专利名称：一种塑壳断路器用智能化控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电器设备，尤其涉及一种塑壳断路器用智能化控制器。
背景技术：
塑壳断路器用智能化控制器能够在电流超过跳脱设定后自动切断电流。塑壳指的是用塑料绝缘体作为装置的外壳，用来隔离导体之间以及接地金属部分。随着节能和电力质量要求的不断提高，也推动了塑壳断路器用智能化控制器的不断发展以及功能不断增强。生产厂家纷纷推出了具有电力质量监控功能的塑壳断路器用智能化控制器，它可以测量三相电流、电压、功率、功率因数等电气参数以及进行谐波分析，并能捕捉电力质量突变的事件和波形。但是，传统塑壳断路器用智能化控制器是通过降压变压器或开关电源提供电源的，在增加电流保护功能检测时，还需要额外增加外部的辅助电源。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种塑壳断路器用智能化控制器，其通过自生电电路为塑壳断路器用智能化控制器提供工作电压，在增加电流保护功能检测时，不需要额外增加外部的辅助电源。为达此目的， 本发明采用以下技术方案:一种塑壳断路器用智能化控制器，其包括电流采样电路、单片机、数码管、保护执行机构及自生电电路；所述电流采样电路与单片机连接，用于采集用电设备所在线路的电流信号，并输出给单片机；所述单片机与数码管连接，用于对所述电流信号进行处理，获得线路的电流值，输出给数码管显示；所述保护执行机构与单片机连接，用于根据单片机输出的分合闸控制信号执行相应的操作；所述自生电电路与单片机连接，用于通过电流互感器感应出电流，给单片机供电。特别地，所述塑壳断路器用智能化控制器还包括信号接收装置，与单片机连接，用于接收通过遥控器向单片机输入的控制参数。特别地，所述自生电电路包括整流电路、缓冲电路、稳压电路、基准电压电路、运算放大器、电压检测电路、电源电路、泄流电路、反馈电路及采样电阻；其中，所述整流电路与缓冲电路连接，用于对电流互感器输出的电流进行整流，并输出给缓冲电路处理；所述稳压电路与缓冲电路连接，用于对缓冲电路输出的直流电压进行稳压，给单片机供电；所述基准电压电路与缓冲电路连接，用于对缓冲电路输出的直流电压进行分压，生成基准电压，并输出给运算放大器反向输入端；所述电压检测电路与缓冲电路连接，用于对缓冲电路输出的直流电压进行分压，生成检测电压，并输出给运算放大器的同向输入端；所述电源电路与缓冲电路连接，用于对缓冲电路输出的直流电压进行分压，生成供电电压，给运算放大器供电；所述运算放大器的输出端与泄流电路、反馈电路连接，用于在所述基准电压大于所述检测电压时，向泄流电路输出脉冲电压，使泄流电路中的三极管导通，并通过反馈电路将该脉冲电压反馈给运算放大器的同向输入端；所述泄流电路与整流电路连接，用于在所述三极管导通后，使采样电阻与整流电路形成通路；所述采样电阻与整流电路连接，用于在其与整流电路形成通路后，对整流电路输出的电流进行采样。特别地，所述整流电路为由二极管Dl、二极管D2、二极管D3及二极管D4构成的全桥整流电路，其第一输入端与第二输入端连接电流互感器的输出端，第一输出端连接采样电阻，第二输出端连接缓冲电路和泄流电路；所述缓冲电路包括二极管D5和二极管D6，二极管D5的一端连接整流电路的第二输出端，另一端与二极管D6 —端连接后的结点连接稳压电路、基准电压电路及电压检测电路，二极管D6的另一端连接反馈电路；所述稳压电路包括二极管D7、电容Cl、电容C2及稳压电源Ul，电容Cl与电容C2并联连接后的第一结点与二极管D7的一端、稳压电源Ul的输入端连接,二极管D7的另一端与二极管Dl的一端连接，电容Cl与电容C2并联连接后的第二结点与稳压电源Ul的接地端连接，稳压电源Ul的输出端连接单片机 。特别地，所述基准电压电路包括电阻R1、二极管D8及电阻R2，二极管D8和电阻R2并联连接后与电阻Rl串联连接的结点连接运算放大器的反向输入端；所述电源电路包括电阻R3、二极管D9及电容C5，二极管D9和电阻C5并联连接后与电阻R3串联连接的结点连接运算放大器的电源输入端；所述电压检测电路包括电阻R4和电阻R5，电阻R4并与电阻R5串联连接的结点连接运算放大器的同向输入端；所述泄流电路包括二极管DlO和三极管Q1，所述反馈电路包括电阻R6、电阻R7及电阻R8，二极管DlO与三极管Ql并联连接，三极管Ql的栅极与电阻R6、电阻R7、电阻R8连接后的结点连接运算放大器的输出端，电阻R6的另一端连接运算放大器的电源输入端，电阻R7的另一端连接三极管Ql的源极，电阻R8的另一端连接运算放大器的接地端。本发明通过自生电电路为塑壳断路器用智能化控制器提供工作电压，在增加电流保护功能检测时，不需要额外增加外部的辅助电源，而且该自生电电路的启动速度快，启动电流小，可以实现对小电流的采样和自生电。
图1是本发明实施例提供的塑壳断路器用智能化控制器结构图；图2是本发明实施例提供的自生电电路结构图；图3是本发明实施例提供的自生电电路中稳压电路结构图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。请参照图1所示，本实施例中塑壳断路器用智能化控制器包括电流采样电路1、单片机2、数码管3、保护执行机构4、信号接收装置5及自生电电路6。 所述电流采样电路I与单片机2连接，用于采集用电设备所在线路的电流信号，并输出给单片机2。
所述单片机2与数码管3连接，用于对所述电流信号进行处理，获得线路的电流值，输出给数码管3显示。电流采样电路I通过电流互感器采集用电设备所在线路三相电流信号，并输出给单片机2处理。单片机2对所述三相电流信号进行处理，获得线路三相电流值la、lb、Ic，并输出给数码管3轮流循环显示。另外，单片机2需要进一步分析所述三相电流值la、lb、Ic是否存在异常，并根据分析结果向保护执行结构发送分合闸控制信号。所述保护执行机构4与单片机2连接，用于根据单片机2输出的分合闸控制信号执行相应的操作。所述信号接收装置5与单片机2连接，用于接收用户通过遥控器向单片机2输入的控制参数。并可通过遥控器上的按键来翻页查询各项状态参数，还可以通过按键进行客户化参数的设定与修改，操作简单快捷。所述自生电电路6与单片机2连接，用于通过电流互感器感应出电流，给单片机2供电。如图2所示，本实施例中自生电电路6包括:整流电路、缓冲电路、稳压电路、基准电压电路、运算放大器LC、电源电路、电压检测电路、泄流电路、反馈电路及采样电阻Re。
所述整流电路与缓冲电路连接，用于对电流互感器CT输出的电流进行整流，并输出给缓冲电路处理。本实施例中所述整流电路为由二极管Dl、二极管D2、二极管D3及二极管D4构成的全桥整流电路,其第一输入端与第二输入端连接电流互感器CT的输出端,第一输出端连接采样电阻Re，第二输出端连接缓冲电路和泄流电路。所述缓冲电路包括二极管D5和二极管D6 ;所述二极管D5的一端连接整流电路的第二输出端，另一端与二极管D6 —端连接后的结点连接稳压电路、基准电压电路及电压检测电路，二极管D6的另一端连接反馈电路。所述稳压电路与缓冲电路连接，用于对缓冲电路输出的直流电压进行稳压，给单片机2供电。如图3所示，本实施例中所述稳压电路包括二极管D7、电容Cl、电容C2及稳压电源Ul,电容Cl与电容C2并联连接后的第一结点与二极管D7的一端、稳压电源Ul的输入端连接，二极管D7的另一端与二极管Dl的一端连接，电容Cl与电容C2并联连接后的第二结点与稳压电源Ul的接地端连接，稳压电源Ul的输出端连接单片机2。所述基准电压电路与缓冲电路连接，用于对缓冲电路输出的直流电压进行分压，生成基准电压，并输出给运算放大器LC反向输入端。本实施例中所述基准电压电路包括电阻R1、二极管D8及电阻R2。所述二极管D8和电阻R2并联连接后与电阻Rl串联连接的结点连接运算放大器LC的反向输入端。所述电源电路与缓冲电路连接，用于对缓冲电路输出的直流电压进行分压，生成供电电压，给运算放大器LC供电。本实施例中所述电源电路包括电阻R3、二极管D9及电容C5 ;所述二极管D9和电阻C5并联连接后与电阻R3串联连接的结点连接运算放大器LC的电源输入端。所述电压检测电路与缓冲电路连接，用于对缓冲电路输出的直流电压进行分压，生成检测电压，并输出给运算放大器LC的同向输入端。本实施例中所述电压检测电路包括电阻R4和电阻R5 ;所述电阻R4并与电阻R5串联连接的结点连接运算放大器LC的同向输入端。
所述运算放大器LC的输出端与泄流电路、反馈电路连接，用于在所述基准电压大于所述检测电压时，向泄流电路输出脉冲电压，使泄流电路中的三极管Ql导通，并通过反馈电路将该脉冲电压反馈给运算放大器LC的同向输入端。所述泄流电路与整流电路连接，用于在所述三极管Ql导通后，使采样电阻Re与整流电路形成通路。采样电阻Re在泄流电路与整流电路形成通路后，完成对整流电路输出的电流的采样。本实施例中所述泄流电路包括二极管DlO和三极管Q1，所述反馈电路包括电阻R6、电阻R7及电阻R8。其中，所述二极管DlO与三极管Ql并联连接，三极管Ql的栅极与电阻R6、电阻R7、电阻R8连接后的结点连接运算放大器LC的输出端，电阻R6的另一端连接运算放大器LC的电源输入端，电阻R7的另一端连接三极管Ql的源极，电阻R8的另一端连接运算放大 器LC的接地端。本发明的技术方案通过自生电电路为塑壳断路器用智能化控制器提供工作电压，在增加电流保护功能检测时，不需要额外增加外部的辅助电源。上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种塑壳断路器用智能化控制器，其特征在于，包括电流采样电路、单片机、数码管、保护执行机构及自生电电路； 所述电流采样电路与单片机连接，用于采集用电设备所在线路的电流信号，并输出给单片机； 所述单片机与数码管连接，用于对所述电流信号进行处理，获得线路的电流值，输出给数码管显示； 所述保护执行机构与单片机连接，用于根据单片机输出的分合闸控制信号执行相应的操作； 所述自生电电路与单片机连接，用于通过电流互感器感应出电流，给单片机供电。
