一種斷路器智能控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種斷路器智能控制器，屬于低壓電氣技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，低壓斷路器的智能化水平不斷提高，作為斷路器核心部件的智能控制器，其功能也在越發(fā)完善。傳統(tǒng)的控制器是將采樣以及A/D轉(zhuǎn)換后的信號(hào)傳送給微處理器，并且由這個(gè)單一的微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算以及處理，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量功能以及保護(hù)功能。然而隨著這些功能的增加，測(cè)量參數(shù)如:電流、電壓、頻率、功率、功率因素、諧波等；保護(hù)功能如:長(zhǎng)延時(shí)、短延時(shí)、瞬時(shí)、接地、區(qū)域連鎖、負(fù)載監(jiān)控、漏電、方向性保護(hù)、同期功能等。單一的微處理器要實(shí)現(xiàn)這些功能要求處理器的運(yùn)算速度高，軟件系統(tǒng)開(kāi)銷大，不利于進(jìn)一步提高控制器的測(cè)量精度及保護(hù)精度；同時(shí)也不利于軟件維護(hù)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]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，提供一種斷路器智能控制器，采用雙處理器結(jié)構(gòu)，將測(cè)量與保護(hù)功能分別使用獨(dú)立的控制單元進(jìn)行處理，從而提高控制器的測(cè)量精度及保護(hù)精度，且有利于軟件維護(hù)。
[0004]本實(shí)用新型具體采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種斷路器智能控制器，包括:
[0006]檢測(cè)單元，用于對(duì)斷路器所保護(hù)主回路的電流及電壓進(jìn)行檢測(cè)；
[0007]第一控制單元，其與檢測(cè)單元連接，用于根據(jù)檢測(cè)單元所檢測(cè)到的電流及電壓進(jìn)行測(cè)量功能的計(jì)算處理；
[0008]第二控制單元，其與第一控制單元之間可進(jìn)行雙向信息交互，用于根據(jù)第一控制單元輸出的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行保護(hù)功能的計(jì)算處理；
[0009]脫扣單元，其與第二控制單元連接，用于根據(jù)第二控制單元的控制指令進(jìn)行斷路器的分/合閘；
[0010]電源單元，用于為智能控制器中各部件供能。
[0011]優(yōu)選地，第一控制單元與第二控制單元之間通過(guò)SPI或I2C總線進(jìn)行雙向信息交互。
[0012]優(yōu)選地，所述檢測(cè)單元包括用于檢測(cè)主回路電壓的電壓轉(zhuǎn)換單元，以及用于檢測(cè)主回路電流的電流互感器，所述電流互感器通過(guò)RC積分電路與第一控制單元連接。優(yōu)選地，所述電流互感器為雙線圈結(jié)構(gòu)，包括用于檢測(cè)主回路電流的測(cè)量線圈和用于從主回路提取電能的能量線圈。
[0013]優(yōu)選地，所述脫扣單元包括與第二控制單元依次連接的脫扣驅(qū)動(dòng)電路、磁通變換器。
[0014]所述第一控制單元優(yōu)選PSOC芯片。
[0015]進(jìn)一步地，所述斷路器智能控制器還包括與第一控制單元連接的藍(lán)牙單元、USB單元或人機(jī)交互單元。
[0016]相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0017]本實(shí)用新型采用雙處理器結(jié)構(gòu)，將測(cè)量和保護(hù)進(jìn)行分開(kāi)處理，大幅度簡(jiǎn)化了處理器的工作負(fù)擔(dān)，并且使得電路硬件設(shè)計(jì)的選擇性更大；
[0018]本實(shí)用新型有效提高了智能控制器的測(cè)量精度和保護(hù)精度，并且可以擴(kuò)展更多的測(cè)量/保護(hù)項(xiàng)目；
