CN212255470U - 断路器的电流分档采样电路、断路器、设备及物联网*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种断路器的电流分档采样电路、断路器、设备及物联网***。所述电路包括：电流分档模块、电压跟随模块、控制模块；电流分档模块的第一输入端与互感器的输入端电连接，且电流分档模块的输出端与互感器的输出端电连接；电压跟随模块的输入端与电流分档模块的第一输入端电连接，且电压跟随模块的输出端与控制模块电连接，用于将电流分档模块的第一输入端的电压发送给控制模块；控制模块分别与电流分档模块的第二输入端电连接，用于向电流分档模块输入驱动信号以实现驱动电流分档模块进行电流分档。本实用新型实现了对多种档次的电流进行信号采集，提高了电流的采样精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及断路器技术领域，尤其涉及一种断路器的电流分档采样电路、断路器、设备及物联网***。
背景技术
断路器能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。随着电子技术的发展，断路器被广泛应用于各种电路，准确检测经过断路器的电流对断路器的工作至关重要。现有的电流分档采样电路只能对一种电流进行采样，对其他电流的采样存在出现信号丢失的问题，导致电流采样精度不高。因此，开发一种可以提高电流采样精度的断路器的电流分档采样电路显得尤为重要。
实用新型内容
基于此，有必要针对上述问题，提出了一种断路器的电流分档采样电路、断路器、设备及物联网***，用于解决现有技术中电流采样精度不高的技术问题。
第一方面，本实用新型提出了一种断路器的电流分档采样电路，基于一包含互感器的断路器，所述断路器的电流分档采样电路包括：电流分档模块、电压跟随模块、控制模块；
所述电流分档模块的第一输入端与所述互感器的输入端电连接，且所述电流分档模块的输出端与所述互感器的输出端电连接；
所述电压跟随模块的输入端与所述电流分档模块的第一输入端电连接，且所述电压跟随模块的输出端与所述控制模块电连接，用于将所述电流分档模块的第一输入端的电压信号发送给所述控制模块；
所述控制模块与所述电流分档模块的第二输入端电连接，用于向所述电流分档模块输入驱动信号以实现驱动所述电流分档模块进行电流分档。
在一个实施例中，所述电流分档模块包括：第一分档电阻、第二分档电阻、开关子电路；
所述第一分档电阻的输入端及所述第二分档电阻的输入端与所述互感器的输入端电连接；
所述第二分档电阻的输出端与所述互感器的输出端电连接；
所述开关子电路的第一输入端与所述第一分档电阻的输出端电连接，且所述开关子电路的输出端与所述互感器的输出端电连接；
所述控制模块与所述开关子电路的第二输入端电连接，用于向所述电流分档模块输入所述驱动信号，所述驱动信号用于使所述第一分档电阻与所述互感器的输出端之间连通或断开；
其中，所述第一分档电阻的电阻值小于所述第二分档电阻的电阻值。
在一个实施例中，所述开关子电路包括：第一MOS管；
所述第一MOS管的D极与所述第一分档电阻的输出端电连接，且所述第一MOS管的S极与所述互感器的输出端电连接；
所述控制模块与所述第一MOS管的G极电连接，用于向所述第一MOS管输入所述驱动信号。
在一个实施例中，所述开关子电路还包括：第二MOS管、第一电阻、第二电阻；
所述第一MOS管的G极与所述第二MOS管的D极及所述第一电阻的输出端电连接；
所述第二MOS管的S极接地；
所述第一电阻的输入端接5V电源；
所述第二电阻的输出端与所述第二MOS管的G极电连接；
所述控制模块与所述第二电阻的输入端电连接，用于向所述第二电阻及所述第二MOS管输入所述驱动信号。
在一个实施例中，所述电流分档模块还包括：第一滤波电容；
所述第一滤波电容的输入端与所述第一分档电阻的输入端及所述第二分档电阻的输入端电连接，且所述第一滤波电容的输出端接地。
在一个实施例中，所述电压跟随模块包括：运算放大器；
所述运算放大器的同相输入端与所述电流分档模块的第一输入端电连接，且所述运算放大器的输出端与所述控制模块电连接；
其中，所述运算放大器的反相输入端与所述运算放大器的输出端电连接。
在一个实施例中，所述电压跟随模块还包括：第三电阻、第二滤波电容；
所述第三电阻的输入端与所述运算放大器的输出端及所述运算放大器的反相输入端电连接，且所述第三电阻的输出端与所述控制模块电连接；
