CN114552535A - 一种用于断路器的控制电路以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种用于断路器的控制电路以及电子设备，控制电路包括第一线圈、第二线圈、开关模块和可调电流供电模块；其中，开关模块的第一端耦合第一线圈的一端，第一线圈的另一端耦合可调电流供电模块的一端；可调电流供电模块的另一端耦合开关模块的第二端，开关模块的第三端耦合第二线圈的一端，第二线圈的另一端耦合开关模块的第四端；开关模块可以控制第一电流的方向；可调电流供电模块可以改变第一电流的大小；第一电流用于激励第一线圈产生第一磁场以及激励第二线圈产生第二磁场；第一磁场与第二磁场用于控制断路器的导通或关断。实施本申请，可以控制断路器快速关断，并且还可以提高断路器的使用寿命。

Description

一种用于断路器的控制电路以及电子设备
技术领域
本申请涉及供电技术领域，尤其是一种用于断路器的控制电路以及电子设备。
背景技术
在供电***中，需要用到断路器来实现配电以及保护等功能。目前供电***采用的是图1中示出的断路器，当功率回路中的电流瞬间发生变化，串联在功率回路中的线圈产生磁场，吸合衔铁。在吸合衔铁的过程中，衔铁撞击杠杆使得搭钩脱开，此时弹簧从拉伸状态恢复原状，牵引主触头实现关断功能。这种断路器在关断过程中具有很多联动装置，比如弹簧、搭钩、杠杆和衔铁等，联动时间比较长，关断速度比较慢。
发明内容
本申请提供了一种用于断路器的控制电路以及电子设备，可以控制断路器快速关断，并且还可以提高断路器的使用寿命。
第一方面，本申请实施例提供了一种用于断路器的控制电路，该控制电路包括第一线圈、第二线圈、开关模块以及可调电流供电模块，该开关模块包括第一端、第二端、第三端和第四端。具体实现中，开关模块的第一端耦合第一线圈的一端，第一线圈的另一端耦合可调电流供电模块的一端；可调电流供电模块的另一端耦合开关模块的第二端，开关模块的第三端耦合第二线圈的一端，第二线圈的另一端耦合开关模块的第四端。其中，第一线圈和第二线圈均流过第一电流，第一线圈在该第一电流的激励下产生第一磁场，第二线圈在该第一电流的激励下产生第二磁场。开关模块可以控制该第一电流的方向，从而控制第一磁场的方向和第二磁场的方向。可调电流供电模块可以改变该第一电流的大小，从而控制第一磁场的强度和第二磁场的强度。可以理解的是，第一磁场与第二磁场相互作用，可以控制断路器的导通或关断。第一磁场的方向和第二磁场的方向可以具体控制该断路器是导通还是关断，第一磁场的强度和第二磁场的强度可以具体控制该断路器的导通速度或关断速度。
本申请实施例中控制电路可以控制断路器实现微秒μs级别的快速分断或快速导通，并且控制电路中增加了可调电流供电模块，该可调电流供电模块可以控制第一电流的大小，从而控制断路器的导通速度或关断速度，即采用本申请实施例的控制电路，使得断路器的导通速度或关断速度可控。因此，在断路器需要加快关断速度或导通速度时，控制电路可以增大第一电流，然而在断路器需要减慢关断速度或导通速度时，控制电路可以减小第一电流，避免断路器一直快速关断或快速导通，造成动触点与静触点之间不必要的磨损，从而提高断路器的使用寿命。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，在第一电流的大小改变的情况下，第一磁场的强度和第二磁场的强度均随之发生改变，相应的，第一磁场和第二磁场相互作用后形成的第三磁场的强度也发生变化；第三磁场分别作用到第一线圈和第二线圈，第一线圈与第二线圈之间的相互作用力也发生变化，该相互作用力的变化影响断路器的导通或关断的速度。
结合第一方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，在第一电流变大的情况下，第一磁场的强度和第二磁场的强度均变大，则第一磁场和第二磁场相互作用后形成的第三磁场的强度也变大，第一线圈与第二线圈之间的相互作用力也变大，从而使得受相互作用力影响的断路器的导通或关断的速度变快。
结合第一方面第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，在第一电流变小的情况下，第一磁场的强度和第二磁场的强度均变小，则第一磁场和第二磁场相互作用后形成的第三磁场的强度也变小，第一线圈与第二线圈之间的相互作用力也变小，从而使得受相互作用力影响的断路器的导通或关断的速度变慢。
结合第一方面或结合第一方面上述任意一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，上述可调电流供电模块包括第一放电电容、第二放电电容和第一开关；所述第二放电电容与所述第一开关串联耦合。具体实现中，第二放电电容与第一开关串联耦合后的一端耦合至第一放电电容的一端以及第一线圈的另一端；第二放电电容与第一开关串联耦合后的另一端耦合至第一放电电容的另一端以及开关模块的第二端；其中，在第一开关闭合的情况下，第一电流为第一放电电容与第二放电电容的放电电流之和；在第一开关关断的情况下，第一电流为第一放电电容的放电电流。
结合第一方面第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，上述开关模块包括第二开关、第三开关、第四开关和第五开关。具体实现中，第二开关的一端与第三开关的一端为上述开关模块的第一端；第二开关的另一端与第五开关的一端为上述开关模块的第四端，第三开关的另一端与第四开关的一端为上述开关模块的第三端；第四开关的另一端与第五开关的另一端为上述开关模块的第二端；
第一开关与上述开关模块中的目标开关组同时闭合，或者，上述开关模块中的目标开关组在第一时间闭合，第一开关在第二时间闭合，第一时间早于第二时间；其中，开关模块中除了目标开关组之外的其他开关处于关断状态；目标开关组包括第二开关与第四开关，或者第三开关与第五开关。