[0019]本實(shí)用新型所優(yōu)選的PSOC系列芯片內(nèi)部集成運(yùn)放，可以進(jìn)行信號(hào)的處理，簡(jiǎn)化硬件設(shè)計(jì)，從而降低智能控制器的設(shè)計(jì)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為具體實(shí)施例中RC積分電路的電路原理圖；
[0022]圖3為具體實(shí)施例中脫扣驅(qū)動(dòng)電路的電路原理圖；
[0023]圖4為具體實(shí)施例中電源單元的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]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:
[0025]圖1顯示了本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例。如圖1所示，該斷路器智能控制器包括控制部分、檢測(cè)單元、脫扣單元、電源單元。其中檢測(cè)單元包括用于檢測(cè)主回路電壓的電壓轉(zhuǎn)換單元，以及用于檢測(cè)主回路電流的電流互感器，所述電流互感器通過(guò)RC積分電路與控制部分連接。本實(shí)施例中的電流互感器采用雙線圈結(jié)構(gòu)，即采用兩組獨(dú)立的線圈，一組是用于電流測(cè)量的測(cè)量線圈，另一組是用于從主回路中提取電能供給智能控制器的能量線圈?？刂撇糠謱?duì)檢測(cè)單元所采集到的電流電壓信號(hào)進(jìn)行分析處理，當(dāng)檢測(cè)到故障信號(hào)時(shí)控制脫扣單元?jiǎng)幼?，使斷路器分閘。電源單元與電流互感器的能量線圈及輔助電源相連，將速飽和電源和輔助電源轉(zhuǎn)換為智能控制器的系統(tǒng)電源，為智能控制器中的其它電路供電，保證其正常工作。
[0026]如圖1所示，本實(shí)用新型的控制部分采用雙控制單元的結(jié)構(gòu):一個(gè)PSOC芯片和一個(gè)基于微處理器的控制單元。其中，PSOC芯片與電壓轉(zhuǎn)換單元、RC積分電路連接，用于對(duì)電壓轉(zhuǎn)換單元所采集的主回路電壓信號(hào)、RC積分電路所采集的電流互感器的測(cè)量輸出信號(hào)進(jìn)行處理分析，完成各種測(cè)量功能的計(jì)算，并將測(cè)量結(jié)果通過(guò)SPI或I2C總線傳輸給基于微處理器的控制單元。本實(shí)施例中，PSOC芯片還分別與藍(lán)牙單元、USB單元、人機(jī)界面相連，從而可通過(guò)藍(lán)牙和/或USB接口與外部進(jìn)行信息傳遞，并可將測(cè)量結(jié)果通過(guò)人機(jī)界面(例如數(shù)碼管+按鍵，或者觸摸式液晶顯示屏等)進(jìn)行顯示?；谖⑻幚砥鞯目刂茊卧ㄎ⑻幚砥?MCU)及其外圍電路(包括晶振電路、EEPR0M、復(fù)位電路等)，微處理器對(duì)所接收到的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)地分析，完成各種保護(hù)功能的計(jì)算，并控制脫扣驅(qū)動(dòng)電路使磁通變換器動(dòng)作。
[0027]本實(shí)用新型中的PSOC芯片和微處理器可根據(jù)實(shí)際需要靈活選擇，其中PSOC芯片優(yōu)先采用CY8C52，所述的微處理器優(yōu)先采用MSP430。
[0028]需要指出的是，本實(shí)用新型的創(chuàng)新之處在于利用雙處理器結(jié)構(gòu)將斷路器智能控制器的測(cè)量和保護(hù)功能分別進(jìn)行獨(dú)立處理，其中所涉及的各種測(cè)量功能的分析計(jì)算以及保護(hù)功能的分析計(jì)算均可采用各種現(xiàn)有的成熟技術(shù)。
[0029]本實(shí)用新型中的RC積分電路、脫扣驅(qū)動(dòng)電路、電源電路等均可采用各類現(xiàn)有技術(shù)，下面分別舉例說(shuō)明。
[0030]圖2顯示了本實(shí)施例中RC積分電路的具體電路結(jié)構(gòu)。如圖2所示，來(lái)自互感器的信號(hào)Ia (或Ib、Ic)，加在取樣電阻Rl兩端后經(jīng)過(guò)R2、C1組成的積分電路將信號(hào)還原，將還原的信號(hào)經(jīng)送至PSOC芯片。
[0031]圖3顯示了本實(shí)施例中脫扣驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)。當(dāng)微處理器處理的信號(hào)滿足動(dòng)作條件時(shí)，發(fā)出TRIP信號(hào)，由邏輯門電路進(jìn)行運(yùn)算后控制與邏輯門電路相連的磁通變換器進(jìn)行脫扣。