所述第二滤波电容的输入端与所述第三电阻的输出端电连接，且所述第二滤波电容的输出端接地。
第二方面，本实用新型还提出了一种断路器，包括：第一方面任一项所述的断路器的电流分档采样电路、互感器。
第三方面，本实用新型还提出了一种电子设备，包括：至少一个断路器；
所述断路器包括：第一方面任一项所述的断路器的电流分档采样电路。
第四方面，本实用新型还提出了一种物联网***，包括：至少一个断路器；
所述断路器包括：第一方面任一项所述的断路器的电流分档采样电路。
综上所述，本实用新型的断路器的电流分档采样电路应用于断路器，断路器包括互感器，互感器向电流分档模块的第一输入端输入电流，控制模块向电流分档模块输入驱动信号以实现驱动电流分档模块对互感器输入的电流进行电流分档，再通过电压跟随模块将电流分档模块的第一输入端的电压信号发送给控制模块，从而实现了对多种档次的电流进行信号采集，提高了电流的采样精度。因此，本实用新型实现了对多种档次的电流进行信号采集，提高了电流的采样精度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
其中：
图1为一个实施例中断路器的电流分档采样电路的结构框图；
图2为图1的断路器的电流分档采样电路的电流分档模块的电路原理图；
图3为图1的断路器的电流分档采样电路的电压跟随模块的电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
如图1至图3所示，在一个实施例中，提出了一种断路器的电流分档采样电路，基于一包含互感器80的断路器，所述断路器的电流分档采样电路包括：电流分档模块10、电压跟随模块20、控制模块30；
所述电流分档模块10的第一输入端与所述互感器80的输入端电连接，且所述电流分档模块10的输出端与所述互感器80的输出端电连接；
所述电压跟随模块20的输入端与所述电流分档模块10的第一输入端电连接，且所述电压跟随模块20的输出端与所述控制模块30电连接，用于将所述电流分档模块10的第一输入端的电压信号发送给所述控制模块30；
所述控制模块30与所述电流分档模块10的第二输入端电连接，用于向所述电流分档模块10输入驱动信号以实现驱动所述电流分档模块10进行电流分档。
本实施例的断路器的电流分档采样电路应用于断路器，断路器包括互感器80，互感器80向电流分档模块10的第一输入端输入电流，控制模块30向电流分档模块10输入驱动信号以实现驱动电流分档模块10对互感器80输入的电流进行电流分档，再通过电压跟随模块20将电流分档模块10的第一输入端的电压信号发送给控制模块30，从而实现了对多种档次的电流进行信号采集，提高了电流的采样精度。
所述控制模块30可以从现有技术中选择MCU(微控制单元)，在此举例不做具体限定。
可以理解的是，所述控制模块30与所述电流分档模块10的第二输入端电连接，包括：所述控制模块30的AD采样接口与所述电流分档模块10的第二输入端电连接。
可以理解的是，所述控制模块30根据所述电压跟随模块20发送的电压信号确定所述电流分档模块10的第一输入端电连接的电压信号。
在一个实施例中，所述电流分档模块10包括：第一分档电阻11、第二分档电阻12、开关子电路13；
所述第一分档电阻11的输入端及所述第二分档电阻12的输入端与所述互感器80的输入端电连接；
所述第二分档电阻12的输出端与所述互感器80的输出端电连接；
所述开关子电路13的第一输入端与所述第一分档电阻11的输出端电连接，且所述开关子电路13的输出端与所述互感器80的输出端电连接；
所述控制模块30与所述开关子电路13的第二输入端电连接，用于向所述电流分档模块10输入所述驱动信号，所述驱动信号用于使所述第一分档电阻11与所述互感器80的输出端之间连通或断开；
其中，所述第一分档电阻11的电阻值小于所述第二分档电阻12的电阻值。通过采用第二分档电阻12工作、采用第一分档电阻11和第二分档电阻12的并联工作两种方式，实现了两档电流分档。
当需要检测小电流时，所述控制模块30向所述电流分档模块10的第二输入端输入低电平，此时所述开关子电路13断开，所述电流分档模块10只有第二分档电阻12工作；对于同一变化幅度的电流，第二分档电阻12采用大电阻值时所述电流分档模块10的电压信号大于采用小电阻值时所述电流分档模块10的电压信号，大的电压信号采样相对小的电压信号采样可以更准确，从而提高了电流的采样精度。
