CN102568940B - 低电压工作的延时保护驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低电压工作的延时保护驱动电路，其包括：连接在待保护电路中、且用于采样所述待保护电路电压的采样元件；与所述采样元件连接、且用于将所采样的电压进行升压的升压电路；连接在所述升压电路输出端、且用于将所述升压电路输出的电压进行转换的转换电路；与所述采样元件连接、且用于将所述采样元件所采样电压进行滤波的滤波电路；分别与所述滤波电路及转换电路连接的第一比较电路；连接在所述第一比较电路输出端的延时电路；以及与所述延时电路连接及所述脱扣器连接、且用于驱动所述脱扣器的驱动电路。本发明的优点在于：延时保护动作准确、抗电磁干扰能力强。
Description
技术领域
本发明涉及一种延时保护电路，特别涉及一种低电压工作的延时保护驱动电路。
背景技术
现有技术中，一般的小型断路器只有过载长延时和短路瞬动保护，当故障短路电流超过下级断路器的保护值、同时又达到上级断路器的保护值时，如果上级断路器没有短路短延时功能，则会上下级同时跳闸，或者会上级断路器跳闸而下级拒动，如此容易造成无故障回路故障，使故障波及范围扩大，尤其是在供电***中，如果上下级间的小型断路器没有短路短延时功能，更容易使故障范围扩大，造成不必要的、更大的经济损失。
为满足直流电源***的选择性要求，需要具有短延时保护的断路器，现有的延时电路多采用电容充电延时的方式，对断路器的电源电压的状态依赖度很高，使用环境受到很大制约，难以适用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种效果积极明显的低电压工作的延时保护驱动电路。
为了达到上述目的及其他目的，本发明提供的低电压工作的延时保护驱动电路，用于保护具有脱扣器的待保护电路，其包括：连接在待保护电路中、且用于采样所述待保护电路电压的采样元件；与所述采样元件连接、且用于将所采样的电压进行升压的升压电路；连接在所述升压电路输出端、且用于将所述升压电路输出的电压进行转换的转换电路；与所述采样元件连接、且用于将所述采样元件所采样电压进行滤波的滤波电路；分别与所述滤波电路及转换电路连接的第一比较电路；连接在所述第一比较电路输出端的延时电路；以及与所述延时电路连接及所述脱扣器连接、且用于驱动所述脱扣器的驱动电路。
进一步的，所述升压电路采用升压芯片及其***电路组成，可将最小DC0.6V的输入电压提升为+5V电压。
进一步的，所述第一比较电路采用比较器对输入信号与设定值进行比较，判断是否到达设定的保护值，以决定是否进入延时保护阶段。
进一步的，所述延时电路采用R-C延时电路，准确控制延时时间。
进一步的，所述驱动电路接收到经过R-C延时后的触发信号，驱动电磁式脱扣器。
本发明与已有的技术相对照，其效果是积极的、明显的。延时保护动作准确、抗电磁干扰能力强。
附图说明
图1为本发明的低电压工作的延时保护驱动电路的基本架构示意图。
图2为发明的低电压工作的延时保护驱动电路的实施例示意图。
具体实施方式
请参阅图1及图2，本发明的低电压工作的延时保护驱动电路包括：采样元件、升压电路、转换电路、滤波电路、第一比较电路、延时电路、及驱动电路。
所述采样元件连接在待保护电路中，用于采样所述待保护电路电压。在本实施例中，其为采样电阻。
所述升压电路与所述采样元件连接，用于将所采样的电压进行升压。在本实施例中，所述升压电路能将0.6V电压升压至5V。如图2所示，所述升压电路包括升压芯片V2、电感L1、电容C1、C2、C3、C4、电阻R3、R4等。其中，电感L1，电容C1、C2、C3、C4，电阻R3、R4，按照升压芯片V2的标准线路原理连接。
所述转换电路连接在所述升压电路输出端，用于将所述升压电路输出的电压进行电压转换；其可以包括稳压电路和分压电路。如图2所示，电阻R5和稳压二极管D3组成的稳压电路连接在升压电路的电压输出端，以产生一个低于升压电路输出的标准电平VC1(DC3V)；电阻R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12组成的分压电路连接在稳压电路输出端，将稳压电路输出电压VC1进行分压。
所述滤波电路与所述采样元件连接，用于将所述采样元件所采样电压进行滤波。如图2所示，功率电阻R1、电阻R13、及电容C6组成的滤波电路将采样电阻采样的电压进行滤波。
所述第一比较电路分别与所述滤波电路及转换电路连接。如图2所示，第一比较电路的运算放大器V1A的反相输入端连接分压电路，即连接在电阻R6和R7的公共连接点；运算放大器V1A的正相输入端连接滤波电路，即连接电阻R13。
