器的較多信息，方便用戶使用及維護(hù)。

圖1為本實用新型的原理框圖。圖2為本實用新型的電源轉(zhuǎn)換電路。圖3為本實用新型的信號采集電路。圖4為本實用新型的中央處理器(MCU)電路和顯示電路。圖5為本實用新型的脫扣電路。
具體實施方式
請參見圖1，一種斷路器用智能控制器，包括電源轉(zhuǎn)換電路、信號采集電路、中央處理器(MCU)電路、脫扣電路和顯示電路，電源轉(zhuǎn)換電路從速飽和電源和/或輔助電源取電， 供電給各個電路，信號采集電路對電流、電壓信號進(jìn)行采集，并將采集到得信號送到中央處理器(MCU)電路，中央處理器(MCU)電路的輸出端與脫扣電路和顯示電路連接，其特征在于顯示電路包括第一顯示電路和第二顯示電路，第一顯示電路可顯示智能控制器最基本的電流和電壓測量值、三段保護(hù)和接地故障保護(hù)等信息；第二顯示電路可顯示智能控制器 2-31次諧波圖形等測量數(shù)據(jù)、故障錄波等故障信息、報警、通信、維護(hù)、控制器操作說明等信肩、ο請參見圖2，所述的電源轉(zhuǎn)換電路包括集成芯片Ni、N2、TVS管FVl、FV2、二極管 VDl 乂04、電解電容(1丄5、07、(11、電容 C2、C3、C4、C6、C8、C9、CIO、C12 和電感 L1、L2，其中，集成芯片N1、N2優(yōu)先采用MAX5033，TVS管FVl的一端與二極管VDl的正極連接后接速飽和電源，二極管VDl的負(fù)極與電解電容Cl的正極、電容C2的一端、集成芯片m的5腳、7 腳和二極管VD3的負(fù)極連接，電容C3、C4的一端分別接集成芯片附的1腳和2腳，電容C3 的另一端與集成芯片W的8腳、二極管VD2的負(fù)極和電感Ll的一端連接，電感Ll的另一端與集成芯片m的4腳、電解電容C5的正極和電容C6的一端連接后輸出直流電源VCC1， TVS管FV2的一端與電解電容C7的正極、電容C8的一端、集成芯片N2的5腳、7腳和二極管VD3的正極連接后接輔助電源，電容C9、C10的一端分別接集成芯片N2的1腳和2腳，電容C9的另一端與集成芯片N2的8腳、二極管VD4的負(fù)極和電感L2的一端連接，電感L2的另一端與集成芯片N2的4腳、電解電容Cll的正極和電容C12連接后輸出直流電源VCC2， TVS 管 FV1、FV2 的另一端、電解電容 C1、C7、C5、C11 的負(fù)極、電容 C2、C8、C4、C6、C10、C12 的另一端、二極管VD2、VD4的另一端、集成芯片附的3腳、6腳和集成芯片N2的3腳、6腳共同接地。當(dāng)只有速飽和電源供電時，所述電源轉(zhuǎn)換電路輸出直流電源VCCl ；當(dāng)由輔助電源供電時，所述電源轉(zhuǎn)換電路輸出直流電源VCCl和直流電源VCC2。請參見圖3，所述的信號采集電路包括電壓信號采集電路和電流信號采集電路，其中，所述電壓信號采集電路包括電阻Rl、R2、電容C13，電阻Rl的一端接電壓輸入，電阻Rl 的另一端與電容C13、電阻R2的一端連接后接中央處理器(MCU)電路中單片機N4的7腳， 電容C13和電阻R2的另一端共同接地；所述電流信號采集電路包括電阻R3、R4、R5和運放N3A，其中，運放N3A優(yōu)先采用LM224，電阻R3的一端接電流輸入，電阻R3的另一端與電阻 R5的一端和運放N3A的2腳連接，電阻R5的另一端與運放N3A的1腳連接后接中央處理器 (MCU)電路中單片機N4的12腳，電阻R4的一端與運放N3A的3腳連接，運放N3A的4腳接直流電源VCC1，電阻R4的另一端和運放N3A的11腳共同接地。所述信號采集電路對三相電流、電壓信號進(jìn)行實時采集，并將采集到的信號送至中央處理器(MCU)電路進(jìn)行處理。請參見圖4，所述的顯示電路包括第一顯示電路和第二顯示電路，其中，第一顯示電路顯示最基本的電流和電壓測量值，第二顯示電路顯示2-31次實時諧波圖形、故障錄波、電流和電壓波形等其他測量值。第一顯示電路中的顯示器件可為數(shù)碼管或液晶顯示屏， 第二顯示電路中的顯示器件可為液晶顯示屏，在本實用新型的實施例中，第一顯示電路和第二顯示電路中的顯示器件均采用液晶模塊，具體型號優(yōu)選為CMS0924、LM32019。其中，第一顯示電路由直流電源VCCl進(jìn)行供電，電阻R9、R10、R11和三極管VT2組成液晶模塊N5的背光控制電路；第二顯示電路由直流電源VCC2進(jìn)行供電，電阻R6、R7、R8、三極管VTl組成液晶模塊N6的背光控制電路。當(dāng)只有速飽和電源供電時，第一顯示電路工作，第二顯示電路不工作；當(dāng)由輔助電源供電時，第一顯示電路工作，另外，通過中央處理器(MCU)電路的控制，使得第二顯示電路在智能控制器平時工作時不啟動，當(dāng)用戶需要查看相關(guān)內(nèi)容時才啟動。