结合第一方面第四种可能的实现方式或结合第一方面第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，上述可调电流供电模块还包括第一二极管，该第一二极管并联在上述第一放电电容的两端。其中，该第一二极管可以提高上述第一放电电容的放电速度。
结合第一方面第四种可能的实现方式至结合第一方面第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，上述第一开关在断路器关断时闭合。
结合第一方面第四种可能的实现方式至结合第一方面第六种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，上述第一开关在断路器所在的***出现故障时闭合。
第二方面，本申请实施例提供了一种用于断路器的控制电路，该控制电路包括第一线圈、第二线圈、开关模块以及可调电流供电模块；其中，开关模块包括第一端、第二端、第三端和第四端；可调电流供电模块包括第一端、第二端和第三端。具体实现中，开关模块的第一端耦合第一线圈的一端，第一线圈的另一端耦合可调电流供电模块的第一端；可调电流供电模块的第二端耦合开关模块的第二端，开关模块的第三端耦合第二线圈的一端以及可调电流供电模块的第三端，第二线圈的另一端耦合开关模块的第四端。其中，第一线圈和第二线圈均流过第一电流，第一线圈在该第一电流的激励下产生第一磁场，第二线圈在该第一电流的激励下产生第二磁场。开关模块可以控制该第一电流的方向，从而控制第一磁场的方向和第二磁场的方向。可调电流供电模块可以改变该第一电流的大小，从而控制第一磁场的强度和第二磁场的强度。可以理解的是，第一磁场与第二磁场可以控制断路器的导通或关断，第一磁场的方向和第二磁场的方向可以具体控制该断路器是导通还是关断，第一磁场的强度和第二磁场的强度可以具体控制该断路器的导通速度或关断速度。在本申请实施例中，通过改变可调电流供电模块的连接关系，可以降低控制电路的成本。
结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，在第一电流的大小改变的情况下，第一磁场的强度和第二磁场的强度均随之发生改变，相应的，第一磁场和第二磁场相互作用后形成的第三磁场的强度也发生变化；第三磁场分别作用到第一线圈和第二线圈，第一线圈与第二线圈之间的相互作用力也发生变化，该相互作用力的变化影响断路器的导通或关断的速度。
结合第二方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，在第一电流变大的情况下，第一磁场的强度和第二磁场的强度均变大，则第一磁场和第二磁场相互作用后形成的第三磁场的强度也变大，第一线圈与第二线圈之间的相互作用力也变大，从而使得受相互作用力影响的断路器的导通或关断的速度变快。
结合第二方面第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，在第一电流变小的情况下，第一磁场的强度和第二磁场的强度均变小，则第一磁场和第二磁场相互作用后形成的第三磁场的强度也变小，第一线圈与第二线圈之间的相互作用力也变小，从而使得受相互作用力影响的断路器的导通或关断的速度变慢。
结合第二方面或结合第二方面上述任意一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，上述可调电流供电模块包括第一放电电容、第二放电电容和第一开关；第二放电电容与第一开关串联耦合。具体实现中，第二放电电容与第一开关串联耦合后的一端耦合至第一放电电容的一端以及第一线圈的另一端；第一放电电容的另一端耦合开关模块的第二端；第二放电电容与第一开关串联耦合后的另一端耦合至开关模块的第三端以及第二线圈的一端；其中，在第一开关闭合的情况下，第一电流为第一放电电容与第二放电电容的放电电流之和；在第一开关关断的情况下，第一电流为第一放电电容的放电电流。
结合第二方面第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，上述开关模块包括第二开关、第三开关、第四开关和第五开关。具体实现中，第二开关的一端与第三开关的一端为上述开关模块的第一端；第二开关的另一端与第五开关的一端为上述开关模块的第四端，第三开关的另一端与第四开关的一端为上述开关模块的第三端；第四开关的另一端与第五开关的另一端为上述开关模块的第二端；
第一开关、第二开关和第四开关同时闭合，或者，第二开关和第四开关在第一时间闭合，第一开关在第二时间闭合，第一时间早于第二时间；其中，第三开关和第五开关处于关断状态。
结合第二方面第四种可能的实现方式或结合第二方面第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，上述可调电流供电模块还包括第一二极管，该第一二极管并联在上述第一放电电容的两端。其中，该第一二极管可以提高上述第一放电电容的放电速度。
结合第二方面第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，上述可调电流供电模块还包括第二二极管，该第二二极管并联在上述第二放电电容的两端。其中，该第二二极管可以提高上述第二放电电容的放电速度。
结合第二方面第五种可能的实现方式至结合第二方面第七种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，上述可调电流供电模块还包括第六开关，该第六开关的一端耦合至上述第二开关的一端以及上述第五开关的一端，该第六开关的另一端耦合上述第二放电电容与上述第一开关的串联耦合点；其中，第三开关、第五开关和第六开关同时闭合，或者，第三开关和第五开关在第三时间闭合，第六开关在第四时间闭合，第三时间早于第四时间；其中，第一开关、第二开关和第四开关处于关断状态。