[0032]圖4顯示了本實(shí)施例中所使用的電源單元的電路結(jié)構(gòu)。由DC-DC電源芯片3N6將DC24V轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)需要的DC5V，為控制器中其它用電部件以及磁通變換器供電，保證其正常工作。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種斷路器智能控制器，其特征在于，包括: 檢測(cè)單元，用于對(duì)斷路器所保護(hù)主回路的電流及電壓進(jìn)行檢測(cè)； 第一控制單元，其與檢測(cè)單元連接，用于根據(jù)檢測(cè)單元所檢測(cè)到的電流及電壓進(jìn)行測(cè)量功能的計(jì)算處理； 第二控制單元，其與第一控制單元之間可進(jìn)行雙向信息交互，用于根據(jù)第一控制單元輸出的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行保護(hù)功能的計(jì)算處理； 脫扣單元，其與第二控制單元連接，用于根據(jù)第二控制單元的控制指令進(jìn)行斷路器的分/合閘； 電源單元，用于為智能控制器中各部件供能。2.如權(quán)利要求1所述斷路器智能控制器，其特征在于，第一控制單元與第二控制單元之間通過(guò)SPI或I2C總線進(jìn)行雙向信息交互。3.如權(quán)利要求1所述斷路器智能控制器，其特征在于，所述檢測(cè)單元包括用于檢測(cè)主回路電壓的電壓轉(zhuǎn)換單元，以及用于檢測(cè)主回路電流的電流互感器，所述電流互感器通過(guò)RC積分電路與第一控制單元連接。4.如權(quán)利要求3所述斷路器智能控制器，其特征在于，所述電流互感器為雙線圈結(jié)構(gòu)，包括用于檢測(cè)主回路電流的測(cè)量線圈和用于從主回路提取電能的能量線圈。5.如權(quán)利要求1所述斷路器智能控制器，其特征在于，所述脫扣單元包括與第二控制單元依次連接的脫扣驅(qū)動(dòng)電路、磁通變換器。6.如權(quán)利要求1所述斷路器智能控制器，其特征在于，所述第一控制單元為PSOC芯片。7.如權(quán)利要求1?6任一項(xiàng)所述斷路器智能控制器，其特征在于，還包括與第一控制單元連接的藍(lán)牙單元。8.如權(quán)利要求1?6任一項(xiàng)所述斷路器智能控制器，其特征在于，還包括與第一控制單元連接的USB單元。9.如權(quán)利要求1?6任一項(xiàng)所述斷路器智能控制器，其特征在于，還包括與第一控制單元連接的人機(jī)交互單元。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種斷路器智能控制器，屬于低壓電氣技術(shù)領(lǐng)域。所述斷路器智能控制器包括：檢測(cè)單元，用于對(duì)斷路器所保護(hù)主回路的電流及電壓進(jìn)行檢測(cè)；第一控制單元，其與檢測(cè)單元連接，用于根據(jù)檢測(cè)單元所檢測(cè)到的電流及電壓進(jìn)行測(cè)量功能的計(jì)算處理；第二控制單元，其與第一控制單元之間可進(jìn)行雙向信息交互，用于根據(jù)第一控制單元輸出的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行保護(hù)功能的計(jì)算處理；脫扣單元，其與第二控制單元連接，用于根據(jù)第二控制單元的控制指令進(jìn)行斷路器的分/合閘；電源單元，用于為智能控制器中各部件供能。本實(shí)用新型采用雙處理器結(jié)構(gòu)，將測(cè)量與保護(hù)功能分別使用獨(dú)立的控制單元進(jìn)行處理，從而提高控制器的測(cè)量精度及保護(hù)精度，且有利于軟件維護(hù)。
【IPC分類】H02J13/00
【公開(kāi)號(hào)】CN204732969
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520469344
【發(fā)明人】殷建強(qiáng), 葉文杰, 王歡
【申請(qǐng)人】常熟開(kāi)關(guān)制造有限公司(原常熟開(kāi)關(guān)廠）
【公開(kāi)日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年7月2日