当需要检测大电流时，所述控制模块30向所述电流分档模块10的第二输入端输入高电平，此时所述开关子电路13接通，所述电流分档模块10的第一分档电阻11和第二分档电阻12并联工作，可以对大电流进行采样。
在一个实施例中，当输入所述电流分档模块10的第一输入端的电流高于3A时，所述控制模块30向所述电流分档模块10的第二输入端输入高电平；当输入所述电流分档模块10的第一输入端的电流小于或等于3A时，所述控制模块30向所述电流分档模块10的第二输入端输入低电平。
第一分档电阻11、第二分档电阻12可以根据从现有技术中选择电阻，在此不做赘述。
在一个实施例中，所述开关子电路13包括：第一MOS管；
所述第一MOS管的D极与所述第一分档电阻11的输出端电连接，且所述第一MOS管的S极与所述互感器80的输出端电连接；
所述控制模块30与所述第一MOS管的G极电连接，用于向所述第一MOS管输入所述驱动信号。通过第一MOS管实现了所述第一分档电阻11与所述互感器80的输出端的开关功能；当向所述第一MOS管输入所述高电平，则使所述第一分档电阻11与所述互感器80的输出端接通；当向所述第一MOS管输入所述低电平，使所述第一分档电阻11与所述互感器80的输出端断开。
第一MOS管可以根据从现有技术中选择MOS管，在此不做赘述。
在一个实施例中，所述开关子电路13还包括：第二MOS管、第一电阻、第二电阻；
所述第一MOS管的G极与所述第二MOS管的D极及所述第一电阻的输出端电连接；
所述第二MOS管的S极接地；
所述第一电阻的输入端接5V电源；
所述第二电阻的输出端与所述第二MOS管的G极电连接；
所述控制模块30与所述第二电阻的输入端电连接，用于向所述第二电阻及所述第二MOS管输入所述驱动信号。
第一电阻、第二电阻可以根据从现有技术中选择电阻，在此不做赘述。
第二MOS管可以根据从现有技术中选择NMOS管，在此不做赘述。
在一个实施例中，第一MOS管和第二MOS管的规格参数相同。
在一个实施例中，所述电流分档模块10还包括：第一滤波电容；
所述第一滤波电容的输入端与所述第一分档电阻11的输入端及所述第二分档电阻12的输入端电连接，且所述第一滤波电容的输出端接地。通过设置第一滤波电容，提高了电流分档模块10的抗干扰能力，从而进一步提高了断路器的电流分档采样电路工作的稳定性。
所述第一滤波电容可以从现有技术中选择电容，在此举例不做具体限定。
在一个实施例中，所述电压跟随模块20包括：运算放大器；
所述运算放大器的同相输入端与所述电流分档模块10的第一输入端电连接，且所述运算放大器的输出端与所述控制模块30电连接；
其中，所述运算放大器的反相输入端与所述运算放大器的输出端电连接。通过设置所述电压跟随模块20，在所述控制模块30与所述电流分档模块10的第一输入端之间起到隔离作用。
所述运算放大器可以从现有技术中选择放大倍数接近1的运算放大器，从而使所述运算放大器的输出端的电压信号与所述运算放大器的同相输入端的电压信号相同。
在一个实施例中，所述电压跟随模块20还包括：第三电阻、第二滤波电容；
所述第三电阻的输入端与所述运算放大器的输出端及所述运算放大器的反相输入端电连接，且所述第三电阻的输出端与所述控制模块30电连接；
所述第二滤波电容的输入端与所述第三电阻的输出端电连接，且所述第二滤波电容的输出端接地。通过第三电阻对所述电压跟随模块20产生分压作用，通过第二滤波电容提高了电压跟随模块20的抗干扰能力，从而进一步提高了断路器的电流分档采样电路工作的稳定性。
第三压电阻可以根据从现有技术中选择电阻，在此不做赘述。
所述第二滤波电容可以从现有技术中选择电容，在此举例不做具体限定。
如图2所示，在一个实施例中，图2示意出了电流分档模块10的电路原理图，图2中，RA1是第一分档电阻11、RA2是第二分档电阻12，CA1是第一滤波电容，QA1是第一MOS管，QA2是第二MOS管，RA3第一电阻，RA5是第二电阻，AIN_la与所述互感器80的输入端电连接，VREF与所述互感器80的输出端电连接，SYa与所述控制模块30电连接。
如图3所示，在一个实施例中，图3示意出了电压跟随模块20的电路原理图，图3中，AIN_la与所述电流分档模块10的第一输入端电连接(即图2中的AIN_la)，LM2902PT是运算放大器，R54是第三电阻，C26是第二滤波电容，ADC_la与与所述控制模块30电连接。
