專利名稱：用于低壓斷路器的欠壓保護脫扣器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種欠壓保護脫扣器，尤其是涉及一種可以對設有低壓斷路器的三相電源進行欠電壓保護的欠壓保護脫扣器。
背景技術：
低壓斷路器是配電系統(tǒng)的重要電器。實現(xiàn)欠壓保護，是低壓斷路器的一個重要功能。國標GB/T16895-2010《建筑物電氣裝置》第445章欠電壓保護中規(guī)定在電壓下降或失壓以后隨后電壓恢復會對人員和財產造成危險的情況下，應當采取適當?shù)念A防措施。同樣，在電壓下降能造成電氣裝置和用電設備的某一部份損壞的情況下，也應采取預防措施。目前，低壓斷路器(包括塑料外殼式和框架式)所用的用于低壓斷路器的欠壓保護脫扣器，均為單相或二相欠壓保護，標志為工作電壓220V的僅對所連接相線的欠壓起保護作用，標志為工作電壓380V的對所連接二根相線的欠壓起保護作用。這樣，如果未連接的相線發(fā)生斷線或欠電壓，斷路器就不會跳閘，此時，負載側線路并無警示，隨后，電壓恢復將對人員和財產造成危險。這個缺陷將是致命的。

實用新型內容本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種用于低壓斷路器的欠壓保護脫扣器，該欠壓保護脫扣器對三路相線均做檢測，只要任一相出現(xiàn)故障，都會控制斷路器跳閘，可對供電線路三相電源均進行欠電壓保護。本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)一種用于低壓斷路器的欠壓保護脫扣器，所述的低壓斷路器設置在供電線路上，所述的欠壓保護脫扣器包括電源模塊、采樣比較模塊和執(zhí)行模塊，所述的電源模塊分別與供電線路、采樣比較模塊、執(zhí)行模塊連接，將供電線路輸入的交流電壓轉換成直流低電壓后，輸出至采樣比較模塊和執(zhí)行模塊，所述的采樣比較模塊與執(zhí)行模塊連接，采樣比較模塊分別采集供電線路的三相電壓并與閾值電壓比較，當任意一相電壓低于閾值電壓時，輸出一比較信號至執(zhí)行模塊，斷開斷路器。所述的采樣比較模塊包括分別用于采集供電線路三相電壓的三個采樣比較電路，每個采樣比較電路包括用于進行整流、分壓、濾波的預處理單元和比較單元，所述的預處理單元的輸入端分別連接供電線路的零線和一路相線，輸入的電壓信號經預處理單元處理后，輸出至比較單元與閾值電壓進行比較。所述的預處理單元包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一二極管、第二二極管、第一電容和第二電容，所述的第一電容為電解電容，所述的第一電阻一端連接一路相線，另一端連接第一二極管的陰極和第二二極管的陽極，所述的第二二極管的陰極分別連接第二電阻的一端、第一電容的正極和第三電阻的一端，所述的第三電阻的另一端連接第二電容 的一端，供電線路的零線連接第一二極管的陽極、第一電容的負極以及第二電阻和第二電容的另一端，所述的第三電阻和第二電容的公共端為預處理單元的輸出端。[0009]所述的比較單元包括比較器、電位器和第四電阻，所述的電位器的一個固定端連接電源模塊的輸出端，并通過第四電阻連接比較器的輸出端，另一固定端接地，調節(jié)端連接比較器的負向輸入端，所述的比較器的正向輸入端連接預處理單元的輸出端。所述的執(zhí)行模塊包括脫扣線圈和控制電路，所述的脫扣線圈通過電源模塊連接供電線路，所述的控制電路與脫扣線圈連接，通過脫扣線圈控制斷路器的開關。所述的控制電路包括第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第三電容、第四電容、第五電容、可控娃、光電稱合器和三極管，所述的光電稱合器的一個輸入端通過第八電阻連接三極管的集電極，另一個輸入端連接電源模塊的輸出端，所述的三極管的基極連接采樣比較模塊的輸出端，發(fā)射極接地，基極與發(fā)射極之間設有第五電容，所述的光電耦合器的一個輸出端連接第七電阻的一端，該第七電阻的另一端連接第六電阻和第四電容的一端，所述的第六電阻的另一端連接可控硅的陽極，所述的第四電容的另一端連接光電耦合器的的另一個輸出端以及可控硅的控制極，所述的可控硅的陰極連接供電線路的零線，陽極通過脫扣線圈連接電源模塊，可控硅的陽極和陰極之間連接有串聯(lián)的第五電阻和第三電容，當三極管截止時，光電耦合器不輸出信號，可控硅關斷，使脫扣線圈釋放，斷開斷路器。所述的電源模塊包括電源管理芯片、MOSFET和穩(wěn)壓芯片，MOSFET的漏極連接供電線路的三路相線，柵極和源極連接電源管理芯片，所述的穩(wěn)壓芯片的輸入端連接MOSFET的源極，輸出端連接采樣比較模塊和執(zhí)行模塊連接。所述的電源模塊還包括保護電路，該保護電路包括電壓保護單元和抗干擾單元，所述的電壓保護單元包括三個壓敏電阻，分別設在三路相線和零線之間，用于吸收浪涌電壓，所述的抗干擾單元包括第六電容、第七電容、第八電容和電感，所述的第六電容為電解電容，所述的電感的一端連接MOSFET的源極和第六電容的正極，電感的另一端連接穩(wěn)壓芯片輸入端和第七電容的一端，所述的第七電容的另一端和第六電容的負極接地，所述的第八電容一端連接穩(wěn)壓芯片輸出端，另一端接地。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型通過對設有低壓斷路器的供電線路三相電源進行欠電壓保護，只要任一相電源出現(xiàn)故障，都會跳閘，彌補了原有欠壓保護脫扣器的缺陷，起到了標準規(guī)定的安全保護作用，而且通過合理的電路設置，使本實用新型的可靠性好，抗干擾能力強，成本較低。

圖I為本實用新型的電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。實施例如圖I所示，一種用于低壓斷路器的欠壓保護脫扣器，包括電源模塊、采樣比較模塊和執(zhí)行模塊。電源模塊分別與供電線路、采樣比較模塊、執(zhí)行模塊連接，將供電線路輸入 的交流電壓轉換成直流低電壓后，輸出至采樣比較模塊和執(zhí)行模塊連接，采樣比較模塊與執(zhí)行模塊，采樣比較模塊分別采集供電線路的三相電壓并與閾值電壓比較，當任意一相電壓低于閾值電壓時，輸出一比較信號至執(zhí)行模塊，斷開斷路器。[0019]其中，采樣比較模塊包括分別用于采集供電線路三相電壓的三個采樣比較電路，每個采樣比較電路包括用于進行整流、分壓、濾波的預處理單元和用于將供電線路電壓和閾值電壓進行比較的比較單元。每個采樣比較電路的預處理單元包括第一電阻R1A、RIB、RlC,第二電阻R2A、R2B、R2C,第三電阻 R3A、R3B、R3C,第一二極管 D1A、DIB、DlC,第二二極管 D2A、D2B、D2C,第一電容C1A、C1B、C1C以及和第二電容C2A、C2B、C2C，其中，第一電容CIA、C1B、ClC為電解電容。比較單元包括比較器IC1A、IC1B、IC1C，電位器VR和第四電阻R4。以供電線路的A相為例，第一電阻RlA —端連接A相線，另一端連接第一二極管DlA的陰極和第二二極管D2A的陽極，第二二極管D2A的陰極分別連接第二電阻R2A的一端、第一電容ClA的正極和第三電阻R3A的一端，第三電阻的另一端R3A連接第二電容C2A的一端，供電線路的零線N連接第一二極管DlA的陽極、第一電容ClA的負極以及第二電阻 R2A和第二電容C2A的另一端，第三電阻R3A和第二電容C2A的公共端為預處理單元的輸出端，連接比較器IClA的正向輸入端，電位器VR的一個固定端連接電源模塊的輸出端，并通過第四電阻R4連接比較器IClA的輸出端，另一固定端接地，其調節(jié)調節(jié)端連接比較器IClA的負向輸入端。其工作原理為A相的電源信號UA經第二二極管D2A整流，第二電阻R2A和第一電阻RlA分壓，再經過由第一電容C1A、第二電容C2A、第三電阻R3A組成的濾波網絡濾波之后送到比較器IClA進行比較，其比較的閾值電壓的大小可由電位器VR調節(jié)，當電壓低于閾值電壓時，比較器IClA的輸出端輸出低電平至執(zhí)行模塊，控制斷路器斷開；當電壓超過閾值電壓時，比較器IClA的輸出端輸出高電平，保持斷路器接通。