專利名稱：含有脫扣電源監(jiān)控的電子脫扣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
含有脫扣電源監(jiān)控的電子脫扣器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種含有脫扣電源監(jiān)控的電子脫扣器。 技術(shù)背景[0002]公知的電子脫扣器，如圖1、圖2所示，其包括與斷路器2'連接的電流互感器1'， 所述電流互感器1'上依次連接有整流電路3'、供電用的電源電路4'，所述電源電路4' 與電子處理單元6'、操作機(jī)構(gòu)7'連接，所述操作機(jī)構(gòu)7'與發(fā)出脫扣指令的電子處理單元6'連接，所述電子處理單元6'與檢測(cè)故障電流的電流傳感和測(cè)量裝置5'連接。電子脫扣器執(zhí)行脫扣動(dòng)作時(shí)是通過機(jī)構(gòu)8'來斷開斷路器1'。執(zhí)行脫扣動(dòng)作的操作機(jī)構(gòu)7'中的脫扣線圈依靠電源電路4'的儲(chǔ)能電容器C提供能量。電子脫扣器通過電流互感器1' 從斷路器2' —次側(cè)工作電流取得能量，為電源電路4'供電。當(dāng)電源電路4'中儲(chǔ)能電容器C被充電至15V，能保證脫扣線圈可靠地執(zhí)行脫扣動(dòng)作。[0003]但當(dāng)儲(chǔ)能電容器C兩端電壓達(dá)不到12V，即達(dá)不到使得脫扣線圈可能執(zhí)行脫扣動(dòng)作的儲(chǔ)能電容器C的能量下限時(shí)，則此時(shí)發(fā)出的脫扣指令將使得儲(chǔ)能電容器C釋放儲(chǔ)存的電能卻無法使脫扣線圈執(zhí)行脫扣動(dòng)作，儲(chǔ)能電容器C需花費(fèi)一定的充電周期再次充電，直到充至脫扣線圈可執(zhí)行脫扣的電源電壓，這在需要進(jìn)行快速保護(hù)的領(lǐng)域是不被允許的。[0004]當(dāng)某一故障電流情況下斷路器接通負(fù)載，脫扣指令發(fā)出與儲(chǔ)能電容器兩端電源電壓變化與時(shí)間關(guān)系，如圖3所示。[0005]專利號(hào)02123267. 9的專利中，提供了一種減小儲(chǔ)能電容器尺寸的方案，未給出當(dāng)開關(guān)需要脫扣，而儲(chǔ)能電容器卻無法提供使得脫扣線圈得以執(zhí)行脫扣動(dòng)作的能量的解決方案。[0006]申請(qǐng)專利號(hào)為200880108908. 7的專利中，把儲(chǔ)能電容器充電電壓高低作為電子脫扣器液晶顯示背光燈開啟或關(guān)閉的判斷條件，也未解決背景技術(shù)中所描述的不足。發(fā)明內(nèi)容[0007]本實(shí)用新型要解決現(xiàn)有電子脫扣器存在當(dāng)脫扣能量不夠時(shí)不能進(jìn)行快速保護(hù)、不可靠的問題，提供了一種可快速保護(hù)、可靠的含有脫扣電源監(jiān)控的電子脫扣器。[0008]本實(shí)用新型的技術(shù)方案[0009]含有脫扣電源監(jiān)控的電子脫扣器，包括與斷路器連接的電流互感器，所述電流互感器上依次連接有整流電路、供電用的電源電路，所述電源電路與電子處理單元、操作機(jī)構(gòu)連接，所述電子處理單元與檢測(cè)故障電流的電流傳感和測(cè)量裝置連接，其特征在于所述電源電路與操作機(jī)構(gòu)之間設(shè)有判斷單元，所述判斷單元與電子處理單元連接；[0010]所述判斷單元用于根據(jù)接收到的電源電路提供的儲(chǔ)能電容器兩端的電壓與電子處理單元提供的參考電壓判斷脫扣電源是否準(zhǔn)備好，并在脫扣電源已準(zhǔn)備好的情況下結(jié)合接收到的電子處理單元的脫扣指令發(fā)送脫扣信號(hào)給操作機(jī)構(gòu)。[0011]進(jìn)一步，所述電源電路包括電子開關(guān)、儲(chǔ)能電容器，所述電子開關(guān)與整流電路并3聯(lián)，所述電子開關(guān)上連接有控制其的電壓調(diào)節(jié)電路，所述儲(chǔ)能電容器與整流電路的輸出端之間設(shè)有隔離二極管；所述儲(chǔ)能電容器上并聯(lián)有分壓電路、第三電阻與穩(wěn)壓電路的串聯(lián)電路，所述分壓電路由第一電阻和第二電阻串聯(lián)形成，所述第一電阻和第二電阻的共同端與判斷單元連接；所述第三電阻和穩(wěn)壓電路的共同端與電子處理單元連接。