在一个实施例中，所述第一分档电阻11、所述第二分档电阻12、所述第一电阻及所述第二电阻采用RA电阻。
在一个实施例中，所述第一分档电阻11的电阻值为9Ω至11Ω；所述第二分档电阻12的电阻值为198Ω至202Ω；所述第一电阻的电阻值1000Ω；所述第二电阻的电阻值1000Ω；所述第三电阻的电阻值1000Ω。
在一个实施例中，所述第一分档电阻11的电阻值为10Ω；所述第二分档电阻12的电阻值为200Ω；所述第一电阻的电阻值1000Ω；所述第二电阻的电阻值1000Ω；所述第三电阻的电阻值1000Ω。
在一个实施例中，提出了一种断路器，包括：上述任一项所述的断路器的电流分档采样电路、互感器80。
本实施例的断路器的互感器80向电流分档模块10的第一输入端输入电流，控制模块30向电流分档模块10输入驱动信号以实现驱动电流分档模块10对互感器80输入的电流进行电流分档，再通过电压跟随模块20将电流分档模块10的第一输入端的电压信号发送给控制模块30，从而实现了对多种档次的电流进行信号采集，提高了电流的采样精度。
在一个实施例中，提出了一种电子设备，包括：至少一个断路器；
所述断路器包括：上述任一项所述的断路器的电流分档采样电路。
本实施例的断路器的互感器80向电流分档模块10的第一输入端输入电流，控制模块30向电流分档模块10输入驱动信号以实现驱动电流分档模块10对互感器80输入的电流进行电流分档，再通过电压跟随模块20将电流分档模块10的第一输入端的电压信号发送给控制模块30，从而实现了对多种档次的电流进行信号采集，提高了电流的采样精度。
在一个实施例中，提出了一种物联网***，包括：至少一个断路器；
所述断路器包括：上述任一项所述的断路器的电流分档采样电路。
本实施例的断路器的互感器80向电流分档模块10的第一输入端输入电流，控制模块30向电流分档模块10输入驱动信号以实现驱动电流分档模块10对互感器80输入的电流进行电流分档，再通过电压跟随模块20将电流分档模块10的第一输入端的电压信号发送给控制模块30，从而实现了对多种档次的电流进行信号采集，提高了电流的采样精度。
所述物联网***是通过射频自动识别、红外感应器、全球定位***、激光扫描仪、图像感知器等信息设备，按照约定的协议，把各种物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。
在一个实施例中，所述物联网***还包括物联网服务器端、物联网终端设备；
所述物联网终端设备中安装有至少一个所述断路器；
所述断路器还包括：用于进行无线通信的无线通信模块；
其中，所述断路器通过所述无线通信模块与所述物联网服务器端进行通信连接，以用于发送断路器工作状态数据给所述物联网服务器端，接收所述物联网服务器端发送的断路器控制指令。
可以理解的是，所述断路器的控制模块30根据所述断路器控制指令控制所述断路器的零部件工作。
所述断路器工作状态数据是指断路器工作时产生的数据。
所述无线通信模块可以从现有技术中选择WIFI通信模块，在此举例不做具体限定。
需要说明的是，上述一种断路器的电流分档采样电路、一种断路器、一种电子设备及一种物联网***属于一个总的发明构思，一种断路器的电流分档采样电路、一种断路器、一种电子设备及一种物联网***实施例中的内容可相互适用。
以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种断路器的电流分档采样电路，基于一包含互感器的断路器，其特征在于，所述断路器的电流分档采样电路包括：电流分档模块、电压跟随模块、控制模块；
所述电流分档模块的第一输入端与所述互感器的输入端电连接，且所述电流分档模块的输出端与所述互感器的输出端电连接；
所述电压跟随模块的输入端与所述电流分档模块的第一输入端电连接，且所述电压跟随模块的输出端与所述控制模块电连接，用于将所述电流分档模块的第一输入端的电压信号发送给所述控制模块；
所述控制模块与所述电流分档模块的第二输入端电连接，用于向所述电流分档模块输入驱动信号以实现驱动所述电流分档模块进行电流分档。
2.如权利要求1所述的断路器的电流分档采样电路，其特征在于，所述电流分档模块包括：第一分档电阻、第二分档电阻、开关子电路；
所述第一分档电阻的输入端及所述第二分档电阻的输入端与所述互感器的输入端电连接；
所述第二分档电阻的输出端与所述互感器的输出端电连接；
