CN201514560U - 智能塑壳断路器控制器的电路 - Google Patents
智能塑壳断路器控制器的电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201514560U CN201514560U CN2009201897682U CN200920189768U CN201514560U CN 201514560 U CN201514560 U CN 201514560U CN 2009201897682 U CN2009201897682 U CN 2009201897682U CN 200920189768 U CN200920189768 U CN 200920189768U CN 201514560 U CN201514560 U CN 201514560U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- power
- mcu
- power supply
- diode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种智能塑壳断路器控制器的电路。本实用新型提供了如下技术方案：一种智能塑壳断路器控制器的电路，包括有整流滤波电路、电源电路、脱扣电路、单片机电路、采集电路及控制操作电路，辅助电源电路，电源电路包括有直流斩波稳压电路及电源转换电路，单片机电路为MCU电路，控制操作电路为人机操作键面电路，采集电路由四个集成放大电路、通道选择电路和低通滤波电路构成，整流滤波电路及辅助电源电路分别与电源电路的输入端口连接，电源电路的输出端口分别与采集电路、单片机电路、脱扣电路及控制操作电路的输入端口连接。通过采用上述技术方案，提供了一种简单、成本低廉、抗电磁兼容特性好的智能塑壳断路器控制器的电路。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种智能塑壳断路器，特别涉及一种智能塑壳断路器控制器的电路。
背景技术
低压断路器已成为一种典型的机电一体化产品，其中塑壳断路器的保护性能在很大程度上取决于脱扣器的性能。传统的塑壳断路器为得到不同的保护性能，需要配置不同的脱扣器，如电磁式脱扣器、热脱扣器和延时脱扣器，而上述脱扣器的主要缺点是动作时间和保护精度低、参数整定困难。
随着该领域技术人员的研发，市场上也出现了一些智能控制器，智能控制器充分采用了微处理器技术，大大提高了检测速度和精度，参数整定也变得非常简捷，而且一个智能控制器可实现几个传统意义上的脱扣器的保护性能，实现了保护性能的选择性、速动性、可靠性和安全性。
但目前的智能控制器为实现上述优点及提高抗电磁兼容特性，采用及其复杂的电子线路设计，导致集成度和可靠度降低、线路板占用空间大、产品成本高。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种简单、成本低廉、抗电磁兼容特性好的智能塑壳断路器控制器的电路。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种智能塑壳断路器控制器的电路，包括有整流滤波电路、电源电路、脱扣电路、单片机电路、采集电路及控制操作电路，还包括有辅助电源电路，所述的电源电路包括有直流斩波稳压电路及电源转换电路，单片机电路为MCU电路及MCU所需的外部电路，控制操作电路为人机操作键面电路，所述的采集电路由四个集成放大电路、通道选择电路和低通滤波电路构成，所述的整流滤波电路及辅助电源电路分别与电源电路的输入端口连接，电源电路的输出端口分别与采集电路、单片机电路、脱扣电路及控制操作电路的输入端口连接，所述采集电路的输出端口与MCU电路的输入端口连接，构成信号的传输，MCU电路与控制操作电路相互导通。
本实用新型进一步设置为：所述的电源转换电路为DC-DC 5V电路、DC-DC-5V电路及DC-DC 3.3V电路，所述的人机操作键面电路包括参数整定电路、显示电路，所述的MCU电路还与MCU所需外部电路连接，所述电源电路的输出端口与MCU所需外部电路的输入端口连接，MCU所需外部电路包括有复位电路、外接时钟电路、外部晶振电路、JTAG接口、通讯接口。
本实用新型更进一步设置为：所述的整流滤波电路包括有整流电路及滤波电路，其中二极管D1-D8构成整流电路，滤波电容C9-C13构成滤波电路，二极管D1-D8及滤波电容C9-C12的一端接点与接线座连接，另一端接点与电源电路连接，交流电流信号经二极管D1-D8和滤波电容C9-C13变为直流信号。