請繼續(xù)參閱圖4，所述的中央處理器(MCU)電路包括單片機N4、晶振G1、電解電容 C16和電容C17、C18，其中，單片機N4優(yōu)先采用C515，晶振Gl的一端與電容C18的一端和單片機N4的37腳連接，晶振Gl的另一端與電容C17的一端和單片機N4的36腳連接，電解電容C16的正極接單片機N4的1腳，單片機N4的32腳、33腳、68腳、50腳、49腳、14腳接直流電源VCC1，單片機N4的13腳、70腳、35腳、34腳、51腳、電解電容C16的負(fù)極、電容 C17、C18的另一端共同接地。請參閱圖5，所述的脫扣電路包括電容C19、電阻R12、二極管VD5、三極管VT3和連接器XI，連接器Xl的1腳與二極管VD5的正極和三極管VT3的集電極連接，連接器Xl的2 腳與二極管VD5的負(fù)極和電阻R12的一端連接后接直流電源VCCl，所述連接器Xl又與斷路器的磁通變換器連接，電阻R12的另一端與三極管VT3的基極和電容C19的一端連接后接中央處理器(MCU)電路中單片機N4的67腳，電容C19的另一端和三極管VT3的發(fā)射極共同接地。當(dāng)三極管VT3的基極從中央處理器(MCU)電路中單片機N4接收到高電平信號時， 三極管VT3導(dǎo)通，使得與連接器Xl連接的磁通變換器工作，斷路器開始動作。上述實施例在正常工作時，通過信號采集電路分別對電流、電壓信號進(jìn)行實時采集，并將采集到的數(shù)據(jù)傳送給中央處理器(MCU)電路進(jìn)行實時處理，再通過第一顯示電路顯示最基本的電流和電壓測量值，第二顯示電路顯示2-31次實時諧波圖形、故障錄波、電流和電壓波形等其他測量值。當(dāng)中央處理器(MCU)電路接收到異常信號時，發(fā)出脫扣指令到脫扣電路使斷路器動作。綜上所述，本實用新型提供的技術(shù)方案克服了已有技術(shù)中的欠缺，達(dá)到了發(fā)明目的，體現(xiàn)了申請人所述的技術(shù)效果。
權(quán)利要求1.一種斷路器用智能控制器，包括電源轉(zhuǎn)換電路、信號采集電路、中央處理器(MCU)電路、脫扣電路和顯示電路，電源轉(zhuǎn)換電路從速飽和電源和/或輔助電源取電，供電給各個電路，信號采集電路對電流、電壓信號進(jìn)行采集，并將采集到的信號送到中央處理器(MCU)電路，中央處理器(MCU)電路還與脫扣電路和顯示電路連接，其特征在于顯示電路包括第一顯示電路和第二顯示電路，第一顯示電路可顯示智能控制器最基本的電流和電壓測量值、 三段保護(hù)和接地故障保護(hù)等信息；第二顯示電路可顯示智能控制器2-31次諧波圖形等測量數(shù)據(jù)、故障錄波等故障信息、報警、通信、維護(hù)、控制器操作說明等信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器用智能控制器，其特征在于所述的電源轉(zhuǎn)換電路包括集成芯片 N1、N2、TVS 管 FV1、FV2、二極管 VDl VD4、電解電容 C1、C5、C7、C11、電容 C2、C3、 〇4、06、08、09、(10、(12和電感1^1、1^2，TVS管FVl的一端與二極管VDl的正極連接后接速飽和電源，二極管VDl的負(fù)極與電解電容Cl的正極、電容C2的一端、集成芯片m的5腳、7 腳和二極管VD3的負(fù)極連接，電容C3、C4的一端分別接集成芯片附的1腳和2腳，電容C3 的另一端與集成芯片W的8腳、二極管VD2的負(fù)極和電感Ll的一端連接，電感Ll的另一端與集成芯片附的4腳、電解電容C5的正極和電容C6的一端連接后輸出直流電源VCC1， TVS管FV2的一端與電解電容C7的正極、電容C8的一端、集成芯片N2的5腳、7腳和二極管VD3的正極連接后接輔助電源，電容C9、C10的一端分別接集成芯片N2的1腳和2腳，電容C9的另一端與集成芯片N2的8腳、二極管VD4的負(fù)極和電感L2的一端連接，電感L2的另一端與集成芯片N2的4腳、電解電容Cll的正極和電容C12連接后輸出直流電源VCC2， TVS 管 FV1、FV2 的另一端、電解電容 C1、C7、C5、C11 的負(fù)極、電容 C2、C8、C4、C6、C10、C12 