所述开关子电路的第一输入端与所述第一分档电阻的输出端电连接，且所述开关子电路的输出端与所述互感器的输出端电连接；
所述控制模块与所述开关子电路的第二输入端电连接，用于向所述电流分档模块输入所述驱动信号，所述驱动信号用于使所述第一分档电阻与所述互感器的输出端之间连通或断开；
其中，所述第一分档电阻的电阻值小于所述第二分档电阻的电阻值。
3.如权利要求2所述的断路器的电流分档采样电路，其特征在于，所述开关子电路包括：第一MOS管；
所述第一MOS管的D极与所述第一分档电阻的输出端电连接，且所述第一MOS管的S极与所述互感器的输出端电连接；
所述控制模块与所述第一MOS管的G极电连接，用于向所述第一MOS管输入所述驱动信号。
4.如权利要求3所述的断路器的电流分档采样电路，其特征在于，所述开关子电路还包括：第二MOS管、第一电阻、第二电阻；
所述第一MOS管的G极与所述第二MOS管的D极及所述第一电阻的输出端电连接；
所述第二MOS管的S极接地；
所述第一电阻的输入端接5V电源；
所述第二电阻的输出端与所述第二MOS管的G极电连接；
所述控制模块与所述第二电阻的输入端电连接，用于向所述第二电阻及所述第二MOS管输入所述驱动信号。
5.如权利要求2所述的断路器的电流分档采样电路，其特征在于，所述电流分档模块还包括：第一滤波电容；
所述第一滤波电容的输入端与所述第一分档电阻的输入端及所述第二分档电阻的输入端电连接，且所述第一滤波电容的输出端接地。
6.如权利要求1至5任一项所述的断路器的电流分档采样电路，其特征在于，所述电压跟随模块包括：运算放大器；
所述运算放大器的同相输入端与所述电流分档模块的第一输入端电连接，且所述运算放大器的输出端与所述控制模块电连接；
其中，所述运算放大器的反相输入端与所述运算放大器的输出端电连接。
7.如权利要求6所述的断路器的电流分档采样电路，其特征在于，所述电压跟随模块还包括：第三电阻、第二滤波电容；
所述第三电阻的输入端与所述运算放大器的输出端及所述运算放大器的反相输入端电连接，且所述第三电阻的输出端与所述控制模块电连接；
所述第二滤波电容的输入端与所述第三电阻的输出端电连接，且所述第二滤波电容的输出端接地。
8.一种断路器，其特征在于，包括：如权利要求1至7任一项所述的断路器的电流分档采样电路、互感器。
9.一种设备，其特征在于，包括：至少一个断路器；
所述断路器包括：如权利要求1至7任一项所述的断路器的电流分档采样电路。
10.一种物联网***，其特征在于，包括：至少一个断路器；
所述断路器包括：如权利要求1至7任一项所述的断路器的电流分档采样电路。
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|---|---|---|---|
| CN202020463889.8U CN212255470U (zh) | 2020-04-01 | 2020-04-01 | 断路器的电流分档采样电路、断路器、设备及物联网*** |
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| CN212255470U true CN212255470U (zh) | 2020-12-29 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113311322A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-08-27 | 苏州欧菲特电子股份有限公司 | 一种负载驱动和互感器信号处理装置 |
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2020
- 2020-04-01 CN CN202020463889.8U patent/CN212255470U/zh active Active
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|---|---|---|---|---|
| CN113311322A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-08-27 | 苏州欧菲特电子股份有限公司 | 一种负载驱动和互感器信号处理装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |