一種戶外永磁式真空斷路器的智能分合閘控制器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種戶外永磁式真空斷路器的智能分合閘控制器，其包括提供電力的電源模塊、通訊模塊以及由DSP控制器和ARM芯片的雙控制器構(gòu)成的中央控制模塊；所述永磁驅(qū)動(dòng)模塊包括分合閘控制單元和充電管理單元，所述分合閘控制單元包括與所述DSP控制器電連接的總線收發(fā)器、混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器單元以及受該混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器單元驅(qū)動(dòng)的IGBT驅(qū)動(dòng)單元，所述總線收發(fā)器與所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器單元電連接，所述IGBT驅(qū)動(dòng)單元控制繼電器的分合閘。本專利可持續(xù)穩(wěn)定的對(duì)戶外用戶提供自動(dòng)解除單相接地故障和自動(dòng)隔離相間短路故障的作用，從而確保非故障用戶的用電安全。
【專利說明】一種戶外永磁式真空斷路器的智能分合閘控制器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電力電網(wǎng)領(lǐng)域，尤其是涉及一種戶外永磁式真空斷路器的智能分合閘控制器。

【背景技術(shù)】
[0002]1KV架空配電線路T型接線段的用戶在線路內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，比如故障在其進(jìn)線段或者故障雖發(fā)生在用戶進(jìn)線開關(guān)內(nèi)側(cè)但其保護(hù)動(dòng)作時(shí)限與變電站出線開關(guān)保護(hù)配合不當(dāng)時(shí)，均會(huì)造成變電站出線的開關(guān)保護(hù)掉閘。而如果故障性質(zhì)是永久的，那么變電站對(duì)線路開關(guān)的就會(huì)重合不成功，繼而一個(gè)中壓用戶界內(nèi)的事故將使整條配電線路停電，這種在配電網(wǎng)中常見的波及事故，對(duì)社會(huì)將造成惡劣影響。
[0003]永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器是解決上述波及事故的理想設(shè)備，該設(shè)備安裝于1KV架空配電線路的責(zé)任分界點(diǎn)處，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)解除單相接地故障和自動(dòng)隔離相間短路故障的作用，從而確保非故障用戶的用電安全。而永磁機(jī)構(gòu)控制器是永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器的核心控制單元，專門用于永磁機(jī)構(gòu)開關(guān)本體的智能控制，實(shí)現(xiàn)保護(hù)控制功能和通信功能，控制器與開關(guān)本體通過控制電纜和航空插件進(jìn)行電氣連接，實(shí)現(xiàn)其保護(hù)及自動(dòng)監(jiān)控功能。在此采用的控制器為微控制器技術(shù)，具有高精確度、高穩(wěn)定性、抗干擾能力強(qiáng)、內(nèi)部功耗小、安全系數(shù)高的特點(diǎn)，從而才能實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化。現(xiàn)如今，常用戶外永磁機(jī)構(gòu)真空控制器的智能化程度不高，線路保護(hù)及監(jiān)測(cè)功能不足，分、合閘橋式IGBT驅(qū)動(dòng)電路一般經(jīng)光電隔離并由數(shù)字信號(hào)處理器驅(qū)動(dòng)控制(IGBT為絕緣柵雙極型晶體管)，而儲(chǔ)能電容一般通過充電電路充電，此種方式的設(shè)計(jì)可以節(jié)約成本，但是驅(qū)動(dòng)信號(hào)在抗干擾和可靠性方面存在不足，容易導(dǎo)致IGBT單元不能可靠地導(dǎo)通和關(guān)斷，直接影響分合閘的動(dòng)作性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型要解決的問題是提供一種自動(dòng)化程度高且驅(qū)動(dòng)信號(hào)穩(wěn)定性強(qiáng)的一種戶外永磁式真空斷路器的智能分合閘控制器。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種戶外永磁式真空斷路器的智能分合閘控制器，其包括提供電力的電源模塊、通訊模塊以及由DSP控制器和ARM芯片的雙控制器構(gòu)成的中央控制模塊；
[0006]還包括分別與所述DSP控制器電連接的模擬量采集模塊、開關(guān)量監(jiān)測(cè)模塊和永磁驅(qū)動(dòng)模塊，以及與所述ARM芯片分別電連接的顯示及操作模塊和所述通訊模塊；
[0007]所述永磁驅(qū)動(dòng)模塊包括分合閘控制單元和充電管理單元，所述分合閘控制單元包括與所述DSP控制器電連接的總線收發(fā)器、混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器單元以及受該混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器單元驅(qū)動(dòng)的IGBT驅(qū)動(dòng)單元，所述總線收發(fā)器與所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器單元電連接，所述IGBT驅(qū)動(dòng)單元控制永磁斷路器的分合閘；
[0008]所述充電管理單元包括與電源模塊電連接的電池充電模塊，所述電池充電模塊分別與電源電路、備用電池以及電容充電模塊電連接，該電池充電模塊通過所述電源電路分別提供DSP控制器、總收發(fā)線以及混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器單元的運(yùn)行電源，所述備用電池與所述電源電路電連接，所述電容充電模塊通過所述電池充電模塊提供的電力與一儲(chǔ)能電容器連接，所述儲(chǔ)能電容器與IGBT驅(qū)動(dòng)單元電連接。