结合第二方面第四种可能的实现方式至结合第二方面第八种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式汇总，上述第一开关在断路器关断时闭合。
结合第二方面第四种可能的实现方式至结合第二方面第八种可能的实现方式，在第十种可能的实现方式中，上述第一开关在断路器所在的***出现故障时闭合。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括断路器以及结合第一方面或结合第一方面任意一种可能实现方式中的用于断路器的控制电路。
第四方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括断路器以及结合第二方面或结合第二方面任意一种可能实现方式中的用于断路器的控制电路。
应理解的是，本申请上述多个方面的实现和有益效果可互相参考。
附图说明
图1为现有技术中的断路器的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的电子设备的一结构框图；
图3为本申请实施例提供的用于断路器的控制电路的一结构框图；
图4为本申请实施例提供的可调电流供电模块的一电路图；
图5为本申请实施例提供的用于断路器的控制电路的一电路图；
图6A至图6B为本申请实施例提供的第一线圈和第二线圈的电流方向示意图；
图7为本申请实施例提供的第一电流的一示意图；
图8为本申请实施例提供的第一电流的又一示意图；
图9为本申请实施例提供的用于断路器的控制电路的又一结构框图；
图10为本申请实施例提供的可调电流供电模块的又一电路图；
图11为本申请实施例提供的用于断路器的控制电路的又一电路图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
下面结合附图来对本申请的技术方案的实施作进一步的详细描述。
参见图2，图2为本申请实施例提供的电子设备的一结构框图。如图2所示，电子设备包括断路器20以及控制电路21。其中，断路器20包括静触点和动触点，断路器的静触点耦合在电源22与负载23之间，断路器20的动触点与控制电路21之间具有联动连接关系。控制电路21可以通过控制断路器20的动触点与静触点接触或分离，从而控制断路器20连通电源22与负载23，或者关断电源22与负载23。
需要指出的是，本申请中所描述的“耦合”指的是直接或间接连接。例如，A与B耦合，既可以是A与B直接连接，也可以是A与B之间通过一个或多个其它电学元器件间接连接，例如可以是A与C直接连接，C与B直接连接，从而使得A与B之间通过C实现了连接。
电源22例如可以是动力电池(如镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池等)、蓄电池或光伏板等。可选的，电源22还可以用于耦合上一级电路如AC/DC变换器(Alternating Current/Direct-Currentconverter)或其他DC/DC变换器(如BUCK变换器、BOOST变换器、BUCK-BOOST变换器等)等。换句话说，电源22可以是直接电源，也可以是经过电路传输的间接电源。
负载23例如可以是光伏逆变器、电动汽车、其他DC/DC变换器或DC/AC变换器(Direct-Current/Alternating Currentconverter)等。
在本申请实施例中，控制电路21采用了不一样的电路结构，可以快速控制断路器20导通或关断，并且可以通过改变控制电路21中的第一电流的大小，改变控制电路21带动断路器20的动触点的动作速度，使得断路器20的导通或关断的速度可变。因此控制电路21可以在断路器20无需快速导通或快速关断的情况下，减慢断路器20的导通速度或关断速度，减缓断路器20的动触点与静触点之间的磨损，提高断路器20的使用寿命。
下面结合附图对用于断路器的控制电路的具体结构进行介绍。
参见图3，图3为本申请实施例提供的用于断路器的控制电路的一结构框图。如图3所示，控制电路包括第一线圈L31、第二线圈L32、开关模块311以及可调电流供电模块312。其中，开关模块311包括第一端①、第二端②、第三端③和第四端④。
开关模块311的第一端①耦合第一线圈L31的一端，第一线圈L31的另一端耦合可调电流供电模块312的一端；可调电流供电模块312的另一端耦合开关模块311的第二端②，开关模块311的第三端③耦合第二线圈L32的一端，第二线圈L32的另一端耦合开关模块311的第四端④。
开关模块311中包括多个开关，开关模块311可以具体通过控制多个开关的闭合或关断，以控制流过第一线圈L31和第二线圈L32的电流(即第一电流)的方向。可以理解的是，该第一电流流过第一线圈L31和第二线圈L32时，第一线圈L31在自身电流变化的情况下由电生磁，产生第一磁场。同理的，第二线圈L32也在自身电流变化的情况下由电生磁，产生第二磁场。其中，第一磁场的方向和第二磁场的方向与第一电流的方向有关，而第一磁场的方向与第二磁场的方向决定断路器导通或关断。具体实现中，第一磁场与第二磁场相互作用后形成第三磁场，该第三磁场作用到第一线圈和第二线圈，若该第三磁场使得第一线圈与第二线圈之间的相互作用力表现为吸力，则断路器导通；若该第三磁场使得第一线圈与第二线圈之间的相互作用力表现为斥力，则断路器关断。
可调电流供电模块312可以改变第一电流的大小，该第一电流的大小与第一磁场的强度和第二磁场的强度正相关，则第一磁场与第二磁场相互作用后形成的第三磁场的强度也与第一电流的大小正相关。该第三磁场会分别作用到第一线圈L31和第二线圈L32，该第三磁场的强度与第一线圈L31和第二线圈L32之间的相互作用力的大小正相关。并且，该第一线圈L31和第二线圈L32之间的相互作用力的大小与断路器的导通速度或关断速度正相关。
