本實(shí)用新型屬于斷路器電路技術(shù)領(lǐng)域，具體講就是涉及一種斷路器電動操作機(jī)構(gòu)電路。

背景技術(shù)：

微型斷路器，簡稱MCB，是電氣終端配電裝置引中使用最廣泛的一種終端保護(hù)電器。斷路器的電動操作機(jī)構(gòu)是一種是用于遠(yuǎn)距離自動分閘和合閘斷路器的附件。在電動操作機(jī)構(gòu)合閘過程中，其時間較長，負(fù)載較重，電動操作機(jī)構(gòu)在轉(zhuǎn)動過程中需要較大功率的電源，待其運(yùn)動到位，無需工作時功耗仍有消耗；其次，若期間電源跌落斷電，可能導(dǎo)致斷路器處于合分閘的中間狀態(tài)，使斷路器觸頭之間電氣間距不夠或觸頭超程不夠、手柄卡住，無法手動分閘，易造成安全事故，將對斷路器及其負(fù)載帶來危險。目前傳統(tǒng)的解決方式是采取機(jī)械預(yù)儲能的方式，但在斷路器有限的安裝空間范圍內(nèi)，需要增加超級電容，并且隨著電機(jī)輸出功率增大，需要越來越大的體積，難以實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就是針對上述現(xiàn)有的斷路器電動操作機(jī)構(gòu)在無需工作時也有功耗，且機(jī)械式體積無法擴(kuò)大的技術(shù)缺陷，提供一種斷路器電動操作機(jī)構(gòu)電路，能夠降低電動操作機(jī)構(gòu)在無需工作時的功耗，且利用電子儲能方式滿足電機(jī)輸出功率增大而不改變斷路器體積的目的。

技術(shù)方案

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型設(shè)計的斷路器電動操作機(jī)構(gòu)電路，其特征在于：它包括母線電源，母線電源的輸出端連接多相整流電路，所述多相整流電路的輸出端連接到電源控制電路，電源控制電路的輸出端連接電源電路，電源電路以系統(tǒng)電源系統(tǒng)電源形式為微控制單元系統(tǒng)提供電源，微控制單元系統(tǒng)與位置檢測電路連接，所述位置檢測電路與電機(jī)連接，電機(jī)受電機(jī)驅(qū)動電路控制，電機(jī)驅(qū)動電路連接到微控制單元系統(tǒng)，所述微控制單元系統(tǒng)上連接有采樣電路,所述采樣電路接收外部控制信號，所述微控制單元系統(tǒng)上還連接有充放電控制電路，所述充放電控制電路連接儲能元件為儲能元件充放電，所述儲能元件為系統(tǒng)電源儲能，系統(tǒng)電源為充放電控制電路供電。

進(jìn)一步，所述多相整流電路為在斷路器的火線和零線之間用二極管，限流元件與限壓元件串接構(gòu)成回路，同時在限壓元件兩端并聯(lián)負(fù)載。

進(jìn)一步，所述二極管為至少一個二極管的通過串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)方式組成。

進(jìn)一步，所述二極管為共陰極或共陽極連接。

進(jìn)一步，所述二極管的輸入端連接到火線，輸出端連接到限流元件的輸入端，限流元件的輸出端連接到限壓元件的輸入端，限壓元件的輸出端連接到零線。

進(jìn)一步，所述充放電控制電路包括掉電保護(hù)電路，掉電保護(hù)電路包括包括充電電路，儲能元件和放電控制電路，充電電路輸入端與系統(tǒng)電源相連接，充電電路輸出端連接至儲能元件及放電控制電路的輸入端，放電控制電路的輸出端連接到電機(jī)電源上，儲能元件與放電控制電路的輸入端連接。

進(jìn)一步，所述充電電路包含分壓元件和限流元件,分壓元件和限流元件串聯(lián)連接。

進(jìn)一步，所述分壓元件為穩(wěn)壓二極管，限流元件為限流電阻。

進(jìn)一步，所述放電控制電路輸入端與放電第一場效應(yīng)管或放電開關(guān)三極管或放電開關(guān)絕緣柵門極晶體管的輸入極連接，放電第一電阻與放電第一場效應(yīng)管或放電開關(guān)三極管或絕緣柵門極晶體管的輸入極及驅(qū)動極并聯(lián)連接,放電第一場效應(yīng)管或放電開關(guān)三極管或絕緣柵門極晶體管的驅(qū)動極與放電第二場效應(yīng)管或放電開關(guān)三極管或開關(guān)絕緣柵門極晶體管的輸出極連接，放電第一場效應(yīng)管或放電開關(guān)三極管或放電開關(guān)絕緣柵門極晶體管的輸出極與放電二極管及放電控制電路輸出端依次連接；