[0009]進(jìn)一步，所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器單元包括兩組并聯(lián)的混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器組，每個(gè)所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器組均包括兩個(gè)串聯(lián)連接的混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器，所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器選用QP12W05S-37芯片，每組所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器組均與IGBT驅(qū)動(dòng)單元通過其輸入端和接地端并聯(lián)。
[0010]進(jìn)一步，IGBT驅(qū)動(dòng)單元由一個(gè)壓敏電阻、四個(gè)MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管以及分別與所述四個(gè)MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管并接的場(chǎng)效應(yīng)電容，所述第一 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極端與第二 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極端連接，該第二 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極端與第三MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極端連接，該第三MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極端與第四MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極端連接，該第四MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極端與第一 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極端連接，所述四個(gè)MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管分別通過其漏極端和源極端與一場(chǎng)效應(yīng)電容并聯(lián)，所述第一 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管與第四MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管連接處引接一分開導(dǎo)線并與斷路器的分閘電路連接，所述第二MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管與第三MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管連接處引接一閉合導(dǎo)線并與斷路器的合閘電路連接。
[0011]進(jìn)一步，兩個(gè)所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器組包括第一混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器組和第二混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器組，第一混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器組包括第一混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器和第四混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器，所述第二混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器組包括第二混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器和第三混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器，每個(gè)所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的第一管腳和第二管腳之間串接一混合驅(qū)動(dòng)電容，每個(gè)所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的第十管腳與第十三管腳之間并接一混合驅(qū)動(dòng)穩(wěn)壓管，同時(shí)上拉一混合驅(qū)動(dòng)二極管，每個(gè)混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的第八管腳和第十二管腳串接并與其第九管腳通過一混合驅(qū)動(dòng)電容連接，且第九管腳同時(shí)通過一混合驅(qū)動(dòng)電容與其第十管腳串接，作為第一輸出端的所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的第十一管腳串接一混合驅(qū)動(dòng)電阻，第二輸出端為混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的第九管腳，所述第一輸出端與第二輸出端之間并接一第三混合驅(qū)動(dòng)電阻以及反向串接的穩(wěn)壓管，所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的第十三管腳和其第九管腳之間還接有一第二混合驅(qū)動(dòng)電阻，第一混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的混合驅(qū)動(dòng)二極管的負(fù)極與IGBT驅(qū)動(dòng)單元的第一 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管漏極連接，第四混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的混合驅(qū)動(dòng)二極管的負(fù)極與第一混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的第九管腳連接，所述第二混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的混合驅(qū)動(dòng)二極管的負(fù)極與IGBT驅(qū)動(dòng)單元的第四MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管源極連接，第三混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的混合驅(qū)動(dòng)二極管的負(fù)極與第二混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的第九管腳連接。
[0012]進(jìn)一步，所述顯示及操作模塊包括受ARM芯片控制的顯示屏、操作鍵盤、指示燈以及電源開關(guān)。
[0013]進(jìn)一步，所述通訊模塊包括通訊接口、GSM短消息單元以及就近遙控單元。
[0014]進(jìn)一步，所述DSP控制器選用TMS320LF2407A型號(hào)芯片。
[0015]進(jìn)一步，所述ARM芯片選用STM32F103RCT6型號(hào)。
[0016]本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0017](I)可持續(xù)穩(wěn)定的對(duì)戶外用戶提供自動(dòng)解除單相接地故障和自動(dòng)隔離相間短路故障的作用，從而確保非故障用戶的用電安全。
[0018](2)采用混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器，可以提高IGBT驅(qū)動(dòng)單元導(dǎo)通和關(guān)斷的可靠性，從而保證了永磁機(jī)構(gòu)分合閘的可靠性。
[0019](3)針對(duì)戶外真空斷路器現(xiàn)場(chǎng)電源易出現(xiàn)失電情況，配有備用電源，而斷路器配置基本處于高處，故而配備了無線遙控、遠(yuǎn)程通訊等完善的通訊功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)框圖；
[0021]圖2是永磁驅(qū)動(dòng)模塊結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖3是DSP控制器電路圖；
[0023]圖4是總線收發(fā)器電路圖；
[0024]圖5是混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)單元電路圖；
[0025]圖6是IGBT單元電路圖；
[0026]圖7是電源電路圖；
[0027]圖8是充電管理單元電路圖；
[0028]圖9是GSM驅(qū)動(dòng)電路圖；
[0029]圖10是就近遙控單元電路圖；
[0030]圖11是電容電壓采集電路圖。
[0031]圖中:
[0032]1-中央控制模塊，2-顯示及操作模塊，3-通訊模塊，4-永磁驅(qū)動(dòng)模塊，5-開關(guān)量監(jiān)測(cè)模塊，6-模擬量采集模塊，41-分合閘控制單元，42-充電管理單元，C301到C312-混合驅(qū)動(dòng)電容，R302、R305、R308、R311-第一電阻混合驅(qū)動(dòng)，R301、R304、R307、R310-第二電阻混合驅(qū)動(dòng)，R303、R306、R309、R312-混合驅(qū)動(dòng)第二電阻，D302 到 D304、D306 到 D308、D310 到D312、D314到D316-混合驅(qū)動(dòng)穩(wěn)壓管，D301、D305、D309、D313-混合驅(qū)動(dòng)二極管

【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例做詳細(xì)說明。
[0034]如圖1所示，一種戶外永磁式真空斷路器的智能分合閘控制器，其包括提供電力的電源模塊、通訊模塊3以及由選用TMS320LF2407A型號(hào)芯片的DSP控制器和選用STM32F103RCT6型號(hào)的ARM芯片的雙控制器構(gòu)成的中央控制模塊1，所述電源模塊可選用PT電源。
[0035]如圖3所示，所述DSP控制器所選用的TMS320LF2407A芯片的第三管腳與第四管腳通過一電容C27連接，所述第二十八管腳與第二十九管腳通過一電容C31連接，所述第四十九管腳與第五十管腳通過一電容C34連接,所述第六十六管腳與第六十七管腳通過一電容C33連接，所述第七十六管腳與七十七管腳通過一電容C30連接，所述第九十四管腳與第九十五管腳通過一電容C28連接，TMS320LF2407A芯片的第九十八管腳到第一百零六管腳串接后與電阻R14連接并通過該R14接地。
[0036]所述中央控制模塊I由兩個(gè)高性能微處理器組成，實(shí)現(xiàn)了防跳閘、三次重合閘、手動(dòng)分閘閉鎖、欠壓保護(hù)、過流、速斷、延時(shí)速斷等功能，檢測(cè)線路瞬時(shí)性故障和永久故障，消除瞬時(shí)故障對(duì)線路的影響，隔離永久故障段，自動(dòng)恢復(fù)非故障區(qū)段電網(wǎng)供電。
[0037]本控制器中還包括分別與所述DSP控制器電連接的模擬量采集模塊6、開關(guān)量監(jiān)測(cè)模塊5和永磁驅(qū)動(dòng)模塊4，以及與所述ARM芯片分別電連接的顯示及操作模塊2和所述通訊模塊3。
[0038]所述模擬量采集模塊6采集A相電流、B相電流、C相電流、零序電流、AC相間電壓以及電容電壓，DSP控制器通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線路電壓電流的值并通過定值比較來判定線路故障，從而進(jìn)行相應(yīng)處理；通過采集電容電壓的值，與閾值進(jìn)行比較，低于閾值閉鎖不進(jìn)行分合閘，高于閾值，閉鎖解除，實(shí)現(xiàn)電容電壓保護(hù)功能；
[0039]所述電容電壓采用電路如圖11所示，其信號(hào)輸出端AIN2與DSP控制器TMS320LF2407A的第一百零七管腳連接，從而對(duì)DSP控制器傳輸信號(hào)。
[0040]所述開關(guān)量監(jiān)測(cè)模塊5用于檢測(cè)真空斷路器的開關(guān)狀態(tài)、接收分合閘控制信號(hào)，并將信號(hào)傳至中央控制模塊1，此中央控制模塊I控制與其連接的模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)或執(zhí)行分合閘操作。
[0041 ] 如圖2所示，所述永磁驅(qū)動(dòng)模塊4包括分合閘控制單元41和充電管理單元42 ；
[0042]所述分合閘控制單元41包括與所述DSP控制器電連接的總線收發(fā)器、混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器單元以及受該混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器單元驅(qū)動(dòng)的IGBT驅(qū)動(dòng)單元，所述總線收發(fā)器與所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器單元電連接，所述IGBT驅(qū)動(dòng)單元控制繼電器的分合閘；
[0043]如圖4所示，總線收發(fā)器的電路為選用SN74LV245DW芯片的第二管腳到第五管腳分別與一個(gè)排阻RPl中的一個(gè)電阻連接，而每個(gè)電阻未連接端與電源3.3V連接，同時(shí)SN74LV245DW芯片的第二管腳到第五管腳以及第十九管腳分別與DSP控制器TMS320LF2407A型號(hào)芯片的第六十五管腳、第六十二管腳、第五十九管腳、第五十五管腳以及第六十九管腳連接，此時(shí)SN74LV245DW芯片的的第一管腳與第十九管腳通過一總線電阻R314連接，且第一管腳與總線電阻R314連接處引接一導(dǎo)線與PT電源連接，所述SN74LV245DW芯片的第六管腳到第十管腳均接地，而該SN74LV245DW芯片的第十五管腳到第十八管腳分別與下面敘述到的選用QP12W05S-37芯片的混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的第三管腳連接，所述SN74LV245DW芯片的第二十管腳通過一總線電容C317接地，同時(shí)第二十管腳還與電源連接；
[0044]如圖5所示，所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器單元包括兩組并聯(lián)的第一混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器組和第二混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器組，第一混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器組包括選用QP12W05S-37芯片的第一混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器TRl和第四混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器TR4，所述第二混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器組包括選用QP12W05S-37芯片的第二混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器TR2和第三混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器TR3，每個(gè)所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的第一管腳和第二管腳之間串接一混合驅(qū)動(dòng)電容，每個(gè)所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的第十管腳與第十三管腳之間并接一混合驅(qū)動(dòng)穩(wěn)壓管，同時(shí)上拉一混合驅(qū)動(dòng)二極管，每個(gè)混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的第八管腳和第十二管腳串接并與其第九管腳通過一混合驅(qū)動(dòng)電容連接，且第九管腳同時(shí)通過一混合驅(qū)動(dòng)電容與其第十管腳串接，作為第一輸出端的所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的第十一管腳串接一混合驅(qū)動(dòng)電阻，第二輸出端為混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的第九管腳，所述第一輸出端與第二輸出端之間并接一第三混合驅(qū)動(dòng)電阻以及反向串接的穩(wěn)壓管，所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的第十三管腳和其第九管腳之間還接有一第二混合驅(qū)動(dòng)電阻，第一混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器TRl的混合驅(qū)動(dòng)二極管的負(fù)極與IGBT驅(qū)動(dòng)單元的第一 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管Tl漏極連接，第四混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器TR4的混合驅(qū)動(dòng)二極管的負(fù)極與第一混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器TRl的第九管腳連接，所述第二混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器TR2的混合驅(qū)動(dòng)二極管的負(fù)極與IGBT驅(qū)動(dòng)單元的第四MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管T4源極連接，第三混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器TR3的混合驅(qū)動(dòng)二極管的負(fù)極與第二混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器TR2的第九管腳連接，而每個(gè)所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的第一管腳均接12V電壓，器第二管腳均接地；
[0045]如圖6所示，IGBT驅(qū)動(dòng)單元由一個(gè)壓敏電阻R313、四個(gè)MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管以及分別與所述四個(gè)MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管并接的場(chǎng)效應(yīng)電容，所述第一 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管Tl的漏極端與第二 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管T2的漏極端連接，該第二 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管T2的源極端與第三MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管T3的漏極端連接，該第三MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管T3的源極端與第四MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管T4的源極端連接，該第四MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管T4的漏極端與第一 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管Tl的源極端連接，所述四個(gè)MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管分別通過其漏極端和源極端與一場(chǎng)效應(yīng)電容并聯(lián)，所述第一 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管Tl與第四MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管T4連接處引接一分開導(dǎo)線作為ON端并與斷路器的分閘電路連接，所述第二 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管T2與第三MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管T3連接處引接一閉合導(dǎo)線作為OFF端并與斷路器的合閘電路連接。
[0046]總線收發(fā)器將4路驅(qū)動(dòng)信號(hào)電平在DSP控制器和混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器之間可靠地轉(zhuǎn)換?；旌霞蒊GBT驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端連接經(jīng)過總線收發(fā)器轉(zhuǎn)換后的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，4路驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端Tl至T4分別連接至4個(gè)IGBT驅(qū)動(dòng)單元中IGBT的柵極，控制IGBT導(dǎo)通和關(guān)斷的實(shí)現(xiàn)。混合集成驅(qū)動(dòng)器自帶隔離電源，并且采用檢測(cè)IGBT集電極欠飽和壓降的方法實(shí)現(xiàn)過流和短路保護(hù)功能。
[0047]如圖7和圖8所示，所述充電管理單元42包括與電源模塊電連接的電池充電模塊，所述電池充電模塊分別與電源電路、備用電池以及電容充電模塊電連接，該電池充電模塊通過所述電源電路分別提供DSP控制器、總收發(fā)線以及混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器單元的運(yùn)行電源，所述備用電池與所述電源電路電連接，所述電容充電模塊通過所述電池充電模塊提供的電力與一儲(chǔ)能電容器連接，所述儲(chǔ)能電容器與IGBT驅(qū)動(dòng)單元電連接；
[0048]所述充電管理單元中的電池充電模塊選用了 NBC120-220D24，所述電容充電模塊選用了 NCC100D-24S220，故而電池充電模塊的第八管腳與電容充電模塊的第三管腳連接并受開關(guān)J5的第二管腳控制，所述電池充電模塊的第六管腳與電容充電模塊的第一管腳連接并受開關(guān)J5的第一管腳控制；
[0049]所述充電管理單元中，PT電源有電時(shí)，電池充電模塊為備用電池充電，同時(shí)為電容充電模塊和負(fù)載電路供電，儲(chǔ)能電容經(jīng)由電容充電模塊充電，PT電源失電時(shí)，備用電池為電容充電模塊和負(fù)載電路供電。
[0050]在圖7和圖8中充電管理單元電路中，電池充電模塊U6電源由PT電源提供，輸出V24/G24為電池充電，以及為電容充電模塊U7和電源電路供電，電源電路為DSP控制器、總線收發(fā)器、混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器分別提供不同電源，電容充電模塊為儲(chǔ)能電容充電，HCAP+/HCAP-連接至分合閘控制單元電路。
[0051]所述顯示及操作模塊2包括受ARM芯片控制的顯示屏、操作鍵盤、指示燈以及電源開關(guān)；顯示屏為點(diǎn)陣型液晶屏，操作鍵盤有12個(gè)按鈕，表示的功能分別為:上/下/左/右移位、確認(rèn)、退出、設(shè)置、查詢、分閘、合閘、復(fù)位、備用；9個(gè)指示燈分別表示運(yùn)行、分閘、合閘、故障、失壓、儲(chǔ)能、閉鎖、GSM、備用等功能狀態(tài)；打開PT電源，DSP控制器會(huì)自動(dòng)將有電一側(cè)PT切換為電源；打開蓄電池電源開關(guān)，在停電狀態(tài)下，保證DSP控制器正常工作。
[0052]如圖9和圖10所示，所述通訊模塊3包括可為RS232/RS485的通訊接口、GSM短消息單元以及就近遙控單元，而所述GSM短消息單元的GSM驅(qū)動(dòng)電路為選用了 TC35通訊模組，就近遙控單元選用了 NT-E13D型號(hào)；
[0053]所述RS485/232通訊接口，可與相關(guān)設(shè)備配合實(shí)現(xiàn)無線、有線、光纖、載波等遠(yuǎn)動(dòng)控制，遠(yuǎn)程可通過本地串口對(duì)本產(chǎn)品進(jìn)行分合閘操作、參數(shù)查詢及修改、查詢狀態(tài)；就近遙控單元可通過遙控器實(shí)現(xiàn)DSP控制器的分合閘操作、解鎖遙控、解除故障等功能，距離不小于50米；GSM短消息單元功能可于被授權(quán)手機(jī)遙控分合閘、查詢或設(shè)置參數(shù)、記錄，還可實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)，故障上報(bào)等功能。
[0054]以上對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。凡依本實(shí)用新型范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種戶外永磁式真空斷路器的智能分合閘控制器，其特征在于:包括提供電力的電源模塊、通訊模塊(3)以及由DSP控制器和ARM芯片的雙控制器構(gòu)成的中央控制模塊(I)； 還包括分別與所述DSP控制器電連接的模擬量采集模塊￠)、開關(guān)量監(jiān)測(cè)模塊(5)和永磁驅(qū)動(dòng)模塊(4)，以及與所述ARM芯片分別電連接的顯示及操作模塊(2)和所述通訊模塊(3)； 所述永磁驅(qū)動(dòng)模塊(4)包括分合閘控制單元(41)和充電管理單元(42)，所述分合閘控制單元(41)包括與所述DSP控制器電連接的總線收發(fā)器、混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器單元以及受該混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器單元驅(qū)動(dòng)的IGBT驅(qū)動(dòng)單元，所述總線收發(fā)器與所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器單元電連接，所述IGBT驅(qū)動(dòng)單元控制永磁斷路器的分合閘； 所述充電管理單元(42)包括與電源模塊電連接的電池充電模塊，所述電池充電模塊分別與電源電路、備用電池以及電容充電模塊電連接，該電池充電模塊通過所述電源電路分別提供DSP控制器、總收發(fā)線以及混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器單元的運(yùn)行電源，所述備用電池與所述電源電路電連接，所述電容充電模塊通過所述電池充電模塊提供的電力與一儲(chǔ)能電容器連接，所述儲(chǔ)能電容器與IGBT驅(qū)動(dòng)單元電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種戶外永磁式真空斷路器的智能分合閘控制器，其特征在于:所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器單元包括兩組并聯(lián)的混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器組，每個(gè)所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器組均包括兩個(gè)串聯(lián)連接的混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器，所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器選用QP12W05S-37芯片，每組所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器組均與IGBT驅(qū)動(dòng)單元通過其輸入端和接地端并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種戶外永磁式真空斷路器的智能分合閘控制器，其特征在于:IGBT驅(qū)動(dòng)單元由一個(gè)壓敏電阻、四個(gè)MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管以及分別與所述四個(gè)MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管并接的場(chǎng)效應(yīng)電容，所述第一 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極端與第二 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極端連接，該第二 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極端與第三MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極端連接，該第三MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極端與第四MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極端連接，該第四MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極端與第一 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極端連接，所述四個(gè)MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管分別通過其漏極端和源極端與一場(chǎng)效應(yīng)電容并聯(lián)，所述第一 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管與第四MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管連接處引接一分開導(dǎo)線并與斷路器的分閘電路連接，所述第二 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管與第三MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管連接處引接一閉合導(dǎo)線并與斷路器的合閘電路連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種戶外永磁式真空斷路器的智能分合閘控制器，其特征在于:所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器單元包括兩組并聯(lián)的第一混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器組和第二混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器組，第一混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器組包括第一混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器和第四混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器，所述第二混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器組包括第二混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器和第三混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器，每個(gè)所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的第一管腳和第二管腳之間串接一混合驅(qū)動(dòng)電容，每個(gè)所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的第十管腳與第十三管腳之間并接一混合驅(qū)動(dòng)穩(wěn)壓管，同時(shí)上拉一混合驅(qū)動(dòng)二極管，每個(gè)混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的第八管腳和第十二管腳串接并與其第九管腳通過一混合驅(qū)動(dòng)電容連接，且第九管腳同時(shí)通過一混合驅(qū)動(dòng)電容與其第十管腳串接，作為第一輸出端的所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的第十一管腳串接一混合驅(qū)動(dòng)電阻，第二輸出端為混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的第九管腳，所述第一輸出端與第二輸出端之間并接一第三混合驅(qū)動(dòng)電阻以及反向串接的穩(wěn)壓管，所述混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的第十三管腳和其第九管腳之間還接有一第二混合驅(qū)動(dòng)電阻，第一混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的混合驅(qū)動(dòng)二極管的負(fù)極與IGBT驅(qū)動(dòng)單元的第一 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管漏極連接，第四混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的混合驅(qū)動(dòng)二極管的負(fù)極與第一混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的第九管腳連接，所述第二混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的混合驅(qū)動(dòng)二極管的負(fù)極與IGBT驅(qū)動(dòng)單元的第四MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管源極連接，第三混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的混合驅(qū)動(dòng)二極管的負(fù)極與第二混合集成IGBT驅(qū)動(dòng)器的第九管腳連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種戶外永磁式真空斷路器的智能分合閘控制器，其特征在于:所述顯示及操作模塊(2)包括受ARM芯片控制的顯示屏、操作鍵盤、指示燈以及電源開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種戶外永磁式真空斷路器的智能分合閘控制器，其特征在于:所述通訊模塊(3)包括通訊接口、GSM短消息單元以及就近遙控單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種戶外永磁式真空斷路器的智能分合閘控制器，其特征在于:所述DSP控制器選用TMS320LF2407A型號(hào)芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的一種戶外永磁式真空斷路器的智能分合閘控制器，其特征在于:所述ARM芯片選用STM32F103RCT6型號(hào)。
【文檔編號(hào)】H01H33/666GK204130443SQ201420645083
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】孫澤廷 申請(qǐng)人:天津港保稅區(qū)益誠電力設(shè)備有限公司