换句话来说，在可调电流供电模块312增大第一电流的情况下，第一磁场的强度和第二磁场的强度变大，则第一磁场与第二磁场相互作用后形成的第三磁场的强度变大，使得第一线圈L31和第二线圈L32之间的相互作用力增大，断路器的导通或关断的速度变快。或者，在可调电流供电模块312减小第一电流的情况下，第一磁场的强度和第二磁场的强度变小，则第一磁场与第二磁场相互作用后形成的第三磁场的强度变小，使得第一线圈L31和第二线圈L32之间的相互作用力减小，断路器的导通或关断速度变慢。
本申请实施例中控制电路可以控制断路器实现微秒μs级别的快速分断或快速导通，并且控制电路中增加可调电流供电模块，该可调电流供电模块可以控制第一电流的大小，从而控制断路器的导通速度或关断速度，即采用本申请实施例的控制电路，使得断路器的导通速度或关断速度可控。因此，在断路器需要加快关断速度或导通速度时，控制电路可以增大第一电流，然而在断路器需要减慢关断速度或导通速度时，控制电路可以减小第一电流，避免断路器一直快速关断或快速导通，造成动触点与静触点之间不必要的磨损，从而提高断路器的使用寿命。
在一些可行的实施方式中，参见图4，图4为本申请实施例提供的可调电流供电模块的一电路图。如图4所示，可调电流供电模块312可以包括第一放电电容C41、第二放电电容C42和第一开关K41。其中，第二放电电容C42与第一开关K41串联耦合。
具体实现中，第二放电电容C42与第一开关K41串联耦合后的一端耦合至第一放电电容C41的一端以及第一线圈L31的另一端；第二放电电容C42与第一开关K41串联耦合后的另一端耦合至第一放电电容C41的另一端以及开关模块311的第二端②。此时，在第一开关K41闭合的情况下，第一电流为第一放电电容C41与第二放电电容C42的放电电流之和；在第一开关K41关断的情况下，第一电流为第一放电电容C41的放电电流。换句话来说，第一开关K41闭合时，可以增大第一电流，从而增大第一磁场的强度和第二磁场的强度，增大第一磁场与第二磁场相互作用后形成的第三磁场的强度，从而增大第一线圈L31和第二线圈L32之间的相互作用力，加快断路器的导通速度或关断速度。第一开关K41关断时，可以减小第一电流，减小第一磁场的强度和第二磁场相互作用后形成的第三磁场的强度，从而减小第一线圈L31和第二线圈L32之间的相互作用力，减慢断路器的导通速度或关断速度。
示例性的，处理器可以对断路器导通或关断的动作进行识别，在识别到断路器关断时，控制第一开关K41闭合，此时可以实现断路器快速关断。而处理器在识别到断路器导通时，不控制第一开关K41动作(即默认状态为关断)，此时断路器是的导通速度是较慢的。需要说明的是，该处理器可以独立于本申请提供的控制电路存在，可以具体实现为中央处理单元(central processing unit，CPU)、其他通用处理器、数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
本申请实施例通过对断路器的动作进行划分，可以快速分离断路器的动触点与静触点(即加快断路器的关断速度)，以正常速度控制断路器的动触点与静触点接触(即减慢断路器的导通速度)，可以避免断路器只能以一个速度来关断和导通，造成动触点与静触点之间不必要的磨损，安全性好并且可靠性高。
可选的，处理器可以对断路器所在的***进行监测，例如断路器设在电源与负载之间，处理器可以对断路器所在支路的支路电流进行监测，若处理器检测到该支路电流大于安全电流，则确定断路器所在的***出现故障，控制第一开关K41闭合，此时可以实现断路器快速关断。或者，断路器所在***可以具有其他***监测装置，对断路器所在的***进行监测，在监测到***故障时发出故障提示，此时，处理器控制第一开关K41闭合。可以理解的是，本申请实施例不对断路器所在***的故障检测进行限制。本申请实施例通过对断路器所在***进行监测，主要针对出现***故障时需要加快断路器的关断速度的场景，在断路器所在***无故障时可以减慢断路器的导通速度，可以在保证***安全的基础上，提高断路器的使用寿命。
需要说明的是，第一放电电容C41和第二放电电容C42可以是由多个放电电容串并联而成，或者在第一放电电容C41的两端还可以并联其他的放电电容和开关，本申请实施例不对放电电容的数量进行限制。
可选的，在一些可行的实施方式中，可调电流供电模块312例如可以是可调电流源(图中未示出)。
下面结合附图对开关模块311如何改变第一电流的方向，以及可调电流供电模块312如何改变第一电流的大小进行示例性说明。
参见图5，图5为本申请实施例提供的用于断路器的控制电路的一电路图。如图5所示，开关模块311包括第二开关K52、第三开关K53、第四开关K54和第五开关K55；可调电流供电模块312包括第一放电电容C51、第二放电电容C52和第一开关K51。
其中，第二开关K52的一端与第三开关K53的一端为开关模块311的第一端①(即第二开关K52的一端与第三开关K53的一端耦合第一线圈L51的一端a1)；第三开关K53的另一端与第四开关K54的一端为开关模块311的第三端③(即第三开关K53的另一端与第四开关K54的一端耦合第二线圈L52的一端b2)；第二开关K52的另一端与第五开关K55的一端为开关模块311的第四端④(即第二开关K52的另一端与第五开关K55的一端耦合第二线圈L52的另一端a2)；第四开关K54的另一端与第五开关K55的另一端为开关模块311的第二端②(即第四开关K54的另一端与第五开关K55的另一端耦合可调电流供电模块312的另一端)。示例性的，第一放电电容C51的一端以及第二放电电容C52的一端耦合至第一线圈L51的另一端b1，第二放电电容C52的另一端耦合第一开关K51的一端，第一开关K51的另一端以及第一放电电容C51的另一端耦合至第四开关K54的另一端以及第五开关K55的另一端。
进一步的，可调电流供电模块312还可以包括第一二极管D51，第一二极管D51并联在第一放电电容C51的两端。第一二极管D51可以提高第一放电电容C51的放电速度。