所述放電信號與放電第二電阻及放電第二場效應(yīng)管或放電開關(guān)三極管或開關(guān)絕緣柵門極晶體管的驅(qū)動極依次連接，放電第二場效應(yīng)管或放電開關(guān)三極管或開關(guān)絕緣柵門極晶體管的輸出極與儲能元件的一端連接。

進(jìn)一步，所述電源控制電路包括自關(guān)斷觸發(fā)電平生成電路，控制信號轉(zhuǎn)換電路，限壓開關(guān)電路和開關(guān)電源電路，所述自關(guān)斷觸發(fā)電平生成電路的輸出端與限壓開關(guān)電路輸入端相連接，所述的控制信號轉(zhuǎn)換電路輸出端與限壓開關(guān)電路輸入端相連接，所述的限壓開關(guān)電路輸出端與電源電路的輸入端相連接。

進(jìn)一步，所述自關(guān)斷觸發(fā)電平生成電路包括自關(guān)斷第一電阻，自關(guān)斷第二電阻，自關(guān)斷電容，自關(guān)斷穩(wěn)壓二極管或自關(guān)斷瞬變電壓抑制二極管，所述自關(guān)斷第一電阻，自關(guān)斷第二電阻和自關(guān)斷電容依次串聯(lián)，所述自關(guān)斷穩(wěn)壓二極管或自關(guān)斷瞬變電壓抑制二極管管接在自關(guān)斷電容兩端與其并聯(lián)。

進(jìn)一步，所述限壓開關(guān)電路包括限壓開關(guān)第一電阻，限壓開關(guān)第二電阻，限壓開關(guān)穩(wěn)壓二極管或限壓開關(guān)瞬變電壓抑制二極管或限壓開關(guān)壓敏電阻，所述的限壓開關(guān)第一電阻與限壓開關(guān)第二電阻串聯(lián)后與限壓開關(guān)第一場效應(yīng)管或限壓開關(guān)三極管或限壓開關(guān)絕緣柵門極晶體管的驅(qū)動極及輸入極并聯(lián)連接，限壓開關(guān)第二場效應(yīng)管或限壓開關(guān)三極管或限壓開關(guān)絕緣柵門極晶體管與限壓開關(guān)第一瞬變電壓抑制二極管或限壓開關(guān)穩(wěn)壓二極管或壓敏電阻并聯(lián)后與第一場效應(yīng)管或三極管或絕緣柵門極晶體管的驅(qū)動極連接，所述限壓開關(guān)穩(wěn)壓二極管與限壓開關(guān)電解電容串聯(lián)后與限壓開關(guān)第一場效應(yīng)管的輸出極串聯(lián)連接，所述限壓開關(guān)第二瞬變電壓抑制二極管或限壓開關(guān)穩(wěn)壓二極管或限壓開關(guān)壓敏電阻分別與限壓開關(guān)第一場效應(yīng)管的驅(qū)動極及輸出極并聯(lián)連接。

進(jìn)一步，所述的控制信號轉(zhuǎn)換電路(3B)包括信號轉(zhuǎn)換第一電阻，信號轉(zhuǎn)換第二電阻，信號轉(zhuǎn)換第三電阻，信號轉(zhuǎn)換第四電阻，信號轉(zhuǎn)換三極管或場效應(yīng)管或絕緣柵門極晶體管，所述信號轉(zhuǎn)換第一電阻與信號轉(zhuǎn)換三極管或場效應(yīng)管或絕緣柵門極晶體管的驅(qū)動極相連接，所述的信號轉(zhuǎn)換第二電阻與信號轉(zhuǎn)換三極管或場效應(yīng)管或絕緣柵門極晶體管的驅(qū)動極及輸出極并聯(lián)，所述信號轉(zhuǎn)換第三電阻與信號轉(zhuǎn)換三極管或場效應(yīng)管或絕緣柵門極晶體管的輸入極連接，所述信號轉(zhuǎn)換第四電阻與信號轉(zhuǎn)換三極管或場效應(yīng)管或絕緣柵門極晶體管的輸入極及輸出極并聯(lián)。