B相和C相的連接結構和工作原理均與A相相同，由此組成的采樣比較模塊可以同時采集供電線路中各相電壓，只要其中一相出現(xiàn)故障，均會輸出低電平至執(zhí)行模塊，僅當三相電壓均高于閾值電壓時，才保持斷路器接通。執(zhí)行模塊包括脫扣線圈TRIP和控制電路，該控制電路由第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、可控硅SCR、光電耦合器⑶和三極管Q2構成。光電耦合器⑶的一個輸入端通過第八電阻R8連接三極管Q2的集電極，另一個輸入端連接電源模塊的輸出端，三極管Q2的基極連接采樣比較模塊中比較器IC1A、IC1B、IClC的輸出端,發(fā)射極接地,基極與發(fā)射極之間設有第五電容C5。光電稱合器GU的一個輸出端連接第七電阻R7的一端，該第七電阻R7的另一端連接第六電阻R6和第四電容C4的一端，而第六電阻R6的另一端連接可控硅SCR的陽極，第四電容C4的另一端連接光電耦合器GU的的另一個輸出端以及可控硅SCR的控制極，可控硅SCR的陰極連接供電線路的零線N，陽極通過脫扣線圈TRIP連接電源模塊中MOSFET Ql的漏極，可控硅SCR的陽極和陰極之間連接有串聯(lián)的第五電阻R5和第三電容C3。執(zhí)行模塊的工作原理為當采集比較模塊內的三個比較器有一個輸出低電平時，三極管Q2截止，光電耦合器GU輸出端無信號，則可控硅SCR關斷，使得脫扣線圈TRIP釋放，控制斷路器斷開。反之僅當三相電壓均超過閾值電壓時，三個比較器的輸出端的公共點才為高電平，此時三極管Q2導通，光電耦合器GU輸出信號，觸發(fā)可控硅SCR導通，脫扣線圈TRIP吸合，保持斷路器接通。在執(zhí)行模塊中，第四電容C4和第五電容C5的作用是濾除干擾，避免有干擾引起的錯誤動作。欠壓保護脫扣器的電源模塊直接從供電線路接入，包括了電源管理芯片IC2、MOSFET Q1、穩(wěn)壓芯片IC3、三個二極管D3A、D3B、D3C、由三個壓敏電阻YM1、YM2、YM3構成的電壓保護單元以及由第六電容C6、第七電容C7、第八電容C8和電感LI組成的抗干擾單元。連接 供電線路的三路相線分別通過三個二極管D3A、D3B、D3C后接入MOSFET Ql的漏極D，MOSFET Ql的柵極G和源極S連接電源管理芯片IC2，穩(wěn)壓芯片IC3的輸入端連接MOSFET的源極S，輸出端連接采樣比較模塊和執(zhí)行模塊連接，為比較模塊和執(zhí)行模塊提供9V的直流電壓。三個壓敏電阻YM1、YM2、YM3分別設在三路相線和零線N之間，用于吸收浪涌電壓，保護電源模塊不受過電壓的損壞。第六電容C6為電解電容，電感LI的一端連接MOSFET Ql的源極S和第六電容C6的正極，電感LI的另一端連接穩(wěn)壓芯片IC3的輸入端和第七電容C7的一端，而第七電容C7的另一端和第六電容C6的負極接地，第八電容C8一端連接穩(wěn)壓芯片IC3的輸出端，另一端接地。該電源模塊采用SR037芯片，是一款不需要任何磁性組件、具有雙輸出的新型DC/DC電源管理芯片，其不同于傳統(tǒng)的變壓器降壓或開關電源，無需變壓器或電感，也不需要高壓輸入電容，從供電線路中即可獲得的18V直流電壓，然后經穩(wěn)壓芯片IC3穩(wěn)壓得到9V電壓，供其他模塊使用。
權利要求1.ー種用于低壓斷路器的欠壓保護脫扣器，所述的低壓斷路器設置在供電線路上，其特征在于，所述的欠壓保護脫扣器包括電源模塊、采樣比較模塊和執(zhí)行模塊，所述的電源模塊分別與供電線路、采樣比較模塊、執(zhí)行模塊連接，所述的采樣比較模塊連接供電線路，并與執(zhí)行模塊連接。
2.根據權利要求I所述的ー種用于低壓斷路器的欠壓保護脫扣器，其特征在于，所述的采樣比較模塊包括分別用于采集供電線路三相電壓的三個采樣比較電路，每個采樣比較電路包括用于進行整流、分壓、濾波的預處理単元和比較單元，所述的預處理單元的輸入端分別連接供電線路的零線和一路相線，輸出端連接比較單元。