在一些可行的实施方式中，第一开关K51与开关模块311中的目标开关组同时闭合，开关模块311中除了目标开关组之外的其他开关处于关断状态。
示例性的，该目标开关组包括第二开关K52与第四开关K54。即第一开关K51、第二开关K52与第四开关K54同时闭合，第三开关K53和第五开关K55处于关断状态。则第一电流(即第一放电电容C41与第二放电电容C42的放电电流之和)依次经过第四开关K54、第二线圈L52的一端b2、第二线圈L52的另一端a2、第二开关K52、第一线圈L51的一端a1以及第一线圈L51的另一端b1形成闭合回路。此时，第一线圈L51和第二线圈L52的电流方向示意图可以如图6A所示，第一电流从第二线圈L52的一端b2流进，从第二线圈L52的另一端a2流出，第二线圈L52的电流方向是逆时针方向，根据右手螺旋定则，第二线圈L52产生的第二磁场的方向为第二线圈L52中的N极方向；同理的，第一电流从第一线圈L51的一端a1流进，从第一线圈L51的另一端b1流出，第一线圈L51的电流方向是顺时针方向，根据右手螺旋定则，第一线圈L51产生的第一磁场的方向为第一线圈L51的N极方向。换句话来说，第一磁场的方向与第二磁场的方向不同，此时第一磁场与第二磁场相互抵消形成的第三磁场。其中，第一线圈L51的N极和第二线圈L52的N极相斥，第一线圈L51沿远离第二线圈L52的方向移动，从而带动断路器的动触点与静触点分离(即断路器关断)。由于此时第一开关K51闭合，第一电流是第一放电电容C41与第二放电电容C42的放电电流之和，第一磁场的强度和第二磁场的强度相较于第一开关K51关断时的强度要大，则此时断路器的关断速度提高。
进一步的，在一些可行的实施方式中，第一开关K51与开关模块311中的目标开关组同时闭合，开关模块311中除了目标开关组之外的其他开关处于关断状态。
示例性的，该目标开关组包括第三开关K53与第五开关K55。即第一开关K51、第三开关K53和第五开关K55同时闭合，第二开关K52与第四开关K54处于关断状态。则第一电流(即第一放电电容C41与第二放电电容C42的放电电流之和)依次经过第五开关K55、第二线圈L52的另一端a2、第二线圈L52的一端b2、第三开关K53、第一线圈L51的一端a1以及第一线圈L51的另一端b1形成闭合回路。此时，第一线圈L51和第二线圈L52的电流方向示意图可以如图6B所示，第一电流从第二线圈L52的另一端a2流进，从第二线圈L52的一端b2流出，第二线圈L52的电流方向是顺时针方向，根据右手螺旋定则，第二线圈L52产生的第二磁场的方向为第二线圈L52中的N极方向；同理的，第一电流从第一线圈L51的一端a1流进，从第一线圈L51的另一端b1流出，第一线圈L51的电流方向是顺时针方向，根据右手螺旋定则，第一线圈L51产生的第一磁场的方向为第一线圈L51的N极方向。换句话来说，第一磁场的方向与第二磁场的方向相同，此时第一磁场与第二磁场相互叠加形成的第三磁场。其中，第一线圈L51的N极和第二线圈L52的S极相吸，第一线圈L51沿靠近第二线圈L52的方向移动，从而带动断路器的动触点与静触点接触(即断路器导通)。由于此时第一开关K51闭合，第一电流是第一放电电容C41与第二放电电容C42的放电电流之和，第一磁场的强度和第二磁场的强度相较于第一开关K51关断时的强度要大，则此时断路器的导通速度提高。
图6A和图6B应当理解为只是对第一线圈L51和第二线圈L52的电流方向进行示例性说明，并不应当理解为限制。总的来说，第一线圈L51与第二线圈L52可以在第一电流的作用下分别产生磁场，具体的目标开关组可以根据第一线圈L51与第二线圈L52的绕线方式以及具体连接方式确定，此处不一一列举。
在一些可行的实施方式中，参见图7，图7为本申请实施例提供的第一电流的一示意图。如图7所示，第一开关K51与开关模块311中的目标开关组同时闭合时，第一电流的电流变化如图7中示出的曲线1所示。
示例性的，开关模块311中的目标开关组先于第一开关K51闭合。例如，第二开关K52与第四开关K54在第一时间t71闭合，第一开关K51在第二时间t72闭合，第三开关K53和第五开关K55处于关断状态；或者第三开关K53和第五开关K55在第一时间t71闭合，第一开关K51在第二时间t72闭合，第二开关K52与第四开关K54处于关断状态。示例性的，第一时间t71与第二时间t72相隔20us。
此时，第一电流的电流变化如图7中示出的曲线2所示。即在第二时间t72之前，第一电流是由第一放电电容C41提供的，在第二时间t72之后，第一电流由第一放电电容C41与第二放电电容C42同时提供。由图7可以看出，虽然曲线1的电流幅值很大，但是曲线1的电流使用效率不高，即第一开关和目标开关组同时闭合时第一电流的使用效率不高。实施本申请实施例，可以提高第一电流的使用效率。
进一步的，在一些可行的实施方式中，若在第一放电电容C51的两端还并联有其他放电支路，该放电支路也是放电电容和开关，则可以对各个放电支路中的各个开关采取不同时间闭合的控制方法，得到图8中示出的第一电流的电流变化示意图。
在一些可行的实施方式中，参见图9，图9为本申请实施例提供的用于断路器的控制电路的又一结构框图。如图9所示，控制电路包括第一线圈L91、第二线圈L92、开关模块911以及可调电流供电模块912。其中，开关模块911包括第一端①、第二端②、第三端③和第四端④。
开关模块911的第一端①耦合第一线圈L91的一端，第一线圈L91的另一端耦合可调电流供电模块912的第一端；可调电流供电模块912的第二端耦合开关模块911的第二端②，开关模块911的第三端③耦合第二线圈L92的一端以及可调电流供电模块912的第三端，第二线圈L92的另一端耦合开关模块911的第四端④。
本申请实施例与前文结合图3所描述的实施的区别在于，可调电流供电模块912的连接关系。具体实现中，可调电流供电模块912具有三端，相较于图3中示出的可调电流供电模块312，本申请实施例提供的可调电流供电模块912还与开关模块911的第三端③以及第二线圈L92的一端耦合。其中，该可调电流供电模块912还是可以改变第一电流的大小，该第一电流的大小与第一磁场的强度和第二磁场的强度有关，则第一磁场与第二磁场相互作用后形成的第三磁场的强度也与第一电流的大小正相关。该第三磁场会分别作用到第一线圈L91和第二线圈L92，该第三磁场的强度与第一线圈L91和第二线圈L92之间的相互作用力的大小正相关。并且，第一线圈L91和第二线圈L92之间的相互作用力的大小与断路器的导通速度或关断速度正相关。
开关模块911可以参考前文结合图3所描述的开关模块311，此处不作赘述。
在本申请实施例中，通过改变可调电流供电模块的连接关系，可以降低控制电路的成本。
在一些可行的实施方式中，参见图10，图10为本申请实施例提供的可调电流供电模块的一电路图。如图10所示，可调电流供电模块912可以包括第一放电电容C101、第二放电电容C102和第一开关K101。其中，第二放电电容C102与第一开关K101串联耦合。
具体实现中，第二放电电容C102与第一开关K101串联耦合后的一端耦合至第一放电电容C101的一端以及第一线圈L101的另一端b1；第一放电电容C101的另一端耦合开关模块911的第二端②；第二放电电容C102与第一开关K101串联耦合后的另一端耦合至开关模块911的第三端③以及第二线圈L102的一端b2。此时，在第一开关K101闭合的情况下，第一电流为第一放电电容C101与第二放电电容C102的放电电流之和；在第一开关K101关断的情况下，第一电流为第一放电电容C101的放电电流。换句话来说，第一开关K101闭合时，可以增大第一电流，从而增大第一磁场的强度和第二磁场的强度，增大第一磁场与第二磁场相互作用后形成的第三磁场的强度，从而增大第一线圈L91和第二线圈L92之间的相互作用力，加快断路器的导通速度或关断速度。第一开关K101关断时，可以减小第一电流，从而减小第一磁场的强度和第二磁场相互作用后形成的第三磁场的强度，从而减小第一线圈L91和第二线圈L92之间的相互作用力，减慢断路器的导通速度或关断速度。
示例性的，处理器可以对断路器导通或关断的动作进行识别，在识别到断路器关断时，闭合第一开关K101，此时可以加快断路器的关断速度，减慢断路器的导通速度。
可选的，处理器可以对断路器所在的***进行监测，例如断路设在电源与负载之间，可以对断路器所在支路的支路电流进行监测，若检测到该支路电流大于安全电流，则确定断路器所在的***出现故障，闭合第一开关K101，此时可以实现断路器快速关断。或者，断路器所在***可以具有其他***监测装置，对断路器所在的***进行监测，在监测到***故障时发出故障提示，此时，闭合第一开关K101。
需要说明的是，第一放电电容C101和第二放电电容C102可以是由多个放电电容串并联而成，或者在第一放电电容C101的两端还可以并联其他的放电电容和开关，本申请实施例不对放电电容的数量进行限制。
可选的，在一些可行的实施方式中，可调电流供电模块912例如可以是可调电流源(图中未示出)。
下面结合附图对开关模块911如何改变第一电流的方向，以及可调电流供电模块912如何改变第一电流的大小进行示例性说明。
参见图11，图11为本申请实施例提供的用于断路器的控制电路的一电路图。如图11所示，开关模块911包括第二开关K112、第三开关K113、第四开关K114和第五开关K115；可调电流供电模块312包括第一放电电容C111、第二放电电容C112和第一开关K111。
其中，第二开关K112的一端与第三开关K113的一端为开关模块911的第一端①(即第二开关K112的一端与第三开关K113的一端耦合第一线圈L111的一端a1)；第三开关K113的另一端与第四开关K114的一端为开关模块911的第三端③(即第三开关K113的另一端、第四开关K114的一端以及第一开关K111的一端耦合第二线圈L112的一端b2)；第二开关K112的另一端与第五开关K115的一端为开关模块911的第四端④(即第二开关K112的另一端与第五开关K115的一端耦合第二线圈L112的另一端a2)；第四开关K114的另一端与第五开关K115的另一端为开关模块911的第二端②(即第四开关K114的另一端与第五开关K115的另一端耦合第一放电电容C111的另一端)；第一放电电容C111的一端以及第二放电电容C112的一端耦合至第一线圈L111的另一端b1，第二放电电容C112的另一端耦合第一开关K111的另一端。
进一步的，可调电流供电模块912还可以包括第一二极管D111，第一二极管D111并联在第一放电电容C111的两端。第一二极管D111可以提高第一放电电容C111的放电速度。
可选的，可调电流供电模块912还可以包括第二二极管D112，第二二极管D112并联在第二放电电容C112的两端。第二二极管D112可以提高第二放电电容C112的放电速度。
在一些可行的实施方式中，第一开关K111、第二开关K112和第四开关K114同时闭合，第三开关K113和第五开关K115处于关断状态。则第一放电电容C111的放电电流经过第四开关K114，以及第二放电电容C112的放电电流经过第一开关K111之后，在第二线圈L52的一端b2处汇合，然后依次经过第二线圈L112的另一端a2、第二开关K111、第一线圈L111的一端a1以及第一线圈L111的另一端b1形成闭合回路。此时，第一线圈L111和第二线圈L112的电流方向示意图可以如图6A所示，具体实现可以参考前文结合图6A的描述，此处不作赘述。相对于前文结合图5所描述的实施例，前文结合图5所描述的实施例是两个放电电容的放电电流同时经过同一个开关(例如第四开关)，而在本申请实施例中，第四开关上只需要承担第一放电电容的放电电流，第一开关上只需要承担第二放电电容的放电电流，因此本申请实施例中可以选用额定电流较小的第四开关，由于额定电流的大小与开关的成本正相关，所以可以在保证使用安全的情况下，本申请实施例通过选用额定电流较小的第四开关来降低控制电路的成本。