[0012]進(jìn)一步，所述判斷單元包括比較器和與門電路，所述比較器的輸入端分別與電源電路、電子處理單元連接，所述與門電路的輸入端分別與所述比較器的輸出端、電子處理單元連接，所述與門電路的輸出端與操作機(jī)構(gòu)連接。[0013]或者，所述判斷單元是設(shè)置在所述電子處理單元的智能芯片內(nèi)。[0014]本實(shí)用新型通過判斷儲(chǔ)能電容器脫扣能量(充電電壓高低)，從而使得當(dāng)脫扣指令到來時(shí)，如果脫扣能量不夠，將不會(huì)釋放儲(chǔ)能電容器已存能量，而使得儲(chǔ)能電容器得以繼續(xù)充電，直至充到能使得操作機(jī)構(gòu)中的脫扣線圈執(zhí)行脫扣動(dòng)作的電壓后，可靠地脫扣，從而縮短了電子脫扣器快速保護(hù)所需要的時(shí)間，減小了當(dāng)出現(xiàn)電力故障時(shí)所給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。[0015]當(dāng)斷路器接通負(fù)載開始工作，電流互感器將一次側(cè)工作電流變換成次級(jí)電流。經(jīng)整流電流、隔離二極管，給儲(chǔ)能電容器充電。第一電阻、第二電阻組成的分壓電路，在第一電阻和第二電阻的共同端檢測(cè)出儲(chǔ)能電容器兩端電壓，并輸出給判斷單元。第三電阻與穩(wěn)壓電路的共同端為電子處理單元提供工作電源和建立電壓參考基準(zhǔn)。當(dāng)儲(chǔ)能電容器兩端電壓達(dá)到15V，即操作機(jī)構(gòu)中的脫扣線圈能可靠執(zhí)行脫扣動(dòng)作的脫扣電壓時(shí)，判斷單元中的比較電路將輸出高電平信號(hào)，即表示脫扣電源已準(zhǔn)備好。此時(shí)，如果電子處理單元通過電流傳感和測(cè)量裝置檢測(cè)到故障電流并超出設(shè)定閾值，則發(fā)出脫扣指令，同時(shí)脫扣電源已準(zhǔn)備好，經(jīng)由與門電路，輸出脫扣信號(hào)給操作機(jī)構(gòu)中的電子開關(guān)，操作機(jī)構(gòu)中的電子開關(guān)導(dǎo)通，儲(chǔ)能電容器通過操作機(jī)構(gòu)中的脫扣線圈、電子開關(guān)放電，脫扣線圈執(zhí)行脫扣動(dòng)作，通過機(jī)構(gòu)斷開斷路器。[0016]本實(shí)用新型中的電子處理單元發(fā)出的脫扣指令可以為電子處理單元的智能芯片所發(fā)出，也可為電子處理單元的故障檢測(cè)電子電路發(fā)出。[0017]本實(shí)用新型的儲(chǔ)能電容器兩端電壓可通過電子處理單元中的智能芯片檢測(cè)，并由智能芯片中軟件程序予以判斷脫扣電源是否已準(zhǔn)備好，并結(jié)合對(duì)電流信號(hào)Is的監(jiān)測(cè)和計(jì)算處理決定是否輸出脫扣指令。但該替代方案有一前提，即當(dāng)故障來臨，斷路器需要脫扣時(shí)，電子處理單元中的智能芯片已進(jìn)入穩(wěn)定工作。[0018]本實(shí)用新型的有益效果[0019](1)通過判斷脫扣電源是否已準(zhǔn)備好來決定脫扣指令是否執(zhí)行，使得脫扣更可靠。[0020](2)當(dāng)脫扣能量不夠時(shí)，將不會(huì)釋放儲(chǔ)能電容器已存能量，而是繼續(xù)充電，從而縮短電子脫扣器快速保護(hù)所需的時(shí)間，減小了當(dāng)出現(xiàn)電力故障時(shí)所給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。


[0021]圖1是含有電子脫扣器的斷路器的簡(jiǎn)化原理框圖。[0022]圖2是現(xiàn)有電子脫扣器的簡(jiǎn)化電路圖。[0023]圖3是現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)某一故障電流情況下斷路器接通負(fù)載，脫扣指令發(fā)出與儲(chǔ)能電容器兩端電源電壓變化與時(shí)間關(guān)系圖。[0024]圖4是本實(shí)用新型的電路圖。[0025]圖5是本實(shí)用新型當(dāng)某一故障電流情況下斷路器接通負(fù)載，脫扣指令發(fā)出與儲(chǔ)能電容器兩端電源電壓變化與時(shí)間關(guān)系圖。
具體實(shí)施方式
[0026]參見圖4，含有脫扣電源監(jiān)控的電子脫扣器，包括與斷路器連接的電流互感器6， 所述電流互感器6上依次連接有整流電路7、供電用的電源電路11，所述電源電路11與電子處理單元2、操作機(jī)構(gòu)12連接，所述電子處理單元2與檢測(cè)故障電流的電流傳感和測(cè)量裝置1連接，所述電源電路11與操作機(jī)構(gòu)12之間設(shè)有判斷單元10，所述判斷單元10與電子處理單元2連接；[0027]所述判斷單元10用于根據(jù)接收到的電源電路11提供的儲(chǔ)能電容器C兩端的電壓與電子處理單元2提供的參考電壓判斷脫扣電源是否準(zhǔn)備好，并在脫扣電源已準(zhǔn)備好的情況下結(jié)合接收到的電子處理單元2的脫扣指令發(fā)送脫扣信號(hào)給操作機(jī)構(gòu)12。[0028]所述電源電路11包括電子開關(guān)8、儲(chǔ)能電容器C，所述電子開關(guān)8與整流電路7并聯(lián)，所述電子開關(guān)8上連接有控制其的電壓調(diào)節(jié)電路5，所述儲(chǔ)能電容器C與整流電路7的輸出端之間設(shè)有隔離二極管9;所述儲(chǔ)能電容器C上并聯(lián)有分壓電路、第三電阻R3與穩(wěn)壓電路Zl的串聯(lián)電路，所述分壓電路由第一電阻Rl和第二電阻R2串聯(lián)形成，所述第一電阻和R1第二電阻R2的共同端與判斷單元11連接；所述第三電阻R3和穩(wěn)壓電路Zl的共同端與電子處理單元2連接。[0029]所述判斷單元10包括比較器Ul和與門電路U2，所述比較器Ul的輸入端分別與電源電路11、電子處理單元2連接，所述與門電路U2的輸入端分別與所述比較器Ul的輸出端、電子處理單元2連接，所述與門電路U2的輸出端與操作機(jī)構(gòu)12連接。[0030]本實(shí)用新型通過判斷儲(chǔ)能電容器C脫扣能量(充電電壓高低)，從而使得當(dāng)脫扣指令到來時(shí)，如果脫扣能量不夠，將不會(huì)釋放儲(chǔ)能電容器已存能量，而使得儲(chǔ)能電容器得以繼續(xù)充電，直至充到能使得操作機(jī)構(gòu)12中的脫扣線圈4執(zhí)行脫扣動(dòng)作的電壓后，可靠地脫扣，從而縮短了電子脫扣器快速保護(hù)所需要的時(shí)間，減小了當(dāng)出現(xiàn)電力故障時(shí)所給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。[0031]當(dāng)斷路器接通負(fù)載開始工作，電流互感器6將一次側(cè)工作電流變換成次級(jí)電流。 經(jīng)整流電流7、隔離二極管9，給儲(chǔ)能電容器C充電。第一電阻R1、第二電阻R2組成的分壓電路，在第一電阻Rl和第二電阻R2的共同端檢測(cè)出儲(chǔ)能電容器C兩端電壓，并輸出給判斷單元10。第三電阻R3與穩(wěn)壓電路Zl的共同端為電子處理單元2提供工作電源和建立電壓參考基準(zhǔn)。當(dāng)儲(chǔ)能電容器C兩端電壓達(dá)到15V，即操作機(jī)構(gòu)12中的脫扣線圈4能可靠執(zhí)行脫扣動(dòng)作的脫扣電壓時(shí)，判斷單元10中的比較電路Ul將輸出高電平信號(hào)，即表示脫扣電源已準(zhǔn)備好。此時(shí)，如果電子處理單元2通過電流傳感和測(cè)量裝置1檢測(cè)到故障電流并超出設(shè)定閾值，則發(fā)出脫扣指令TRIP，同時(shí)脫扣電源已準(zhǔn)備好，經(jīng)由與門電路U2，輸出脫扣信號(hào) ETRIP給操作機(jī)構(gòu)12中的電子開關(guān)3，操作機(jī)構(gòu)12中的電子開關(guān)3導(dǎo)通，儲(chǔ)能電容器C通過操作機(jī)構(gòu)12中的脫扣線圈4、電子開關(guān)3放電，脫扣線圈4執(zhí)行脫扣動(dòng)作，通過機(jī)構(gòu)斷開斷路器。[0032]本實(shí)用新型中的電子處理單元2發(fā)出的脫扣指令可以為電子處理單元2的智能芯片所發(fā)出，也可為電子處理單元2的故障檢測(cè)電子電路發(fā)出。