本实用新型更进一步设置为：所述的电源电路中的直流斩波稳压电路由电阻D29-D32、电容C14、MOS管Q1及IC5集成电路构成，并控制电源电压，提供给脱扣电路、DC-DC 5V电路、DC-DC-5V电路、DC-DC 3.3V电路使用，电容C15为储能电容，D10为保护二极管，二极管D13、D15A、D15B构成一个电源自动选择开关，当主电源和辅助电源同时供电时二极管D15A、D15B反向截止选择主电源供电，主电源关闭时二极管D15A、D15B导通辅助电源工作，滤波电容C16-C19和IC6集成电路产生一个直流5V的电源，滤波电容C18-C21和IC7集成电路产生一个直流-5V的电源，提供给IC1、IC2和IC3、IC4集成电路使用，滤波电容C22-C24和IC8集成电路产生一个直流3.3V的电源，提供给后续的单片机电路和控制操作电路。
本实用新型更进一步设置为：所述的脱扣电路包括有分压电阻R33、R34、抗干扰电容C25、MOS管Q2、续流二极管D11和接线座J6、其中磁通变换器连接在J6接线座上，所述的采集电路经R1-R8、对应连接到IC1集成电路构成中四个完全相同的放大电路，其中R9-R12和IC3、IC4集成电路构成一个大、小采集通道选择电路，电阻R13-R20和电容C1-C8、C33-C36对应连接到IC2集成电路中构成四个完全相同的低通滤波电路，电阻R21-R28构成采样电压提升电路，以满足MCU所能处理的信号。
上述特征中整流滤波电路将交流电流变为直流信号后供电源电路使用，整流后的直流电流经电源电路中的瞬态电压抑制二极管，瞬态电压抑制二极管在电路中能够有效的抑制传导干扰，提高抗电磁兼容特性；电源电路中的直流斩波稳压电路及电源转换电路(DC-DC 5V电路、DC-DC-5V电路及DC-DC 3.3V电路)其中直流斩波稳压电路能有效的防止电源过压和浪涌，为脱扣电路提供电源，而且由于配备一个储能电容C15在磁通变换器脱扣瞬间提供能量补偿，能够使磁通变换器更加可靠的脱扣，辅助电源电路的设置则是为了使电源能够不间断的供电，采集电路由四个集成放大电路、通道选择电路和低通滤波电路构成能提高采集数据的精度；人机操作键面电路的设置为操作人员的操作提供了方便，而MCU电路能够有效的提高抗扰度能力，保证了整个***的正常运行，极大限度的提高了断路器工作的可靠度；低功耗的电路设计，降低了智能控制器的功耗，减少了功率管的发热量，提高了断路器的平均无故障时间，更重要的是低功耗可以加速智能控制器的启动时间，如果断路器在配电线路故障状态时合闸，这一特性保障了智能控制器迅速启动保护功能，完成断路器的分断，起到保护配电线路的同时又保护了断路器。
下面结合附图对本实用新型作进一步描述：
附图说明
图1为本实用新型实施例的原理框图；
图2为本实用新型实施例中整流滤波电路的电路图；
图3为本实用新型实施例中电源电路的电路图；
图4为本实用新型实施例中采集电路的电路图；
图5为本实用新型实施例中脱扣电路的电路图；
图6为本实用新型实施例中人机操作键面电路的电路图；
图7为本实用新型实施例中MCU电路的电路图；
图8为本实用新型实施例中MCU所需***电路的电路图。
具体实施方式
如图1所示的一种智能塑壳断路器控制器的电路，包括有整流滤波电路、电源电路、脱扣电路、单片机电路、采集电路及控制操作电路，还包括有辅助电源电路，所述的电源电路包括有直流斩波稳压电路及电源转换电路，单片机电路为MCU电路及MCU所需的外部电路，控制操作电路为人机操作键面电路，所述的采集电路由四个集成放大电路、通道选择电路和低通滤波电路构成，所述的整流滤波电路及辅助电路分别与电源电路的输入端口连接，电源电路的输出端口分别与采集电路、单片机电路、脱扣电路及人机操作键面电路的输入端口连接，所述采集电路的输出端口与MCU电路的输入端口连接，构成信号的传输，MCU电路与人机操作键面电路相互导通。本电路特别适用于采用速饱和互感器提供供电，空心互感器提供采集的双重互感器的二极或二极以上的智能塑壳断路器，用户可通过按键方式的整定参数，并且能实现显示当前每相电流的大小和断路器的运行状况。以及低功耗的电路设计、合理的采集通道设计和很强的抗电磁兼容特性，实现了断路器的选择性、速动性、可靠性和安全性，电路简单、通用性强、成本低廉的优点。
在本实用新型实施例中，所述的电源转换电路为DC-DC 5V(VDD)电路、DC-DC-5V(VEE)电路及DC-DC 3.3V(VCC)电路，所述的控制操作电路包括参数整定电路、显示电路。MCU电路还与MCU所需***电路连接，所述电源电路的输出端口与MCU所需***电路的输入端口连接，MCU所需***电路包括有复位电路、外接时钟电路、外部晶振电路、JTAG接口、通讯接口。
如图2所示，在智能塑壳断路器各极中的速饱和互感器感应出主回路电源的交流电流信号，经二极管D1-D8构成整流电路和滤波电容C9-C13后变为直流电流，供后续的电源电路使用。如图3所示，电源电路包括直流斩波稳压电路、DC-DC 5V(VDD)电路、DC-DC-5V(VEE)电路和DC-DC 3.3V(VCC)电路。整流后的直流信号，经瞬态电压抑制二极管D9，瞬态电压抑制二极管在电路中能有效的抑制传导干扰，提高抗电磁兼容特性。电阻R29-R32、电容C14、MOS管Q1(IRF540N)和IC5(HT7050)集成电路构成直流斩波稳压电路，使电源电压控制在18V，提供给脱扣电路、DC-DC 5V(VDD)电路、DC-DC-5V(VEE)电路、DC-DC 3.3V(VCC)电路使用。储能电容C15，在磁通变换器脱扣瞬间，通过放电给磁通变换器脱扣提供能量补偿，能使磁通变换器更加可靠的脱扣。D10为保护二极管，二极管D13、D15A、D15B构成一个电源自动选择开关，当主电源和辅助电源同时供电时二极管D15A、D15B反向截至选择主电源供电，主电源关闭时二极管D15A、D15B导通辅助电源工作。滤波电容C16-C19和IC6(LM1117)集成电路产生一个直流5V(VDD)的电源，滤波电容C18-C21和IC7(SP6661)集成电路产生一个直流-5V(VEE)的电源，提供给IC1、IC2(LM2902)和IC3、IC4(MC74HC4053)集成电路使用。滤波电容C22-C24和IC8(LM1117)集成电路产生一个直流3.3V(VCC)的电源，提供给后续的MCU电路、MCU所需外部电路、人机操作键面电路使用。参见图5，分压电阻R33、R34、抗干扰电容C25、MOS管Q2(STD35NF06L)、续流二极管D11和接线座J6构成脱扣电路，其中磁通变换器连接在J6接线座上。抗干扰电容C25，提高控制器电路的抗扰度能力。
如图4所示，在智能塑壳断路器各极中的空心互感器感应出主回路电源的交流电压信号，经由电阻R1-R8、对应连接到IC1(LM2902)集成电路中构成四个完全相同的放大电路，其中R9-R12和IC3、IC4(MC74HC4053)集成电路构成一个大、小采集通道选择电路。控制器可以根据一次电流的大小自动选择合理得采集通道，提高了采样数据的精度。电阻R13-R20和电容C1-C8、C33-C36对应连接到IC2(LM2902)集成电路中构成四个完全相同的低通滤波电路，电阻R21-R28构成采样电压提升电路，以满足MCU所能处理的信号。放大处理后的信号连接到MCU电路(图7)12BITS ADC的对应端口上。采集通道采用1KHZ的低通滤波电路，这样可以真实反映基波到20次谐波的情况。
如图6所示，人机操作键面电路包括参数整定电路、显示电路，对应连接到MCU电路的端口上。上拉电阻R45-R48和按键K1-K4构成参数整定电路，用户可以通过按键简捷地操作智能塑壳短路器；限流电阻R37-R44通过总线和U1数码管、D1-D19发光二极连接最后通过IC1O(UL2003)管构成显示电路。这种显示电路能使软件控制更加方便。
如图7所示，MCU选用低功耗的16BITS精简指令***(RISC)的MSP430F147，它具有12BITS的ADC采用自动扫描方式完成转换，一次可以完成全部通道的数据转换，实现高精度的等周期采样，能使断路器精确并迅速的响应故障。如图8所示，MCU所需外部电路包括复位电路、外接时钟电路、JTAG接口、通讯接口、外部晶振电路，对应连接到MCU电路的端口上。电容C28-C31构成MCU电源滤波电容，能有效地提高抗扰度能力；R35构成MCU内部时钟的外接电阻，采用MCU内部时钟的外接电阻能使时钟更加精确，从而提高了断路器的保护精度；J8接线座构成一个通讯接口，这样可以通过和外部通讯模块连接能简便的实现通讯；J7接线座构成一个JTAG接口便于程序的修改和升级；电阻R36、电容C32和IC11(LP3470)集成电路构成MCU所需的复位电路，电容C26、C27和OSC1构成一个外部晶振电路。因为采用双时钟***，平时使用外部时钟电路作为主时钟，一旦***出现故障内部数字时钟立即自动启动工作，从而保障了整个***的正常运行，极大限度的提高了断路器工作的可靠性。
Claims (5)
1.一种智能塑壳断路器控制器的电路，包括有整流滤波电路、电源电路、脱扣电路、单片机电路、采集电路及控制操作电路，其特征在于：还包括有辅助电源电路，所述的电源电路包括有直流斩波稳压电路及电源转换电路，单片机电路为MCU电路及MCU所需的外部电路，控制操作电路为人机操作键面电路，所述的采集电路由四个集成放大电路、通道选择电路和低通滤波电路构成，所述的整流滤波电路及辅助电源电路分别与电源电路的输入端口连接，电源电路的输出端口分别与采集电路、单片机电路、脱扣电路及控制操作电路的输入端口连接，所述采集电路的输出端口与MCU电路的输入端口连接，构成信号的传输，MCU电路与人机操作键面电路相互导通。
2.根据权利要求1所述的智能塑壳断路器控制器的电路，其特征在于：所述的电源转换电路为DC-DC 5V电路、DC-DC-5V电路及DC-DC 3.3V电路，所述的人机操作键面电路包括参数整定电路、显示电路，所述的MCU电路还与MCU所需外部电路连接，所述电源电路的输出端口与MCU所需外部电路的输入端口连接，MCU所需外部电路包括有复位电路、外接时钟电路、外部晶振电路、JTAG接口、通讯接口。
3.根据权利要求1所述的智能塑壳断路器控制器的电路，其特征在于：所述的整流滤波电路包括有整流电路及滤波电路，其中二极管D1-D8构成整流电路，滤波电容C9-C13构成滤波电路，二极管D1-D8及滤波电容C9-C12的一端接点与接线座连接，另一端接点与电源电路连接，将交流电流信号经二极管D1-D8和滤波电容C9-C13变为直流信号。
4.根据权利要求1或2所述的智能塑壳断路器控制器的电路，其特征在于：所述的电源电路中的直流斩波稳压电路由电阻R29-R32、电容C14、MOS管Q1及IC5集成电路构成，并控制电源电压，提供给脱扣电路、DC-DC 5V电路、DC-DC-5V电路、DC-DC 3.3V电路使用，电容C15为储能电容，D10为保护二极管，二极管D13、D15A、D15B构成一个电源自动选择开关，当主电源和辅助电源同时供电时二极管D15A、D15B反向截止选择主电源供电，主电源关闭时二极管D15A、D15B导通辅助电源工作，滤波电容C16-C19和IC6集成电路产生一个直流5V的电源，滤波电容C18-C21和IC7集成电路产生一个直流-5V的电源，提供给IC1、IC2和IC3、IC4集成电路使用，滤波电容C22-C24和IC8集成电路产生一个直流3.3V的电源，提供给后续的单片机电路和控制操作电路。
5.根据权利要求1所述的智能塑壳断路器控制器的电路，其特征在于：所述的脱扣电路包括有分压电阻R33、R34、抗干扰电容C25、MOS管Q2、续流二极管D11和接线座J6、其中磁通变换器连接在J6接线座上，所述的采集电路经R1-R8、对应连接到IC1集成电路构成中四个完全相同的放大电路，其中R9-R12和IC3、IC4集成电路构成一个大、小采集通道选择电路，电阻R13-R20和电容C1-C8、C33-C36对应连接到IC2集成电路中构成四个完全相同的低通滤波电路，电阻R21-R28构成采样电压提升电路，以满足MCU所能处理的信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009201897682U CN201514560U (zh) | 2009-07-24 | 2009-07-24 | 智能塑壳断路器控制器的电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009201897682U CN201514560U (zh) | 2009-07-24 | 2009-07-24 | 智能塑壳断路器控制器的电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201514560U true CN201514560U (zh) | 2010-06-23 |
Family
ID=42485971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009201897682U Expired - Lifetime CN201514560U (zh) | 2009-07-24 | 2009-07-24 | 智能塑壳断路器控制器的电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201514560U (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102170105A (zh) * | 2011-05-03 | 2011-08-31 | 厦门士林电机有限公司 | 接地故障保护型电子式脱扣器 |
| CN102903582A (zh) * | 2012-08-21 | 2013-01-30 | 江苏云意电气股份有限公司 | 一种智能型剩余电流断路器控制器装置 |
| CN103576582A (zh) * | 2012-07-24 | 2014-02-12 | 江苏创能电器有限公司 | 一种智能塑壳控制器 |
| CN103746632A (zh) * | 2014-01-24 | 2014-04-23 | 中山市明阳电器有限公司 | 一种低压电动机控制*** |
| CN106959639A (zh) * | 2017-04-10 | 2017-07-18 | 北京德威特继保自动化科技股份有限公司 | 低压智能开关及其板卡处理方法、存储介质及处理器 |
| CN106971922A (zh) * | 2017-04-24 | 2017-07-21 | 浙江大学 | 低成本低待机功耗的费控断路器控制***及控制方法 |
| CN114138168A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-03-04 | 联创汽车电子有限公司 | 蓄电池电压采样电路 |
-
2009
- 2009-07-24 CN CN2009201897682U patent/CN201514560U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102170105A (zh) * | 2011-05-03 | 2011-08-31 | 厦门士林电机有限公司 | 接地故障保护型电子式脱扣器 |
| CN103576582A (zh) * | 2012-07-24 | 2014-02-12 | 江苏创能电器有限公司 | 一种智能塑壳控制器 |
| CN103576582B (zh) * | 2012-07-24 | 2016-09-21 | 江苏创能电器有限公司 | 一种智能塑壳控制器 |
| CN102903582A (zh) * | 2012-08-21 | 2013-01-30 | 江苏云意电气股份有限公司 | 一种智能型剩余电流断路器控制器装置 |
| CN103746632A (zh) * | 2014-01-24 | 2014-04-23 | 中山市明阳电器有限公司 | 一种低压电动机控制*** |
| CN103746632B (zh) * | 2014-01-24 | 2016-02-24 | 中山市明阳电器有限公司 | 一种低压电动机控制*** |
| CN106959639A (zh) * | 2017-04-10 | 2017-07-18 | 北京德威特继保自动化科技股份有限公司 | 低压智能开关及其板卡处理方法、存储介质及处理器 |
| CN106971922A (zh) * | 2017-04-24 | 2017-07-21 | 浙江大学 | 低成本低待机功耗的费控断路器控制***及控制方法 |
| CN114138168A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-03-04 | 联创汽车电子有限公司 | 蓄电池电压采样电路 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201514560U (zh) | 智能塑壳断路器控制器的电路 | |
| CN203489993U (zh) | 一种多路温度数据检测存储及监控*** | |
| CN201438679U (zh) | 数字电源电路 | |
| CN202210602U (zh) | 一种遥控排插座 | |
| CN102458002A (zh) | 多功能智能节电装置 | |
| CN204155444U (zh) | 一种低待机功耗的显示设备 | |
| CN201533148U (zh) | 智能塑壳断路器脱扣器电路 | |
| WO2017152814A1 (zh) | 断路器的控制器及控制方法 | |
| CN102354954B (zh) | 马达保护监控*** | |
| CN102437627A (zh) | 一种零待机功耗的充电器 | |
| CN204559418U (zh) | 一种程控可调开关稳压电源 | |
| CN207234790U (zh) | PoE供电设备 | |
| CN104122803A (zh) | 一种太阳能待机供电装置 | |
| CN2867654Y (zh) | 智能节能电源插座 | |
| CN209358513U (zh) | 一种延时关机电路、主板和*** | |
| CN201616016U (zh) | 水源井自动保护智能监控仪 | |
| CN207037517U (zh) | 一种油烟机净化设备用的电源 | |
| CN103312026B (zh) | 自动重合闸塑壳断路器智能控制器脱扣电路 | |
| CN202495641U (zh) | 节能自动断电保护控制插座 | |
| CN202135235U (zh) | 一种低功耗待机电路及电视机 | |
| CN201041938Y (zh) | 一种lcd-tv电源欠压保护电路 | |
| CN204809977U (zh) | 一种智能数字化双电源切换*** | |
| CN211151814U (zh) | 一种抗干扰控制电路 | |
| CN106877297A (zh) | 智能保护控制器 | |
| CN202564745U (zh) | 电脑专用节能电源连接线 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20100623 |