可选的，第二开关K112和第四开关K114在第一时间闭合，第一开关K111在第二时间闭合，其中，第一时间早于所述第二时间。并且，第三开关K113和第五开关K115处于关断状态。此时，第一电流的变化可以参考前文结合图7和图8所描述的实施例，此处不作赘述。
在一些可行的实施方式中，可调电流供电模块912还包括第六开关K116，第六开关K116的一端耦合至第二开关K112的一端以及第五开关K115的一端，第六开关K116的另一端耦合第二放电电容C112与第一开关K111的串联耦合点。
其中，第三开关K113、第五开关K115和第六开关K116同时闭合，第一开关K111、第二开关K112和第四开关K114处于关断状态。则第一放电电容C111的放电电流经过第五开关K115，以及第二放电电容C112的放电电流经过第六开关K116之后，在第二线圈L52的另一端a2处汇合，然后依次经过第二线圈L112的一端b2、第三开关K113、第一线圈L111的一端a1以及第一线圈L111的另一端b1形成闭合回路。此时，第一线圈L111和第二线圈L112的电流方向示意图可以如图6B所示，具体实现可以参考前文结合图6B的描述，此处不作赘述。同理的，在本申请实施例中，第五开关上只需要承担第一放电电容的放电电流，第六开关上只需要承担第二放电电容的放电电流，因此本申请实施例中可以选用额定电流较小的第五开关，由于额定电流的大小与开关的成本正相关，所以可以在保证使用安全的情况下，本申请实施例通过选用额定电流较小的第五开关来降低控制电路的成本。
可选的，第三开关K113和第五开关K115在第三时间闭合，第六开关K116在第四时间闭合，其中，第三时间早于第四时间。并且，第一开关K111、第二开关K112和第四开关K114处于关断状态。此时，第一电流的变化可以参考前文结合图7和图8所描述的实施例，此处不作赘述。
示例性的，本申请中的各个开关可以具体实现为可以是三极管或金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)等。
需要说明的是，上述术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (22)

1.一种用于断路器的控制电路，其特征在于，所述控制电路包括第一线圈、第二线圈、开关模块以及可调电流供电模块；其中，所述开关模块包括第一端、第二端、第三端和第四端；
所述开关模块的第一端耦合所述第一线圈的一端，所述第一线圈的另一端耦合所述可调电流供电模块的一端；所述可调电流供电模块的另一端耦合所述开关模块的第二端，所述开关模块的第三端耦合所述第二线圈的一端，所述第二线圈的另一端耦合所述开关模块的第四端；
所述开关模块，用于控制第一电流的方向；其中，所述第一电流流过所述第一线圈和所述第二线圈；
所述可调电流供电模块，用于改变所述第一电流的大小；所述第一电流用于激励所述第一线圈产生第一磁场以及激励所述第二线圈产生第二磁场；所述第一磁场与所述第二磁场相互作用，以控制所述断路器的导通或关断。
2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，在所述第一电流的大小改变的情况下，所述第一磁场的强度和所述第二磁场的强度均随之发生改变，相应的，所述第一磁场和所述第二磁场相互作用后形成的第三磁场的强度也发生变化；所述第三磁场分别作用到所述第一线圈和所述第二线圈，所述第一线圈与所述第二线圈之间的相互作用力也发生变化，该相互作用力的变化影响所述断路器的导通或关断的速度。
3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，在所述第一电流变大的情况下，所述第一磁场的强度和所述第二磁场的强度均变大，则所述第一磁场和所述第二磁场相互作用后形成的第三磁场的强度也变大，所述第一线圈与所述第二线圈之间的相互作用力也变大，从而使得受所述相互作用力影响的所述断路器的导通或关断的速度变快。
4.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，在所述第一电流变小的情况下，所述第一磁场的强度和所述第二磁场的强度均变小，则所述第一磁场和所述第二磁场相互作用后形成的第三磁场的强度也变小，所述第一线圈与所述第二线圈之间的相互作用力也变小，从而使得受所述相互作用力影响的所述断路器的导通或关断的速度变慢。
5.根据权利要求1-4任一项所述的控制电路，其特征在于，所述可调电流供电模块包括第一放电电容、第二放电电容和第一开关；所述第二放电电容与所述第一开关串联耦合；
所述第二放电电容与所述第一开关串联耦合后的一端耦合至所述第一放电电容的一端以及所述第一线圈的另一端；所述第二放电电容与所述第一开关串联耦合后的另一端耦合至所述第一放电电容的另一端以及所述开关模块的第二端；
其中，在所述第一开关闭合的情况下，所述第一电流为所述第一放电电容与所述第二放电电容的放电电流之和；在所述第一开关关断的情况下，所述第一电流为所述第一放电电容的放电电流。
6.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述开关模块包括第二开关、第三开关、第四开关和第五开关；
所述第二开关的一端与所述第三开关的一端为所述开关模块的第一端；所述第二开关的另一端与所述第五开关的一端为所述开关模块的第四端，所述第三开关的另一端与所述第四开关的一端为所述开关模块的第三端；所述第四开关的另一端与所述第五开关的另一端为所述开关模块的第二端；