[0033]本實(shí)用新型的儲(chǔ)能電容器C兩端電壓可通過電子處理單元2中的智能芯片檢測(cè)， 并由智能芯片中軟件程序予以判斷脫扣電源是否已準(zhǔn)備好，并結(jié)合對(duì)電流信號(hào)Is的監(jiān)測(cè)和計(jì)算處理決定是否輸出脫扣指令。但該替代方案有一前提，即當(dāng)故障來臨，斷路器需要脫扣時(shí)，電子處理單元中的智能芯片已進(jìn)入穩(wěn)定工作。[0034]本實(shí)用新型當(dāng)某一故障電流情況下斷路器接通負(fù)載，脫扣指令發(fā)出與儲(chǔ)能電容器兩端電源電壓變化與時(shí)間關(guān)系，如圖5所示。[0035]本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)實(shí)用新型構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求1.含有脫扣電源監(jiān)控的電子脫扣器，包括與斷路器連接的電流互感器，所述電流互感器上依次連接有整流電路、供電用的電源電路，所述電源電路與電子處理單元、操作機(jī)構(gòu)連接，所述電子處理單元與檢測(cè)故障電流的電流傳感和測(cè)量裝置連接，其特征在于所述電源電路與操作機(jī)構(gòu)之間設(shè)有判斷單元，所述判斷單元與電子處理單元連接；所述判斷單元用于根據(jù)接收到的電源電路提供的儲(chǔ)能電容器兩端的電壓與電子處理單元提供的參考電壓判斷脫扣電源是否準(zhǔn)備好，并在脫扣電源已準(zhǔn)備好的情況下結(jié)合接收到的電子處理單元的脫扣指令發(fā)送脫扣信號(hào)給操作機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有脫扣電源監(jiān)控的電子脫扣器，其特征在于所述電源電路包括電子開關(guān)、儲(chǔ)能電容器，所述電子開關(guān)與整流電路并聯(lián)，所述電子開關(guān)上連接有控制其的電壓調(diào)節(jié)電路，所述儲(chǔ)能電容器與整流電路的輸出端之間設(shè)有隔離二極管；所述儲(chǔ)能電容器上并聯(lián)有分壓電路、第三電阻與穩(wěn)壓電路的串聯(lián)電路，所述分壓電路由第一電阻和第二電阻串聯(lián)形成，所述第一電阻和第二電阻的共同端與判斷單元連接；所述第三電阻和穩(wěn)壓電路的共同端與電子處理單元連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含有脫扣電源監(jiān)控的電子脫扣器，其特征在于所述判斷單元包括比較器和與門電路，所述比較器的輸入端分別與電源電路、電子處理單元連接， 所述與門電路的輸入端分別與所述比較器的輸出端、電子處理單元連接，所述與門電路的輸出端與操作機(jī)構(gòu)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含有脫扣電源監(jiān)控的電子脫扣器，其特征在于所述判斷單元是設(shè)置在所述電子處理單元的智能芯片內(nèi)。
專利摘要含有脫扣電源監(jiān)控的電子脫扣器，包括與斷路器連接的電流互感器，所述電流互感器上依次連接有整流電路、供電用的電源電路，所述電源電路與電子處理單元、操作機(jī)構(gòu)連接，所述電子處理單元與檢測(cè)故障電流的電流傳感和測(cè)量裝置連接，所述電源電路與操作機(jī)構(gòu)之間設(shè)有判斷單元，所述判斷單元與電子處理單元連接；所述判斷單元用于根據(jù)接收到的電源電路提供的儲(chǔ)能電容器兩端的電壓與電子處理單元提供的參考電壓判斷脫扣電源是否準(zhǔn)備好，并在脫扣電源已準(zhǔn)備好的情況下結(jié)合接收到的電子處理單元的脫扣指令發(fā)送脫扣信號(hào)給操作機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型的有益效果脫扣更可靠，縮短電子脫扣器快速保護(hù)所需的時(shí)間。
文檔編號(hào)H01H71/00GK202259062SQ20112034657
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者劉彬, 胡應(yīng)龍, 蘇忠賢 申請(qǐng)人:上海諾雅克電氣有限公司