有益效果

本實(shí)用新型提供的一種斷路器電動操作機(jī)構(gòu)電路，能夠降低電動操作機(jī)構(gòu)在無需工作時的功耗，且利用電子儲能方式滿足電機(jī)輸出功率增大而不改變斷路器體積的目的。

附圖說明

附圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中的連接關(guān)系示意圖。

附圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中電路連接示意圖。

附圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中多相整流電路的連接關(guān)系示意圖。

附圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例中多相取電電路中二極管連接結(jié)構(gòu)示意圖

附圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例中掉電保護(hù)電路的連接關(guān)系示意圖。

附圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例中電源控制電路與電源電路的連接關(guān)系示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。

實(shí)施例

如附圖1和2所示，斷路器電動操作機(jī)構(gòu)電路，它包括母線電源1，母線電源1的輸出端連接多相整流電路2，所述多相整流電路2的輸出端連接到電源控制電路3，電源控制電路3的輸出端連接電源電路4，電源電路4以系統(tǒng)電源5系統(tǒng)電源5形式為微控制單元系統(tǒng)6提供電源，微控制單元系統(tǒng)6與位置檢測電路7連接，所述位置檢測電路7與電機(jī)8連接，電機(jī)8受電機(jī)驅(qū)動電路9控制，電機(jī)驅(qū)動電路9連接到微控制單元系統(tǒng)6，所述微控制單元系統(tǒng)6上連接有采樣電路10,所述采樣電路10接收外部控制信號，所述微控制單元系統(tǒng)6上還連接有充放電控制電路11，所述充放電控制電路11連接儲能元件12為儲能元件12充放電，所述儲能元件12為系統(tǒng)電源5儲能，系統(tǒng)電源5為充放電控制電路11供電。

如附圖3所示，所述多相整流電路2為在斷路器的火線2L和零線2N之間用二極管2D，限流元件2Z與限壓元件2RV串接構(gòu)成回路，同時在限壓元件2RV兩端并聯(lián)負(fù)載2RL。

所述二極管2D為共陰極或共陽極連接。

所述二極管2D的輸入端連接到火線2L，輸出端連接到限流元件2Z的輸入端，限流元件2Z的輸出端連接到限壓元件2RV的輸入端，限壓元件2RV的輸出端連接到零線2N。

優(yōu)選地，如附圖4所示，所述二極管2D為三個二極管的通過并聯(lián)方式組成。

如附圖5所示，所述充放電控制電路11包括掉電保護(hù)電路，掉電保護(hù)電路包括包括充電電路11A，儲能元件11B和放電控制電路11C，充電電路11A輸入端與系統(tǒng)電源相連接，充電電路11A輸出端連接至儲能元件11B及放電控制電路11C的輸入端，放電控制電路11C的輸出端連接到電機(jī)電源上，儲能元件11B與放電控制電路11C的輸入端連接。

所述充電電路11A包含分壓元件11A1和限流元件11A2,分壓元件11A1和限流元件11A2串聯(lián)連接。

所述分壓元件11A1為穩(wěn)壓二極管，限流元件11A2為限流電阻。

所述放電控制電路11C輸入端與放電第一場效應(yīng)管11C_Q1或放電開關(guān)三極管或放電開關(guān)絕緣柵門極晶體管的輸入極連接，放電第一電阻11C-R1與放電第一場效應(yīng)管11C_Q1或放電開關(guān)三極管或絕緣柵門極晶體管的輸入極及驅(qū)動極并聯(lián)連接,放電第一場效應(yīng)管11C_Q1或放電開關(guān)三極管或絕緣柵門極晶體管的驅(qū)動極與放電第二場效應(yīng)管11C_Q2或放電開關(guān)三極管或開關(guān)絕緣柵門極晶體管的輸出極連接，放電第一場效應(yīng)管11C_Q1或放電開關(guān)三極管或放電開關(guān)絕緣柵門極晶體管的輸出極與放電二極管11C_D1及放電控制電路11C輸出端依次連接；

