斷路器控制器的電源裝置及斷路器控制器、斷路器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及斷路器控制器的電源裝置及斷路器控制器、斷路器，屬于低壓電器【技術(shù)領(lǐng)域】。本實(shí)用新型的電源裝置在由能量線圈單獨(dú)供電的情況下，可以對(duì)能量線圈輸出的能量的幅值進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)幅值實(shí)現(xiàn)對(duì)兩路電源的控制，分別為第一控制單元和第二控制單元供電，無(wú)需后級(jí)控制單元的參與，并且測(cè)量線圈、能量線圈和后級(jí)控制單元出現(xiàn)故障時(shí)均不會(huì)影響到該功能的實(shí)現(xiàn)；另外，當(dāng)輔助電源供電時(shí)，能量線圈可以自適應(yīng)地停止為后級(jí)電路供電，使能量線圈的發(fā)熱量大大降低，從而降低互感器的溫升。本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種使用該電源裝置的斷路器控制器及斷路器。本實(shí)用新型可根據(jù)前端電源的輸入情況自適應(yīng)地為后級(jí)的多個(gè)供電對(duì)象選擇最優(yōu)的供電方式，從而大幅提高斷路器工作時(shí)的安全可靠性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】斷路器控制器的電源裝置及斷路器控制器、斷路器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種斷路器控制器的電源裝置及斷路器控制器、斷路器，屬于低壓電器【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]在低壓斷路器領(lǐng)域，用于為斷路器控制器供電的電源裝置，包含兩種電源輸入方式:能量線圈供電和輔助電源供電。
[0003]能量線圈為斷路器內(nèi)置，當(dāng)主回路有電流流過(guò)時(shí)感應(yīng)出電流。在由能量線圈單獨(dú)供電的情況下，存在兩個(gè)缺點(diǎn):一、能量線圈的輸出能量隨著主回路電流的增加而增加，當(dāng)主回路電流很小時(shí)，單單靠能量線圈無(wú)法滿(mǎn)足控制器的供電需求；二、當(dāng)斷路器合閘瞬間遇到短路電流時(shí)，能量首先需要提供給整個(gè)智能控制器使其啟動(dòng)，然后再用于驅(qū)動(dòng)脫扣，將會(huì)延長(zhǎng)斷路器的分閘時(shí)間。
[0004]輔助電源的加入可以克服能量線圈單獨(dú)供電時(shí)的兩個(gè)缺點(diǎn)，它能夠?yàn)閿嗦菲骺刂破魈峁┏渥愕碾娔堋５窃谳o助電源供電時(shí)，能量線圈也處于同步供電狀態(tài)，而目前絕大多數(shù)的廠商都將用于測(cè)量主回路電流的測(cè)量線圈和能量線圈封裝在同一個(gè)互感器內(nèi)，在不考慮外部熱傳導(dǎo)的情況下，能量線圈發(fā)熱也成了互感器自身溫升升高的一個(gè)主要原因。
[0005]目前已有廠商針對(duì)能量線圈單獨(dú)供電時(shí)存在的缺點(diǎn)提出了解決方案，將控制器分為兩個(gè)控制單元:第一控制單元采用低功耗設(shè)計(jì)，在很低的主回路電流下便可以開(kāi)始運(yùn)行，用于實(shí)現(xiàn)基本的保護(hù)功能；第二控制單元默認(rèn)不開(kāi)啟，當(dāng)?shù)谝豢刂茊卧獧z測(cè)到電流的幅值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制第二控制單元開(kāi)啟。這種第一控制單元通過(guò)電流的幅值來(lái)控制開(kāi)啟第二控制單元的方案存在一定的局限性，當(dāng)測(cè)量線圈、能量線圈和電流采樣電路任何一種出現(xiàn)故障時(shí)，該方案便會(huì)失效。另外，針對(duì)輔助電源供電時(shí)能量線圈依舊發(fā)熱的問(wèn)題，目前還未廠家提出解決方案。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種斷路器控制器的電源裝置，可根據(jù)前端電源的輸入情況自適應(yīng)地為后級(jí)的多個(gè)供電對(duì)象選擇最優(yōu)的供電方式，從而大幅提高斷路器工作時(shí)的安全可靠性。
[0007]本實(shí)用新型具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題:
[0008]一種斷路器控制器的電源裝置，包括:第一電源輸入端、第二電源輸入端、第一電源輸出端、第二電源輸出端、第一通斷裝置、第二通斷裝置、第一防反二極管、第二防反二極管、檢測(cè)控制單元；第一電源輸入端、第一通斷裝置、第一防反二極管、第一電源輸出端依次串聯(lián)；第二電源輸入端、第二防反二極管、第二通斷裝置、第二電源輸出端依次串聯(lián)；第一防反二極管和第一電源輸出端之間的結(jié)點(diǎn)與第二防反二極管和第二通斷裝置之間的結(jié)點(diǎn)連接；所述第一通斷裝置的通斷狀態(tài)隨第二電源輸入端的輸入情況變化:第二電源輸入端有/無(wú)輸入，第一通斷裝置關(guān)斷/閉合；所述檢測(cè)控制單元具有至少兩個(gè)檢測(cè)信號(hào)輸入端和至少一個(gè)控制信號(hào)輸出端:第一檢測(cè)信號(hào)輸入端、第二檢測(cè)信號(hào)輸入端、第一控制信號(hào)輸出端；第一通斷裝置和第一防反二極管之間的結(jié)點(diǎn)、第二電源輸入端和第二防反二極管之間的結(jié)點(diǎn)分別與檢測(cè)控制單元的第一檢測(cè)信號(hào)輸入端、第二檢測(cè)信號(hào)輸入端連接，第二通斷裝置的控制端與檢測(cè)控制單元的第一控制信號(hào)輸出端連接。
[0009]檢測(cè)控制單元可根據(jù)其兩個(gè)檢測(cè)信號(hào)輸入端接收到的信號(hào)實(shí)現(xiàn)以下控制功能:當(dāng)?shù)诙z測(cè)信號(hào)輸入端存在輸入信號(hào)時(shí)，控制第二通斷裝置閉合，當(dāng)?shù)诙z測(cè)信號(hào)輸入端不存在輸入信號(hào)時(shí)，如第一檢測(cè)信號(hào)輸入端輸入信號(hào)的能量幅值大于預(yù)設(shè)閾值，則控制第二通斷裝置閉合，如第一檢測(cè)信號(hào)輸入端輸入信號(hào)的能量幅值小于或等于所述閾值，則控制第二通斷裝置關(guān)斷。
[0010]上述技術(shù)方案可根據(jù)第一、第二電源輸入端的輸入以及第一電源輸入端輸入的能量幅值，自適應(yīng)地調(diào)整第一、第二電源輸出端的輸出，無(wú)論采用能量線圈單獨(dú)供電方式還是采用能量線圈和輔助電源聯(lián)合供電方式，均可實(shí)現(xiàn)為后級(jí)提供安全穩(wěn)定的電能。
[0011]為了進(jìn)一步解決斷路器合閘瞬間檢測(cè)到短路電流時(shí)斷路器的分閘時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題，本實(shí)用新型進(jìn)一步提出了以下改進(jìn)方案:
[0012]如上所述斷路器控制器的電源裝置，檢測(cè)控制單元的第二檢測(cè)信號(hào)輸入端不存在輸入信號(hào)時(shí)，如第一檢測(cè)信號(hào)輸入端輸入信號(hào)的能量幅值大于預(yù)設(shè)閾值，先等待一段預(yù)設(shè)時(shí)間，然后控制第二通斷裝置閉合。也就是說(shuō)，在檢測(cè)到能量滿(mǎn)足后級(jí)多個(gè)供電對(duì)象的供電需求時(shí)，先延時(shí)后再接通第二電源輸出端，這樣在斷路器合閘瞬間檢測(cè)到短路電流時(shí)，可將電量集中用于保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的斷路器相比，可以大幅度提高分閘速度，減少斷路器中觸頭的損耗。
[0013]上述技術(shù)方案中，第一通斷裝置的通斷狀態(tài)隨第二電源輸入端的輸入情況變化可通過(guò)以下兩種技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0014]第一種方案:所述第一通斷裝置的控制端與所述第二電源輸入端連接，當(dāng)?shù)诙娫摧斎攵擞?無(wú)輸入時(shí)，第一通斷裝置關(guān)斷/閉合。
[0015]第二種方案:所述檢測(cè)控制單元還包括與第一通斷裝置的控制端連接的第二控制信號(hào)輸出端；第一通斷裝置的通斷狀態(tài)由檢測(cè)控制單元根據(jù)其第二檢測(cè)信號(hào)輸入端的信號(hào)輸入情況進(jìn)行控制:第二檢測(cè)信號(hào)輸入端有信號(hào)輸入，控制第一通斷裝置關(guān)斷，否則，控制第一通斷裝置閉合。
[0016]根據(jù)相同的實(shí)用新型思路還可以得到以下的斷路器控制器及斷路器:
[0017]一種斷路器控制器，包括至少兩個(gè)控制單元以及電源裝置，所述電源裝置為以上任一技術(shù)方案所述電源裝置；所述電源裝置的第一電源輸出端與一個(gè)控制單元的電源輸入端連接，電源裝置的第二電源輸出端與其余各控制單元的電源輸入端連接。
[0018]一種斷路器，包括斷路器控制器，所述斷路器控制器為以上任一技術(shù)方案所述斷路器控制器。
[0019]相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型及其進(jìn)一步改進(jìn)方案具有以下有益效果:
[0020]本實(shí)用新型可智能檢測(cè)輔助電源，當(dāng)存在輔助電源供電時(shí)，可以自適應(yīng)地停止能量線圈為后級(jí)電路供電，使能量線圈的發(fā)熱量大大降低，從而降低互感器的溫升；在由能量線圈單獨(dú)供電的情況下，可以根據(jù)能量線圈輸出的能量幅值實(shí)現(xiàn)對(duì)兩路電源輸出的自適應(yīng)控制，且無(wú)需后級(jí)控制單元的參與，并且測(cè)量線圈、部分能量線圈和后級(jí)控制單元出現(xiàn)故障時(shí)均不會(huì)影響到該功能的實(shí)現(xiàn)。在斷路器合閘瞬間檢測(cè)到短路電流時(shí)，本實(shí)用新型可將電量集中用于保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的斷路器相比，可以大幅度提高分閘速度，減少斷路器中觸頭的損耗。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型電源裝置第一實(shí)施例的原理框圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型電源裝置第二實(shí)施例的原理框圖；
[0023]圖3為本實(shí)用新型電源裝置的工作流程示意圖；
[0024]圖4為本實(shí)用新型斷路器控制器一個(gè)實(shí)施例的原理框圖；
[0025]圖5為本實(shí)用新型電源裝置第一實(shí)施例的一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)電路。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0027]本實(shí)用新型針對(duì)斷路器多控制單元的供電方案的不足，提供了一種斷路器控制器的電源裝置，可根據(jù)前端電源的輸入情況自適應(yīng)地為后級(jí)的多個(gè)供電對(duì)象選擇最優(yōu)的供電方式，從而大幅提高斷路器工作時(shí)的安全可靠性。
[0028]本實(shí)用新型的電源裝置，包括:第一電源輸入端、第二電源輸入端、第一電源輸出端、第二電源輸出端、第一通斷裝置、第二通斷裝置、第一防反二極管、第二防反二極管、檢測(cè)控制單元；第一電源輸入端、第一通斷裝置、第一防反二極管、第一電源輸出端依次串聯(lián)；第二電源輸入端、第二防反二極管、第二通斷裝置、第二電源輸出端依次串聯(lián)；第一防反二極管和第一電源輸出端之間的結(jié)點(diǎn)與第二防反二極管和第二通斷裝置之間的結(jié)點(diǎn)連接；所述第一通斷裝置的通斷狀態(tài)隨第二電源輸入端的輸入情況變化:第二電源輸入端有/無(wú)輸入，第一通斷裝置關(guān)斷/閉合；所述檢測(cè)控制單元具有至少兩個(gè)檢測(cè)信號(hào)輸入端和至少一個(gè)控制信號(hào)輸出端:第一檢測(cè)信號(hào)輸入端、第二檢測(cè)信號(hào)輸入端、第一控制信號(hào)輸出端；第一通斷裝置和第一防反二極管之間的結(jié)點(diǎn)、第二電源輸入端和第二防反二極管之間的結(jié)點(diǎn)分別與檢測(cè)控制單元的第一檢測(cè)信號(hào)輸入端、第二檢測(cè)信號(hào)輸入端連接，第二通斷裝置的控制端與檢測(cè)控制單元的第一控制信號(hào)輸出端連接；檢測(cè)控制單元可根據(jù)其兩個(gè)檢測(cè)信號(hào)輸入端接收到的信號(hào)實(shí)現(xiàn)以下控制功能:當(dāng)?shù)诙z測(cè)信號(hào)輸入端存在輸入信號(hào)時(shí)，控制第二通斷裝置閉合，當(dāng)?shù)诙z測(cè)信號(hào)輸入端不存在輸入信號(hào)時(shí)，如第一檢測(cè)信號(hào)輸入端輸入信號(hào)的能量幅值大于預(yù)設(shè)閾值，則控制第二通斷裝置閉合，如第一檢測(cè)信號(hào)輸入端輸入信號(hào)的能量幅值小于或等于所述閾值，則控制第二通斷裝置關(guān)斷。
[0029]為了便于公眾理解，下面以?xún)蓚€(gè)具體實(shí)施例來(lái)對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0030]圖1顯示了本實(shí)用新型電源裝置第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，該電源裝置包括:第一電源輸入端、第二電源輸入端、第一電源輸出端、第二電源輸出端、第一通斷裝置、第二通斷裝置、第一防反二極管、第二防反二極管、檢測(cè)控制單元。如圖1所示，第一電源輸入端、第一通斷裝置、第一防反二極管、第一電源輸出端依次串聯(lián)；第二電源輸入端、第二防反二極管、第二通斷裝置、第二電源輸出端依次串聯(lián)。本實(shí)施例中，第一通斷裝置的控制端與第二電源輸入端連接，可根據(jù)第二電源輸入端是否有輸入控制是否使用第一電源輸入端輸入的電能:當(dāng)?shù)诙娫摧斎攵擞?無(wú)輸入時(shí)第一通斷裝置斷開(kāi)/導(dǎo)通。第一防反二極管和第一電源輸出端之間的結(jié)點(diǎn)與第二防反二極管和第二通斷裝置之間的結(jié)點(diǎn)連接。所述檢測(cè)控制單元具有第一檢測(cè)信號(hào)輸入端、第二檢測(cè)信號(hào)輸入端和一個(gè)控制信號(hào)輸出端，檢測(cè)控制單元的第一、第二檢測(cè)信號(hào)輸入端分別接入第一通斷裝置與第一防反二極管之間的連線、第二電源輸入端與第二防反二極管之間的連線，檢測(cè)控制單元的控制信號(hào)輸出端與第二通斷裝置的控制端連接；所述檢測(cè)控制單元可根據(jù)其兩個(gè)檢測(cè)信號(hào)輸入端接收到的信號(hào)實(shí)現(xiàn)以下控制功能:當(dāng)?shù)诙z測(cè)信號(hào)輸入端存在輸入信號(hào)時(shí)，控制第二通斷裝置導(dǎo)通；當(dāng)?shù)诙z測(cè)信號(hào)輸入端不存在輸入信號(hào)時(shí)，如第一檢測(cè)信號(hào)輸入端輸入信號(hào)的能量幅值大于預(yù)設(shè)閾值，則控制第二通斷裝置閉合導(dǎo)通，如第一檢測(cè)信號(hào)輸入端輸入信號(hào)的能量幅值小于或等于所述閾值，則控制第二通斷裝置關(guān)斷。
[0031 ] 當(dāng)?shù)谝浑娫摧斎攵擞休斎?，而第二電源輸入端無(wú)輸入時(shí)，第一通斷裝置保持導(dǎo)通狀態(tài)，檢測(cè)控制單元實(shí)時(shí)檢測(cè)第一、第二檢測(cè)信號(hào)輸入端所檢測(cè)到的能量幅值(即電壓幅值)，當(dāng)?shù)诙z測(cè)信號(hào)輸入端無(wú)信號(hào)輸入(即第二電源輸入端無(wú)輸入)時(shí)，如果第一檢測(cè)信號(hào)輸入端檢測(cè)到的能量幅值小于等于預(yù)設(shè)的閾值，表明此時(shí)第一電源輸入端輸入的電能不足以支持后級(jí)的多個(gè)用電設(shè)備，則控制第二通斷裝置關(guān)斷，第一電源輸入端輸入的電能僅供第一電源輸出端所連接的用電設(shè)備(例如斷路器控制器的基本保護(hù)模塊)使用；如果第一檢測(cè)信號(hào)輸入端檢測(cè)到的能量幅值超過(guò)了上述閾值，表明此時(shí)第一電源輸入端輸入的電能足以支持后級(jí)的多個(gè)用電設(shè)備，此時(shí)即可控制第二通斷裝置導(dǎo)通，使第一電源輸入端所輸入的電能同時(shí)供給第一、第二電源輸出端所連接的供電設(shè)備使用。為了使斷路器合閘瞬間檢測(cè)到短路電流時(shí)，可將電量集中用于保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)，從而提高分閘速度，減少斷路器中觸頭的損耗，進(jìn)一步地，本實(shí)用新型并不立即控制第二通斷裝置導(dǎo)通，而是在此之前先進(jìn)行延時(shí)，具體延時(shí)時(shí)長(zhǎng)可根據(jù)實(shí)際情況或試驗(yàn)對(duì)比設(shè)定，本實(shí)用新型優(yōu)選的延時(shí)時(shí)長(zhǎng)為為100?200mS，通常選100mS。如第一檢測(cè)信號(hào)輸入端檢測(cè)到的能量幅值無(wú)法達(dá)到所述閾值，則立即關(guān)斷第二通斷裝置，保證第一電源輸出端所連接的用電設(shè)備的正常運(yùn)行。當(dāng)?shù)诙娫摧斎攵舜嬖谳斎霑r(shí)，第一通斷裝置關(guān)斷，第一電源輸入端停止為后級(jí)的用電設(shè)備供電，此時(shí)檢測(cè)控制單元及第一電源輸出端所連接的用電設(shè)備均使用由第二電源輸入端輸入的電能，檢測(cè)控制單元的第二檢測(cè)信號(hào)輸入端檢測(cè)到有信號(hào)輸入，則立即控制第二通斷裝置導(dǎo)通，使第二電源輸入端連接的供電設(shè)備也利用第二電源輸入端輸入的電能運(yùn)行。
[0032]圖2顯示了本實(shí)用新型電源裝置第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，如圖2所示，該電源裝置包括:第一電源輸入端、第二電源輸入端、第一電源輸出端、第二電源輸出端、第一通斷裝置、第二通斷裝置、第一防反二極管、第二防反二極管、檢測(cè)控制單元；第一電源輸入端、第一通斷裝置、第一防反二極管、第一電源輸出端依次串聯(lián)；第二電源輸入端、第二防反二極管、第二通斷裝置、第二電源輸出端依次串聯(lián)；第一防反二極管和第一電源輸出端之間的結(jié)點(diǎn)與第二防反二極管和第二通斷裝置之間的結(jié)點(diǎn)連接；所述檢測(cè)控制單元具有至少兩個(gè)檢測(cè)信號(hào)輸入端:第一檢測(cè)信號(hào)輸入端、第二檢測(cè)信號(hào)輸入端，以及至少兩個(gè)控制信號(hào)輸出端:第一控制信號(hào)輸出端、第二控制信號(hào)輸出端；第一通斷裝置和第一防反二極管之間的結(jié)點(diǎn)、第二通斷裝置和第二防反二極管之間的結(jié)點(diǎn)分別與檢測(cè)控制單元的第一檢測(cè)信號(hào)輸入端、第二檢測(cè)信號(hào)輸入端連接，第一通斷裝置的控制端、第二通斷裝置的控制端分別與檢測(cè)控制單元的第二控制信號(hào)輸出端、第一控制信號(hào)輸出端連接；所述檢測(cè)控制單元用于實(shí)現(xiàn)以下控制功能:當(dāng)?shù)诙z測(cè)信號(hào)輸入端存在輸入信號(hào)時(shí)，控制第一通斷裝置斷開(kāi)、第二通斷裝置閉合；當(dāng)?shù)诙z測(cè)信號(hào)輸入端不存在輸入信號(hào)時(shí)，控制第一通斷裝置閉合，并判斷第一檢測(cè)信號(hào)輸入端輸入信號(hào)的能量幅值是否大于預(yù)設(shè)閾值，如是，則控制第二通斷裝置閉合，如否，則控制第二通斷裝置斷開(kāi)。
[0033]從圖2可以看出，本實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于:第一通斷裝置的通斷狀態(tài)由檢測(cè)控制單元根據(jù)其第二檢測(cè)信號(hào)輸入端的信號(hào)輸入情況進(jìn)行控制，而不是像第一實(shí)施例中其自身直接根據(jù)第二輸入端的輸入情況關(guān)斷或閉合。當(dāng)?shù)谝浑娫摧斎攵擞休斎?，而第二電源輸入端無(wú)輸入時(shí)，第一通斷裝置保持閉合狀態(tài)，檢測(cè)控制單元實(shí)時(shí)檢測(cè)第一檢測(cè)信號(hào)輸入端所檢測(cè)到的能量幅值(即電壓幅值)，如果第一檢測(cè)信號(hào)輸入端檢測(cè)到的能量幅值小于等于預(yù)設(shè)的閾值，表明此時(shí)第一電源輸入端輸入的電能不足以支持后級(jí)的多個(gè)用電設(shè)備，則檢測(cè)控制單元控制第二通斷裝置關(guān)斷，第一電源輸入端輸入的電能僅供第一電源輸出端所連接的用電設(shè)備(例如斷路器控制器的基本保護(hù)模塊)使用；如果第一檢測(cè)信號(hào)輸入端檢測(cè)到的能量幅值超過(guò)了上述閾值，表明此時(shí)第一電源輸入端輸入的電能足以支持后級(jí)的多個(gè)用電設(shè)備，此時(shí)即可控制第二通斷裝置導(dǎo)通，使第一電源輸入端所輸入的電能同時(shí)供給第一、第二電源輸出端所連接的供電設(shè)備使用。為了使斷路器合閘瞬間檢測(cè)到短路電流時(shí)，可將電量集中用于保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)，從而提高分閘速度，減少斷路器中觸頭的損耗，進(jìn)一步地，本實(shí)用新型并不立即控制第二通斷裝置導(dǎo)通，而是在此之前先進(jìn)行延時(shí)，具體延時(shí)時(shí)長(zhǎng)可根據(jù)實(shí)際情況或試驗(yàn)對(duì)比設(shè)定，本實(shí)用新型優(yōu)選的延時(shí)時(shí)長(zhǎng)為100?200mS，通常選100mS。如第一檢測(cè)信號(hào)輸入端檢測(cè)到的能量幅值無(wú)法達(dá)到所述閾值，則立即關(guān)斷第二通斷裝置，保證第一電源輸出端所連接的用電設(shè)備的正常運(yùn)行。當(dāng)?shù)诙娫摧斎攵舜嬖谳斎霑r(shí)，檢測(cè)控制單元的第二檢測(cè)信號(hào)輸入端可檢測(cè)到信號(hào)輸入，則檢測(cè)控制單元控制第一通斷裝置關(guān)斷、第二通斷裝置閉合導(dǎo)通，此時(shí)第一電源輸入端停止為后級(jí)的用電設(shè)備供電，第一電源輸出端和第二電源輸出端所連接的所有用電設(shè)備均使用由第二電源輸入端輸入的電能。
[0034]無(wú)論采用以上哪種方案，本實(shí)用新型電源裝置的基本工作流程均如圖3所示。
[0035]圖4顯示了本實(shí)用新型斷路器控制器的一個(gè)實(shí)施例，如圖所示，該斷路器控制器采用第一個(gè)實(shí)施例的電源裝置，第一、第二電源輸入端分別與能量線圈、輔助電源連接，第一、第二電源輸出端分別與第一、第二控制單元連接，其中第一控制單元用于實(shí)現(xiàn)斷路器控制器的基本保護(hù)功能，第二控制單元用于實(shí)現(xiàn)斷路器控制器的擴(kuò)展保護(hù)功能。其中的第一通斷裝置，可采用最常見(jiàn)的繼電器或三極管，從使用壽命考慮，優(yōu)選采用三極管；考慮到能量線圈和輔助電源輸出的電壓可能不符合后級(jí)用電設(shè)備的工作要求，因此本實(shí)施例中在第一電源輸出端之前設(shè)置第一電源轉(zhuǎn)換器，并以第二電源轉(zhuǎn)換器作為第二通斷裝置，從而可將能量線圈和輔助電源輸出的電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而適合后級(jí)用電設(shè)備。
[0036]具體的，第一通斷裝置通過(guò)第一電源輸入端連接外部能量線圈的輸出端接收電能，其控制端連接至第二電源輸入端，其電源輸出端連接至檢測(cè)控制單元的一個(gè)檢測(cè)信號(hào)輸入端并同時(shí)通過(guò)第一二極管后連接至第一電源轉(zhuǎn)換器、第二電源轉(zhuǎn)換器的電源輸入端。當(dāng)檢測(cè)控制單元未檢測(cè)到輔助電源的輸出時(shí)，第一通斷裝置保持閉合，以能量線圈提供的電能為后級(jí)電路供電。當(dāng)檢測(cè)控制單元檢測(cè)到輔助電源有輸出時(shí)，第一通斷裝置受控關(guān)閉，使能量線圈產(chǎn)生的能量無(wú)法向后傳遞，從而降低能量線圈的負(fù)載，使發(fā)熱降低。
[0037]第一電源轉(zhuǎn)換器的電源輸入端通過(guò)第一二極管與第一通斷裝置的電源輸出端相連，同時(shí)通過(guò)第二二極管與外部輔助電源的輸出端相連，其電源輸出端通過(guò)第一電源輸出端連接至第一控制單元的電源輸入端；本實(shí)施例中為了減小檢測(cè)控制單元的體積，并未采用自備電源的方式，而是將第一電源轉(zhuǎn)換器的電源輸出端同時(shí)與檢測(cè)控制單元的電源輸入端連接，直接為檢測(cè)控制單元供電。當(dāng)只有能量線圈供電時(shí)，從能量線圈獲取電能，當(dāng)有輔助電源供電時(shí)，則只從輔助電源獲取電能。第一電源轉(zhuǎn)換器獲得電能輸入后開(kāi)始運(yùn)行，輸出第一路電源為第一控制單元和檢測(cè)控制單元供電，第一控制單元主要用于實(shí)現(xiàn)斷路器的核心保護(hù)功能。
[0038]檢測(cè)控制單元的第一檢測(cè)輸入端連接至第一通斷裝置的電源輸出端，用于檢測(cè)能量信號(hào)的幅值；第二檢測(cè)輸入端連接至輔助電源的輸出端，用于檢測(cè)輔助電源的輸出狀態(tài)；電源輸入端連接至第一電源轉(zhuǎn)換器的電源輸出端獲取工作所需的電能；第一控制輸出端連接至第二電源轉(zhuǎn)換器的控制端，用于控制第二電源轉(zhuǎn)換器的開(kāi)啟和關(guān)閉。當(dāng)只有能量線圈供電時(shí)，檢測(cè)控制單元對(duì)從第一檢測(cè)輸入端輸入的信號(hào)的能量幅值進(jìn)行判定，當(dāng)大于預(yù)置的參考值時(shí)，說(shuō)明此時(shí)能量可以滿(mǎn)足同時(shí)滿(mǎn)足第一、第二控制單元的供電需求，則經(jīng)過(guò)一段延時(shí)后控制第二電源轉(zhuǎn)換器開(kāi)啟。檢測(cè)控制單元持續(xù)對(duì)第一檢測(cè)信號(hào)輸入端輸入的信號(hào)的能量幅值進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)?shù)陀诨虻扔陬A(yù)置的參考值時(shí)，立即關(guān)閉第二電源轉(zhuǎn)換器，使能量線圈輸出的電能集中供應(yīng)給第一電源轉(zhuǎn)換器，保證第一控制單元的正常運(yùn)行。當(dāng)有輔助電源供電時(shí)，第二電源輸入端存在輸入，第一通斷裝置關(guān)斷，第一電源輸入端停止為后級(jí)的用電設(shè)備供電，此時(shí)檢測(cè)控制單元及第一電源輸出端所連接的用電設(shè)備均使用由第二電源輸入端輸入的電能，檢測(cè)控制單元的第二檢測(cè)信號(hào)輸入端檢測(cè)到有信號(hào)輸入，則立即開(kāi)啟第二電源轉(zhuǎn)換器。
[0039]第二電源轉(zhuǎn)換器的電源輸入端通過(guò)第一防反二極管與第一通斷裝置的電源輸出端相連，同時(shí)通過(guò)第二防反二極管與外部輔助電源的輸出端相連，其電源輸出端連接至第二控制單元，其控制端連接至檢測(cè)控制單元的第二控制信號(hào)輸出端。第二電源轉(zhuǎn)換器接收到檢測(cè)控制單元所發(fā)出的開(kāi)啟信號(hào)后開(kāi)始運(yùn)行，為第二控制單元供電，當(dāng)接收到檢測(cè)控制單元所發(fā)出的關(guān)閉信號(hào)后停止運(yùn)行。
[0040]其中的第一防反二極管用于防止輔助電源的輸出進(jìn)入檢測(cè)控制單元的第一檢測(cè)輸入端，第二防反二極管用于防止能量線圈的輸出進(jìn)入檢測(cè)控制單元的的第二檢測(cè)信號(hào)輸入端。
[0041]上述斷路器控制器中電源裝置的工作流程具體如下:
[0042]能量線圈與斷路器所保護(hù)的主回路連接，當(dāng)主回路有電流流過(guò)的時(shí)候，或者是輔助電源開(kāi)始供電的時(shí)候，控制器的電源裝置開(kāi)始運(yùn)行。
[0043]電源裝置首先進(jìn)行判斷，如果存在輔助電源供電，那么立即切斷能量線圈使其不為后級(jí)電路供電，降低負(fù)載使能量線圈發(fā)熱降低，此時(shí)后級(jí)電路完全由輔助電源進(jìn)行供電；檢測(cè)控制單元識(shí)別到目前是輔助電源供電，立即開(kāi)啟第二電源轉(zhuǎn)換器為第二控制單元供電。
[0044]如果不存在輔助電源，那么能量線圈產(chǎn)生的能量為后級(jí)電路供電，第一電源轉(zhuǎn)換器接收能量線圈提供的電源并為第一控制單元和檢測(cè)控制單元供電；檢測(cè)控制單元對(duì)能量線圈輸出的能量的幅值進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)能量能夠同時(shí)滿(mǎn)足第一、第二控制單元的工作需求時(shí)，則延遲一段時(shí)間后控制第二電源轉(zhuǎn)換器開(kāi)啟，為第二控制單元供電；檢測(cè)控制單元在整個(gè)過(guò)程中持續(xù)對(duì)能量線圈輸出的電能進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)能量不能夠滿(mǎn)足第一、第二控制單元的供電需求時(shí)，關(guān)閉第二電源轉(zhuǎn)換器，第二控制單元停止工作，當(dāng)能量再次足夠時(shí)再次開(kāi)啟第二電源轉(zhuǎn)換器為第二控制單元供電。
[0045]本實(shí)用新型技術(shù)方案中，第二電源輸出端也可連接除第二控制單元以外的其它用電設(shè)備，例如第三控制單元、第四控制單元…，或者其它用電設(shè)備。
[0046]本實(shí)用新型技術(shù)方案中的第一通斷裝置、檢測(cè)控制單元均可采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，例如利用繼電器或三極管組成的開(kāi)關(guān)電路，并加上對(duì)于能量線圈輸出信號(hào)進(jìn)行處理的電路，包括整流，濾波，防過(guò)沖，負(fù)載等。檢測(cè)控制單元可用兩種方式實(shí)現(xiàn):第一種、利用微處理器方案，利用A/D 口對(duì)第一檢測(cè)信號(hào)輸入端的輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，從而獲得能量信號(hào)的具體幅值，利用I/O 口對(duì)第二檢測(cè)信號(hào)輸入端的輸入信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，利用處理器的I/O 口進(jìn)行控制輸出，延時(shí)采用軟件方式實(shí)現(xiàn)；第二種、非微處理器方案，采用比較器來(lái)判斷第一檢測(cè)信號(hào)是否超過(guò)域值，利用門(mén)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)與第二檢測(cè)信號(hào)與第一檢測(cè)信號(hào)的結(jié)合，利用RC延時(shí)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)延時(shí)操作。
[0047]根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)方案本領(lǐng)域技術(shù)人員可容易地設(shè)計(jì)相應(yīng)的具體實(shí)現(xiàn)電路，圖5即顯示了本實(shí)用新型電源裝置第一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)具體電路，如圖5所示，A、B、C、COM為能量線圈的輸出端；D1為整流橋，將能量線圈生產(chǎn)的交流電源轉(zhuǎn)換成脈動(dòng)的直流電源；C1為濾波電容，將脈動(dòng)的直流電源轉(zhuǎn)換成平滑的直流電源；D2為T(mén)VS 二極管，用于抑制能量線圈產(chǎn)生的瞬時(shí)高壓，保護(hù)后級(jí)電路；V1、V3為PNP型三極管，V2為NPN型三極管；當(dāng)輔助電源不供電時(shí)，V3的基極通過(guò)電阻R5下拉為低電平，使V3導(dǎo)通；電阻Rl、R2對(duì)能量線圈的輸出的電壓進(jìn)行分壓并通過(guò)V3連接到V2的基極，使V2導(dǎo)通；V2導(dǎo)通后，將Vl的基極下拉至低電平，使Vl導(dǎo)通，能量線圈為后級(jí)電路供電；當(dāng)有輔助電源接入時(shí)，電阻R5和R6處產(chǎn)生分壓，預(yù)先設(shè)定該值不小于電阻Rl和R2結(jié)點(diǎn)處所產(chǎn)生的分壓，使V3截止；V3截止后，V2的基極由電阻R4下拉為低電平，V2截止；V2截止后，電阻R3將Vl基極電壓上拉至與發(fā)射極相同的電位，使Vl截止，能量線圈停止為后級(jí)電路供電，此時(shí)Rl和R2為能量線圈的負(fù)載，使能量線圈不處于開(kāi)路狀態(tài)。
[0048]Pl為DC/DC轉(zhuǎn)換器MAX5033，效率高達(dá)95%，可充分利用能量線圈產(chǎn)生的電能；C2為Pl的輸入濾波電容；電阻R9和RlO組成分壓器，分得的電壓連接至Pl的開(kāi)啟控制引腳，使Pl始終保持在開(kāi)啟狀態(tài)；C3為Pl的輸出濾波電容；P1輸出電源VCC1，為第一控制單元以及微處理器NI供電。
[0049]NI為微處理器PIC10F220 ;VDD為電源輸入引腳，連接至電源VCCl，C5為耦合電容；電阻Rl I和電容C4組成RC復(fù)位電路，連接至MCLR復(fù)位輸入引腳；電阻R7和R8組成電阻分壓器對(duì)能量線圈生產(chǎn)的電壓幅值進(jìn)行分壓后連接至NI的ANO引腳，NI對(duì)該信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換并計(jì)算出電壓幅值，從而判斷能量是否充足；D3為防反二極管，用于防止輔助電源的輸出電壓加載至R7與R8上；電阻R5和R6組成電阻分壓器對(duì)輔助電源的輸入電壓進(jìn)行分壓后連接至NI的GPl引腳，NI根據(jù)GPl引腳的電平，可判斷是否存在輔助電源輸入；D4為防反二極管，用于防止能量線圈的輸出電壓加載至R5、R6上；NI的GP2為輸出引腳，連接至P2的控制端，根據(jù)ANO引腳與GPl引腳的輸入狀態(tài)，延時(shí)或者直接開(kāi)啟P2。
[0050]P2為DC/DC轉(zhuǎn)換器MAX5033 ;R12為Pl的控制引腳下拉電阻，當(dāng)NI未啟動(dòng)前，使Pl的控制引腳保持在低電平狀態(tài)使其處于關(guān)閉狀態(tài)；C6為P2的輸入濾波電容；C7為P2的輸出濾波電容；P1輸出電源VCC2，為第二控制單元供電。
[0051]本實(shí)用新型的電源裝置，可以在外部輔助電源供電的情況下切除能量線圈的負(fù)載，與目前普遍采用的輔助電源、能量線圈同時(shí)供電的方式相比，可以降低互感器的溫升，減緩互感器的老化。本實(shí)用新型技術(shù)方案中的第一控制單元用于實(shí)現(xiàn)斷路器的核心保護(hù)功能，第二控制單元用以實(shí)現(xiàn)一些擴(kuò)展功能，電源裝置在只有能量線圈供電時(shí)，可對(duì)能量的幅值進(jìn)行檢測(cè)，在能量足夠時(shí)打開(kāi)第二電源轉(zhuǎn)換器為第二控制單元供電，在能量不足時(shí)關(guān)閉第二電源轉(zhuǎn)換器使第二控制單元停止運(yùn)行，從而保證第一控制單元的正常工作的電量需求，與當(dāng)前普遍采用的全局供電模式相比，可以使斷路器在較低的主回路運(yùn)行電流下便開(kāi)啟保護(hù)功能。本實(shí)用新型技術(shù)方案中的檢測(cè)控制單元，在檢測(cè)到能量信號(hào)幅值滿(mǎn)足第二控制單元的供電需求時(shí)，先延時(shí)后再開(kāi)啟第二電源轉(zhuǎn)換器，在斷路器合閘瞬間檢測(cè)到短路電流時(shí)，可將電量集中用于保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的斷路器相比，可以大幅度提高分閘速度，減少斷路器中觸頭的損耗。
【權(quán)利要求】
1.一種斷路器控制器的電源裝置，其特征在于，包括:第一電源輸入端、第二電源輸入端、第一電源輸出端、第二電源輸出端、第一通斷裝置、第二通斷裝置、第一防反二極管、第二防反二極管、檢測(cè)控制單元；第一電源輸入端、第一通斷裝置、第一防反二極管、第一電源輸出端依次串聯(lián)；第二電源輸入端、第二防反二極管、第二通斷裝置、第二電源輸出端依次串聯(lián)；第一防反二極管和第一電源輸出端之間的結(jié)點(diǎn)與第二防反二極管和第二通斷裝置之間的結(jié)點(diǎn)連接；所述第一通斷裝置的通斷狀態(tài)隨第二電源輸入端的輸入情況變化:第二電源輸入端有/無(wú)輸入，第一通斷裝置關(guān)斷/閉合；所述檢測(cè)控制單元具有至少兩個(gè)檢測(cè)信號(hào)輸入端和至少一個(gè)控制信號(hào)輸出端:第一檢測(cè)信號(hào)輸入端、第二檢測(cè)信號(hào)輸入端、第一控制信號(hào)輸出端；第一通斷裝置和第一防反二極管之間的結(jié)點(diǎn)、第二電源輸入端和第二防反二極管之間的結(jié)點(diǎn)分別與檢測(cè)控制單元的第一檢測(cè)信號(hào)輸入端、第二檢測(cè)信號(hào)輸入端連接，第二通斷裝置的控制端與檢測(cè)控制單元的第一控制信號(hào)輸出端連接。
2.如權(quán)利要求1所述斷路器控制器的電源裝置，其特征在于，所述第一通斷裝置的控制端與所述第二電源輸入端連接，當(dāng)?shù)诙娫摧斎攵擞?無(wú)輸入時(shí)，第一通斷裝置關(guān)斷/閉入口 ο
3.如權(quán)利要求1所述斷路器控制器的電源裝置，其特征在于，所述檢測(cè)控制單元還包括與第一通斷裝置的控制端連接的第二控制信號(hào)輸出端；第一通斷裝置的通斷狀態(tài)由檢測(cè)控制單元根據(jù)其第二檢測(cè)信號(hào)輸入端的信號(hào)輸入情況進(jìn)行控制:第二檢測(cè)信號(hào)輸入端有信號(hào)輸入，控制第一通斷裝置關(guān)斷，否則，控制第一通斷裝置閉合。
4.一種斷路器控制器，包括至少兩個(gè)控制單元以及電源裝置，其特征在于，所述供電裝置為權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述電源裝置；所述電源裝置的第一電源輸出端與一個(gè)控制單元的電源輸入端連接，電源裝置的第二電源輸出端與其余各控制單元的電源輸入端連接。
5.一種斷路器，包括斷路器控制器，其特征在于，所述斷路器控制器為權(quán)利要求4所述斷路器控制器。
【文檔編號(hào)】H02J9/04GK204216656SQ201420727087
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】殷建強(qiáng), 葉文杰, 王頌凱 申請(qǐng)人:常熟開(kāi)關(guān)制造有限公司(原常熟開(kāi)關(guān)廠）