3.根據權利要求2所述的ー種用于低壓斷路器的欠壓保護脫扣器，其特征在于，所述的預處理単元包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一ニ極管、第二ニ極管、第一電容和第ニ電容，所述的第一電容為電解電容，所述的第一電阻一端連接一路相線，另一端連接第一二極管的陰極和第二ニ極管的陽極，所述的第二ニ極管的陰極分別連接第二電阻的一端、第一電容的正極和第三電阻的一端，所述的第三電阻的另一端連接第二電容的一端，供電線路的零線連接第一ニ極管的陽極、第一電容的負極以及第ニ電阻和第二電容的另ー端，所述的第三電阻和第二電容的公共端為預處理單元的輸出端。
4.根據權利要求2所述的ー種用于低壓斷路器的欠壓保護脫扣器，其特征在于，所述的比較單元包括比較器、電位器和第四電阻，所述的電位器的ー個固定端連接電源模塊的輸出端，并通過第四電阻連接比較器的輸出端，另ー固定端接地，調節(jié)端連接比較器的負向輸入端，所述的比較器的正向輸入端連接預處理單元的輸出端。
5.根據權利要求I所述的ー種用于低壓斷路器的欠壓保護脫扣器，其特征在于，所述的執(zhí)行模塊包括脫扣線圈和控制電路，所述的脫扣線圈通過電源模塊連接供電線路，所述的控制電路與脫扣線圈連接。
6.根據權利要求5所述的ー種用于低壓斷路器的欠壓保護脫扣器，其特征在于，所述的控制電路包括第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第三電容、第四電容、第五電容、可控娃、光電稱合器和三極管，所述的光電稱合器的一個輸入端通過第八電阻連接三極管的集電極，另ー個輸入端連接電源模塊的輸出端，所述的三極管的基極連接采樣比較模塊的輸出端，發(fā)射極接地，基極與發(fā)射極之間設有第五電容，所述的光電耦合器的ー個輸出端連接第七電阻的一端，該第七電阻的另一端連接第六電阻和第四電容的一端，所述的第六電阻的另一端連接可控硅的陽極，所述的第四電容的另一端連接光電耦合器的的另ー個輸出端以及可控硅的控制極，所述的可控硅的陰極連接供電線路的零線，陽極通過脫扣線圈連接電源模塊，可控硅的陽極和陰極之間連接有串聯(lián)的第五電阻和第三電容。
7.根據權利要求I所述的ー種用于低壓斷路器的欠壓保護脫扣器，其特征在于，所述的電源模塊包括電源管理芯片、MOSFET和穩(wěn)壓芯片，MOSFET的漏極連接供電線路的三路相線，柵極和源極連接電源管理芯片，所述的穩(wěn)壓芯片的輸入端連接MOSFET的源極，輸出端連接采樣比較模塊和執(zhí)行模塊連接。
8.根據權利要求7所述的ー種用于低壓斷路器的欠壓保護脫扣器，其特征在于，所述的電源模塊還包括保護電路，該保護電路包括電壓保護單元和抗干擾単元，所述的電壓保護單元包括三個壓敏電阻，分別設在三路相線和零線之間，用于吸收浪涌電壓，所述的抗干擾單元包括第六電容、第七電容、第八電容和電感，所述的第六電容為電解電容，所述的電感的一端連接MOSFET的源極和第六電容的正極，電感的另一端連接穩(wěn)壓芯片輸入端和第 七電容的一端，所述的第七電容的另一端和第六電容的負極接地，所述的第八電容一端連接穩(wěn)壓芯片輸出端，另一端接地。
專利摘要本實用新型涉及一種用于低壓斷路器的欠壓保護脫扣器，所述的低壓斷路器設置在供電線路上，所述的欠壓保護脫扣器包括電源模塊、采樣比較模塊和執(zhí)行模塊，所述的電源模塊分別與供電線路、采樣比較模塊、執(zhí)行模塊連接，所述的采樣比較模塊與執(zhí)行模塊連接，采樣比較模塊分別采集供電線路的三相電壓并與閾值電壓比較，當任意一相電壓低于閾值電壓時，輸出比較信號至執(zhí)行模塊，斷開斷路器。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型可對供電線路三相電源進行欠電壓保護，只要任一相電源出現(xiàn)故障，都會跳閘，彌補了原有欠壓保護脫扣器的缺陷，起到了標準規(guī)定的安全保護作用，而且通過合理的電路設置，使本實用新型的可靠性好，抗干擾能力強，成本較低。
文檔編號H02H3/253GK202405747SQ201120527450
公開日2012年8月29日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權日2011年12月16日
發(fā)明者胡正業(yè) 申請人:上海精益電器廠有限公司, 上海精翊電器有限公司