的另一端、二極管VD2、VD4的另一端、集成芯片附的3腳、6腳和集成芯片N2的3腳、6腳共同接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器用智能控制器，其特征在于所述的信號采集電路包括電壓信號采集電路和電流信號采集電路，其中，所述電壓信號采集電路包括電阻Rl、R2、電容C13，電阻Rl的一端接電壓輸入，電阻Rl的另一端與電容C13、電阻R2的一端連接后接中央處理器(MCU)電路中單片機N4的7腳，電容C13和電阻R2的另一端共同接地；所述電流信號采集電路包括電阻R3、R4、R5和運放N3A，電阻R3的一端接電流輸入，電阻R3的另一端與電阻R5的一端和運放N3A的2腳連接，電阻R5的另一端與運放N3A的1腳連接后接中央處理器(MCU)電路中單片機N4的12腳，電阻R4的一端與運放N3A的3腳連接，運放N3A的4腳接直流電源VCC1，電阻R4的另一端和運放N3A的11腳共同接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器用智能控制器，其特征在于所述的顯示電路包括第一顯示電路和第二顯示電路，其中，第一顯示電路包括液晶模塊N5、電容C15、電阻R9 Rll 和三極管VT2，電容C15的一端與液晶模塊N5的1腳連接后接直流電源VCC1，電阻R9的一端與液晶模塊N5的8腳連接，電阻R9的另一端與三極管VT2的集電極連接，三極管VT2的發(fā)射極與電阻RlO的一端連接后接直流電源VCC1，電阻RlO的另一端與三極管VT2的基極連接后接電阻Rll的一端，電阻Rll的另一端與中央處理器(MCU)電路中單片機N4的65腳連接，液晶模塊N5的3腳 7腳分別與中央處理器(MCU)電路中單片機N4的60腳 64腳連接，電容C15的另一端、液晶模塊N5的2腳、9腳共同接地；第二顯示電路包括液晶模塊 N6、電容C14、電阻R6 R8和三極管VTl，電容C14的一端與液晶模塊N6的2腳連接后接直流電源VCC2，電阻R6的一端與液晶模塊N6的20腳連接，電阻R6的另一端與三極管VTl的集電極連接，三極管VTl的發(fā)射極與電阻R7的一端連接后接直流電源VCC2，電阻R7的另一端與三極管VTl的基極連接后接電阻R8的一端，電阻R8的另一端與中央處理器(MCU) 電路中單片機N4的40腳連接，液晶模塊N6的9腳 16腳分別與中央處理器(MCU)電路中單片機N4的52腳 59腳連接，液晶模塊N6的4腳 8腳分別與中央處理器(MCU)電路中單片機N4的45腳 41腳連接，電容C14的另一端、液晶模塊N6的1腳、19腳共同接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器用智能控制器，其特征在于所述的中央處理器(MCU) 電路包括單片機N4、晶振G1、電解電容C16和電容C17、C18，晶振Gl的一端與電容C18的一端和單片機N4的37腳連接，晶振Gl的另一端與電容C17的一端和單片機N4的36腳連接，電解電容C16的正極接單片機N4的1腳，單片機N4的32腳、33腳、68腳、50腳、49腳、 14腳接直流電源VCC1，單片機N4的13腳、70腳、35腳、34腳、51腳、電解電容C16的負(fù)極、 電容C17、C18的另一端共同接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器用智能控制器，其特征在于所述的脫扣電路包括電容 C19、電阻R12、二極管VD5、三極管VT3和連接器XI，連接器Xl的1腳與二極管VD5的正極和三極管VT3的集電極連接，連接器Xl的2腳與二極管VD5的負(fù)極和電阻R12的一端連接后接直流電源VCC1，電阻R12的另一端與三極管VT3的基極和電容C19的一端連接后接中央處理器(MCU)電路中單片機N4的67腳，電容C19的另一端和三極管VT3的發(fā)射極共同接地。
專利摘要一種斷路器用智能控制器,屬于低壓電器保護(hù)設(shè)備領(lǐng)域。包括電源轉(zhuǎn)換電路、信號采集電路、中央處理器電路、脫扣電路和顯示電路，電源轉(zhuǎn)換電路從速飽和電源和/或輔助電源取電,供電給各個電路,信號采集電路對電流、電壓信號進(jìn)行采集,并將采集到的信號送到中央處理器電路,中央處理器電路還與脫扣電路和顯示電路連接,特點是顯示電路包括第一、第二顯示電路，第一顯示電路可顯示智能控制器最基本的電流和電壓測量值、三段保護(hù)和接地故障保護(hù)等信息；第二顯示電路可顯示智能控制器2-31次諧波圖形等測量數(shù)據(jù)、故障錄波等故障信息、報警、通信、維護(hù)、控制器操作說明等信息。優(yōu)點無需外接模塊即可查看智能控制器的較多信息，方便用戶使用及維護(hù)。
文檔編號H01H9/54GK202167424SQ20112023372
公開日2012年3月14日 申請日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者任靈, 葉文杰, 周龍明, 殷建強, 金建達(dá) 申請人:常熟開關(guān)制造有限公司(原常熟開關(guān)廠)