所述延时电路连接在所述第一比较电路输出端。如图2所示，电阻R15、电容C7组成的延时电路，连接在运算放大器V1A的输出端。
所述驱动电路连接在延时电路输出端，在本实施例中，其包括第二比较电路和子驱动电路。
所述第二比较电路分别与所述延时电路及转换电路连接。如图2所示，所述第二比较电路的运算放大器V1B的正相输入端连接延时电路，即连接在电阻R15和电容C7的公共连接点A1；运算放大器V1B的反相输入端连接转换电路，即连接在稳压电路的电阻R5和稳压二极管D3的公共连接点，以接入稳压电路输出的标准电平VC1(DC3V)。
所述子驱动电路分别与所述第二比较电路输出端及所述脱扣器连接，用于驱动所述脱扣器。如图2所示，运算放大器V1B的输出端经过由电阻R17、R18，电容C9组成的滤波电路接在子驱动电路的D12的驱动端，二极管D13保护脱扣线圈不被反向电压击穿。
上述电路的工作原理如下：
当由采样元件采样的电压大于DC0.6V时，升压电路开始工作，升压电路将DC0.6V的输入电压提升为DC5V。DC5V为集成运算放大器提供电源及为脱扣器提供脱口电源。DC5V经过电阻R5、稳压二极管D3组成的稳压电路，将DC5V降压稳定在DC3V，DC3V经过由电阻R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12组成的分压电路产生一个稳定的电平接入运算放大器V1A的反相输入端。采样元件电压的信号经过功率电阻R1、电阻R13、及电容C6组成的滤波电路，接入运算放大器V1A的正相输入端，当此信号大于接入此组运算放大器反相输入端的电平时，此运算放大器V1A的输出端输出高电平。此高电平经过由电阻R15、电容C7组成的延时电路，实现延时要求。延时电路的输出端接另一组运算放大器V1B的正相输入端，当此电平高于DC3V时，运算放大器的输出端输出高电平，高电平经过由电阻R17、R18、电容C9组成的滤波电路，驱动N沟道场效应管导通。场效应管导通使得串接在DC5V与零电平之间的电磁式脱扣器动作，脱扣机构动作给操作机构脱扣信号，进而使断路器迅速切断短路电路。
如果在延时期间，由采样元件输入的电平消失，运算放大器V1A的输出随即消失，延时停止，脱扣机构不动作，断路器不分断，因而避免了事故面积的扩大。
综上所述，本发明的低电压工作的延时保护驱动电路利用升压电路使得检测延时单元在输入DC0.6V时即可开始工作，同时采用低功率电磁执行机构，使保护电路不需经过充电过程，只要出现短路电流，即可启动，以切断故障电路，其延时保护动作准确、抗电磁干扰能力强。
上述实施例仅列示性说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此项技术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
Claims (5)
1.一种低电压工作的延时保护驱动电路，用于保护具有脱扣器的待保护电路，其特征在于，所述低电压工作的延时保护驱动电路应用于用在直流电源***的小型断路器中，所述低电压工作的延时保护驱动电路包括：
连接在待保护电路中、且用于采样所述待保护电路电压的采样元件；所述采样元件为采样电阻；
与所述采样元件连接、且用于将所采样的电压进行升压的升压电路；
连接在所述升压电路输出端、且用于将所述升压电路输出的电压进行转换的转换电路；
与所述采样元件连接、且用于将所述采样元件所采样电压进行滤波的滤波电路；
分别与所述滤波电路及转换电路连接的第一比较电路；
连接在所述第一比较电路输出端的延时电路；
与所述延时电路连接及所述脱扣器连接、且用于驱动所述脱扣器的驱动电路；
所述驱动电路包括：分别与所述延时电路及转换电路连接的第二比较电路、及连接在所述第二比较电路输出端、且用于驱动脱扣器的子驱动电路。
2.如权利要求1所述的低电压工作的延时保护驱动电路，其特征在于：所述升压电路包括升压芯片。
3.如权利要求1或2所述的低电压工作的延时保护驱动电路，其特征在于：所述升压电路为能将0.6V电压升压至5V的升压电路。
4.如权利要求1所述的低电压工作的延时保护驱动电路，其特征在于：所述转换电路包括稳压电路及与所述稳压电路连接的分压电路。
5.如权利要求1所述的低电压工作的延时保护驱动电路，其特征在于：所述延时电路为RC延时电路。
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