所述第一开关与所述开关模块中的目标开关组同时闭合，或者，所述开关模块中的目标开关组在第一时间闭合，所述第一开关在第二时间闭合，所述第一时间早于第二时间；其中，所述开关模块中除了所述目标开关组之外的其他开关处于关断状态；所述目标开关组包括所述第二开关与所述第四开关，或者所述第三开关与所述第五开关。
7.根据权利要求5或6所述的控制电路，其特征在于，所述可调电流供电模块还包括第一二极管，所述第一二极管并联在所述第一放电电容的两端；
所述第一二极管用于提高所述第一放电电容的放电速度。
8.根据权利要求5-7任一项所述的控制电路，其特征在于，所述第一开关在所述断路器关断时闭合。
9.根据权利要求5-7任一项所述的控制电路，其特征在于，所述第一开关在所述断路器所在的***出现故障时闭合。
10.一种用于断路器的控制电路，其特征在于，所述控制电路包括第一线圈、第二线圈、开关模块以及可调电流供电模块；其中，所述开关模块包括第一端、第二端、第三端和第四端；所述可调电流供电模块包括第一端、第二端和第三端；
所述开关模块的第一端耦合所述第一线圈的一端，所述第一线圈的另一端耦合所述可调电流供电模块的第一端；所述可调电流供电模块的第二端耦合所述开关模块的第二端，所述开关模块的第三端耦合所述第二线圈的一端以及所述可调电流供电模块的第三端，所述第二线圈的另一端耦合所述开关模块的第四端；
所述开关模块，用于控制第一电流的方向；其中，所述第一电流流过所述第一线圈和所述第二线圈；
所述可调电流供电模块，用于改变所述第一电流的大小；所述第一电流用于激励所述第一线圈产生第一磁场以及激励所述第二线圈产生第二磁场；所述第一磁场与所述第二磁场相互作用，以控制所述断路器的导通或关断。
11.根据权利要求10所述的控制电路，其特征在于，在所述第一电流的大小改变的情况下，所述第一磁场的强度和所述第二磁场的强度均随之发生改变，相应的，所述第一磁场和所述第二磁场相互作用后形成的第三磁场的强度也发生变化；所述第三磁场分别作用到所述第一线圈和所述第二线圈，所述第一线圈与所述第二线圈之间的相互作用力也发生变化，该相互作用力的变化影响所述断路器的导通或关断的速度。
12.根据权利要求10所述的控制电路，其特征在于，在所述第一电流变大的情况下，所述第一磁场的强度和所述第二磁场的强度均变大，则所述第一磁场和所述第二磁场相互作用后形成的第三磁场的强度也变大，所述第一线圈与所述第二线圈之间的相互作用力也变大，从而使得受所述相互作用力影响的所述断路器的导通或关断的速度变快。
13.根据权利要求10所述的控制电路，其特征在于，在所述第一电流变小的情况下，所述第一磁场的强度和所述第二磁场的强度均变小，则所述第一磁场和所述第二磁场相互作用后形成的第三磁场的强度也变小，所述第一线圈与所述第二线圈之间的相互作用力也变小，从而使得受所述相互作用力影响的所述断路器的导通或关断的速度变慢。
14.根据权利要求10-13任一项所述的控制电路，其特征在于，所述可调电流供电模块包括第一放电电容、第二放电电容和第一开关；所述第二放电电容与所述第一开关串联耦合；
所述第二放电电容与所述第一开关串联耦合后的一端耦合至所述第一放电电容的一端以及所述第一线圈的另一端；所述第一放电电容的另一端耦合所述开关模块的第二端；所述第二放电电容与所述第一开关串联耦合后的另一端耦合至所述开关模块的第三端以及所述第二线圈的一端；
其中，在所述第一开关闭合的情况下，所述第一电流为所述第一放电电容与所述第二放电电容的放电电流之和；在所述第一开关关断的情况下，所述第一电流为所述第一放电电容的放电电流。
15.根据权利要求14所述的控制电路，其特征在于，所述开关模块包括第二开关、第三开关、第四开关和第五开关；
所述第二开关的一端与所述第三开关的一端为所述开关模块的第一端；所述第二开关的另一端与所述第五开关的一端为所述开关模块的第四端，所述第三开关的另一端与所述第四开关的一端为所述开关模块的第三端；所述第四开关的另一端与所述第五开关的另一端为所述开关模块的第二端；
所述第一开关、所述第二开关和所述第四开关同时闭合，或者，所述第二开关和所述第四开关在第一时间闭合，所述第一开关在第二时间闭合，所述第一时间早于所述第二时间；其中，所述第三开关和所述第五开关处于关断状态。
16.根据权利要求14或15所述的控制电路，其特征在于，所述可调电流供电模块还包括第一二极管，所述第一二极管并联在所述第一放电电容的两端；
所述第一二极管用于提高所述第一放电电容的放电速度。
17.根据权利要求16所述的控制电路，其特征在于，所述可调电流供电模块还包括第二二极管，所述第二二极管并联在所述第二放电电容的两端；
所述第二二极管用于提高所述第二放电电容的放电速度。
18.根据权利要求15-17任一项所述的控制电路，其特征在于，所述可调电流供电模块还包括第六开关，所述第六开关的一端耦合至所述第二开关的一端以及所述第五开关的一端，所述第六开关的另一端耦合所述第二放电电容与所述第一开关的串联耦合点；其中，
所述第三开关、所述第五开关和所述第六开关同时闭合，或者，所述第三开关和所述第五开关在第三时间闭合，所述第六开关在第四时间闭合，所述第三时间早于第四时间；其中，所述第一开关、第二开关和第四开关处于关断状态。
19.根据权利要求14-18任一项所述的控制电路，其特征在于，所述第一开关在所述断路器关断时闭合。
20.根据权利要求14-18任一项所述的控制电路，其特征在于，所述第一开关在所述断路器所在的***出现故障时闭合。
21.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括断路器以及如权利要求1-9任一项所述的用于断路器的控制电路。
22.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括断路器以及如权利要求10-20任一项所述的用于断路器的控制电路。
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