2.根据权利要求1所述的塑壳断路器用智能化控制器，其特征在于，还包括信号接收装置，与单片机连接，用于接收通过遥控器向单片机输入的控制参数。
3.根据权利要求2所述的塑壳断路器用智能化控制器，其特征在于，所述自生电电路包括整流电路、缓冲电路、稳压电路、基准电压电路、运算放大器、电压检测电路、电源电路、泄流电路、反馈电路及采样 电阻； 其中，所述整流电路与缓冲电路连接，用于对电流互感器输出的电流进行整流，并输出给缓冲电路处理；所述稳压电路与缓冲电路连接，用于对缓冲电路输出的直流电压进行稳压，给单片机供电；所述基准电压电路与缓冲电路连接，用于对缓冲电路输出的直流电压进行分压，生成基准电压，并输出给运算放大器反向输入端；所述电压检测电路与缓冲电路连接，用于对缓冲电路输出的直流电压进行分压，生成检测电压，并输出给运算放大器的同向输入端；所述电源电路与缓冲电路连接，用于对缓冲电路输出的直流电压进行分压，生成供电电压，给运算放大器供电；所述运算放大器的输出端与泄流电路、反馈电路连接，用于在所述基准电压大于所述检测电压时，向泄流电路输出脉冲电压，使泄流电路中的三极管导通，并通过反馈电路将该脉冲电压反馈给运算放大器的同向输入端；所述泄流电路与整流电路连接，用于在所述三极管导通后，使采样电阻与整流电路形成通路；所述采样电阻与整流电路连接，用于在其与整流电路形成通路后，对整流电路输出的电流进行采样。
4.根据权利要求3所述的塑壳断路器用智能化控制器，其特征在于，所述整流电路为由二极管D1、二极管D2、二极管D3及二极管D4构成的全桥整流电路，其第一输入端与第二输入端连接电流互感器的输出端，第一输出端连接采样电阻，第二输出端连接缓冲电路和泄流电路；所述缓冲电路包括二极管D5和二极管D6，二极管D5的一端连接整流电路的第二输出端，另一端与二极管D6 —端连接后的结点连接稳压电路、基准电压电路及电压检测电路，二极管D6的另一端连接反馈电路；所述稳压电路包括二极管D7、电容Cl、电容C2及稳压电源Ul,电容Cl与电容C2并联连接后的第一结点与二极管D7的一端、稳压电源Ul的输入端连接，二极管D7的另一端与二极管Dl的一端连接，电容Cl与电容C2并联连接后的第二结点与稳压电源Ul的接地端连接，稳压电源Ul的输出端连接单片机。
5.根据权利要求4所述的塑壳断路器用智能化控制器，其特征在于，所述基准电压电路包括电阻RU二极管D8及电阻R2，二极管D8和电阻R2并联连接后与电阻Rl串联连接的结点连接运算放大器的反向输入端；所述电源电路包括电阻R3、二极管D9及电容C5，二极管D9和电阻C5并联连接后与电阻R3串联连接的结点连接运算放大器的电源输入端；所述电压检测电路包括电阻R4和电阻R5，电阻R4并与电阻R5串联连接的结点连接运算放大器的同向输入端；所述泄流电路包括二极管DlO和三极管Q1，所述反馈电路包括电阻R6、电阻R7及电阻R8，二极管DlO与三极管Ql并联连接，三极管Ql的栅极与电阻R6、电阻R7、电阻R8连接后的结点连接运算放大器的输出端，电阻R6的另一端连接运算放大器的电源输入端，电阻R7的另一端连接三极管 Ql的源极，电阻R8的另一端连接运算放大器的接地端。
全文摘要
本发明公开了一种塑壳断路器用智能化控制器，其包括电流采样电路、单片机、数码管、保护执行机构及自生电电路。所述电流采样电路与单片机连接，用于采集用电设备所在线路的电流信号，并输出给单片机。所述单片机与数码管连接，用于对所述电流信号进行处理，获得线路的电流值，输出给数码管显示。所述保护执行机构与单片机连接，用于根据单片机输出的分合闸控制信号执行相应的操作。所述自生电电路与单片机连接，用于通过电流互感器感应出电流，给单片机供电。本发明在增加电流保护功能检测时，不需要额外增加外部的辅助电源，而且自生电电路的启动速度快，启动电流小，实现对小电流的采样和自生电。
文档编号G01R19/00GK103236678SQ20121046021
公开日2013年8月7日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年11月15日
发明者胡寅毅, 戈浩, 吴振锋 申请人:无锡智卓电气有限公司