所述放電信號與放電第二電阻11C-R2及放電第二場效應(yīng)管11C_Q2或放電開關(guān)三極管或開關(guān)絕緣柵門極晶體管的驅(qū)動極依次連接，放電第二場效應(yīng)管11C_Q2或放電開關(guān)三極管或開關(guān)絕緣柵門極晶體管的輸出極與儲能元件11B的一端連接。

如附圖6所示，所述電源控制電路3包括自關(guān)斷觸發(fā)電平生成電(3A，控制信號轉(zhuǎn)換電路3B，限壓開關(guān)電路3C和開關(guān)電源電路4，所述自關(guān)斷觸發(fā)電平生成電路3A的輸出端與限壓開關(guān)電路(3C)輸入端相連接，所述的控制信號轉(zhuǎn)換電路3B輸出端與限壓開關(guān)電路3C輸入端相連接；

所述的限壓開關(guān)電路3C輸出端與電源電路4的輸入端相連接。

所述自關(guān)斷觸發(fā)電平生成電路3A包括自關(guān)斷第一電阻3A_R1，自關(guān)斷第二電阻A_R2，自關(guān)斷電容3A_C，自關(guān)斷穩(wěn)壓二極管(3A_D)或自關(guān)斷瞬變電壓抑制二極管，所述自關(guān)斷第一電阻3A_R1，自關(guān)斷第二電(A_R2和自關(guān)斷電容3A_C依次串聯(lián)，所述自關(guān)斷穩(wěn)壓二極管3A_D或自關(guān)斷瞬變電壓抑制二極管管接在自關(guān)斷電容3A_C兩端與其并聯(lián)。

所述限壓開關(guān)電路(3C)包括限壓開關(guān)第一電阻3C_R1，限壓開關(guān)第二電阻3C_R2，限壓開關(guān)穩(wěn)壓二極管3C_D或限壓開關(guān)瞬變電壓抑制二極管或限壓開關(guān)壓敏電阻，所述的限壓開關(guān)第一電阻3C_R1與限壓開關(guān)第二電阻3C_R2串聯(lián)后與限壓開關(guān)第一場效應(yīng)管3C_Q1或限壓開關(guān)三極管或限壓開關(guān)絕緣柵門極晶體管的驅(qū)動極及輸入極并聯(lián)連接，限壓開關(guān)第二場效應(yīng)管3C_Q2或限壓開關(guān)三極管或限壓開關(guān)絕緣柵門極晶體管與限壓開關(guān)第一瞬變電壓抑制二極管3C_D1或限壓開關(guān)穩(wěn)壓二極管或壓敏電阻并聯(lián)后與第一場效應(yīng)管3C_Q1或三極管或絕緣柵門極晶體管的驅(qū)動極連接，所述限壓開關(guān)穩(wěn)壓二極管3(C_D)與限壓開關(guān)電解電容串聯(lián)3C_C后與限壓開關(guān)第一場效應(yīng)管3C_Q1的輸出極串聯(lián)連接，所述限壓開關(guān)第二瞬變電壓抑制二極管3C_D2或限壓開關(guān)穩(wěn)壓二極管或限壓開關(guān)壓敏電阻分別與限壓開關(guān)第一場效應(yīng)管3C_Q1的驅(qū)動極及輸出極并聯(lián)連接。

所述的控制信號轉(zhuǎn)換電路3B包括信號轉(zhuǎn)換第一電阻(3B_R1)，信號轉(zhuǎn)換第二電阻3B_R2，信號轉(zhuǎn)換第三電阻B_R3，信號轉(zhuǎn)換第四電阻3B_R4，信號轉(zhuǎn)換三極管3B_D或場效應(yīng)管或絕緣柵門極晶體管，所述信號轉(zhuǎn)換第一電阻3B_R1與信號轉(zhuǎn)換三極管或場效應(yīng)管或絕緣柵門極晶體管的驅(qū)動極相連接，所述的信號轉(zhuǎn)換第二電阻3B_R2與信號轉(zhuǎn)換三極管3B_D或場效應(yīng)管或絕緣柵門極晶體管的驅(qū)動極及輸出極并聯(lián)，所述信號轉(zhuǎn)換第三電阻3B_R3與信號轉(zhuǎn)換三極管3B_D或場效應(yīng)管或絕緣柵門極晶體管的輸入極連接，所述信號轉(zhuǎn)換第四電阻3B_R4與信號轉(zhuǎn)換三極管3B_D或場效應(yīng)管或絕緣柵門極晶體管的輸入極及輸出極并聯(lián)。

實(shí)施例的工作原理是母線電源經(jīng)過多相整流后，由電源控制電路控制下的電源電路轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)電源，供各個電子電路使用。

電源控制電路有以下功能：1.在微控制單元系統(tǒng)6未對其控制時，在母線電源重新上電時有延時關(guān)斷的功能；2.在母線電源有電的時候，在控制電平為低電平時，能維持關(guān)閉狀態(tài)；控制電平為高電平時，能維持導(dǎo)通狀態(tài)。

外部控制信號通過采樣電路，微控制單元系統(tǒng)6提供電源及信號。

微控制單元系統(tǒng)6通過電機(jī)驅(qū)動電路控制電機(jī)動作；微控制單元系統(tǒng)6通過位置檢測電路判斷電操的合分閘等位置

對于切換時的處理過程是：當(dāng)系統(tǒng)電源重新上電時，控制電路先導(dǎo)通后延時關(guān)斷，此時微控制單元系統(tǒng)開始工作，通過電源控制電路導(dǎo)通，電源開始工作，檢測外部控制信號及當(dāng)前電操狀態(tài)，若電操狀態(tài)位置符合外部控制信號要求，則微控制單元系統(tǒng)通過電源控制電路將電源關(guān)斷，微控制單元系統(tǒng)掉電，電源控制電路維持關(guān)閉狀態(tài)，此時功耗為uA級；若不符合外部控制信號要求，則微控制單元系統(tǒng)通過控制電機(jī)將電操轉(zhuǎn)動到對應(yīng)位置，然后微控制單元系統(tǒng)再將電源關(guān)斷，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。

當(dāng)系統(tǒng)電源有電但電操處于待機(jī)狀態(tài)時，此時外部控制信號從無電到有電，將提供電源和信號給微控制單元系統(tǒng)，微控制單元系統(tǒng)識別是系統(tǒng)上電還是外部控制信號變化后若系統(tǒng)電源有電壓則為系統(tǒng)上電，否則則為控制信號上電，控制電源開啟，然后控制電機(jī)將電操轉(zhuǎn)動到對應(yīng)位置后，再關(guān)斷電源進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；當(dāng)外部控制電源從有電到無電時，儲存的能量能維持微控制單元系統(tǒng)工作一定時間，微控制單元系統(tǒng)在此時間內(nèi)確定控制信號狀態(tài)，并開啟電源導(dǎo)通，將電操轉(zhuǎn)動到相應(yīng)位置后，再關(guān)斷電源，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，此時系統(tǒng)最終無電，直至母線電源或者外部控制信號激活。

對于在電操合閘過程中，在母線電源掉電的情況下的處理：儲能元件能量不足時，微控制單元系統(tǒng)電路通過充放電控制電路給儲能元件充電，當(dāng)儲能元件儲存足夠能量后停止充電。

當(dāng)電操需要動作時，電源電路及儲能元件同時給系統(tǒng)電源供電，微控制單元系統(tǒng)通過電機(jī)驅(qū)動電路控制電機(jī)，通過位置檢測電路確定電機(jī)狀態(tài)，同時通過采樣電路確定母線電源狀態(tài)，若在動作期間母線電源正常，電機(jī)動作到指定位置時，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，儲能元件放電電路關(guān)閉。

當(dāng)出現(xiàn)異常情況：即在電機(jī)動作期間母線電源跌落時，單片機(jī)確定母線電源跌落，通過電機(jī)驅(qū)動電路將電機(jī)停止下來，減少當(dāng)前存儲能量的消耗，然后將電機(jī)轉(zhuǎn)動到某一指定位置后，將電機(jī)停止下來，儲能元件放電電路關(guān)閉。

本實(shí)用新型提供的一種斷路器電動操作機(jī)構(gòu)電路，能夠降低電動操作機(jī)構(gòu)在無需工作時的功耗，且利用電子儲能方式滿足電機(jī)輸出功率增大而不改變斷路器體積的目的。