专利名称：过电流保护用电子控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于过电流保护的电子控制装置，属于低压配电保护装置。
目前的电子式过电流保护控制装置，如1991年4月24日申请的申请号为91102815.3，名称为“多功能电子式断路器”、1998年3月10日申请的专利号为98213168.2，名称为“多功能可调式电子断路器”1998年9月24日申请的专利号为98244480.X，名称为“多功能电子限流脱扣断路器”，均为外供电，即控制电路的工作电源不直接来自电流互感器，电路较复杂；而如1997年5月27日申请的专利号为97223319.9，名称为＂全信号电子保护断路器＂，其控制电路的工作电源虽然直接来自电流互感器，但为纯模拟电路，保护参数的精度差，可靠性低。以上装置还有一个共同的缺点就是电磁兼容性差。
本实用新型的目的是要提供一种过电流保护用电子控制装置，能在三相电路运行电流达到某一设定值时示警，当过载电流达到动作条件时分断断路器，具有精确的保护性能，可靠性高，并具有优良的电磁兼容性。
一种过电流保护用电子控制装置，它包括电源及取样电路，提供电子控制装置所需的电源，并由取样电路取出整流后的信号，提供给放大电路；放大电路，对取样信号进行放大；控制电路，通过微处理器对放大信号比照设定值进行相应的处理，并对指示电路发出相应的指令，当过载达到动作条件时，则发出脱扣信号；指示电路，指示运行状态；脱扣电路，在收到控制电路发来的脱扣信号后，触发可控硅导通，使脱扣装置动作而分断断路器。
由于本实用新型采用了上述电路，能在三相电路运行电流达到某一设定值时示警，当过载电流达到动作条件时分断断路器。该装置采用自供电电源，具有精确的保护性能，可靠性高。该装置还采用抗干扰性能强的微处理器及抗扰元件，具有优良的电磁兼容性。
以下结合附图对本实用新型作进一步的叙述。
图1为本实用新型的原理框图。
图2为本实用新型的电源及取样电路。
图3为本实用新型的放大电路。
图4为本实用新型的控制电路。
图5为本实用新型的脱扣电路。
图6为本实用新型的指示电路的实施例。
参见图2，电源及取样电路由整流滤波电路、取样电路、基准电压电路、恒压电路、继电器特性电路、跟随电路和提升电路组成，整流滤波电路连接取样电路、恒压电路、基准电压电路、继电器特性电路和跟随电路，继电器特性电路连接恒压电路、跟随电路、提升电路和基准电压电路，跟随电路连接提升电路。基准电压电路为恒压电路和继电器特性电路提供基准电压，继电器特性电路为跟随电路和提升电路提供启动输出电压。由电流互感器T201～T203、桥式整流器VB201～VB203、电容C201和瞬变电压抑制器VZ201组成整流滤波电路。电流互感器T201～T203分别从三相电路的电源线上感应出交流电流信号，经对应的桥式整流器VB201～VB203整流和电容C201滤波后变为直流，送至后续电路和脱扣电路，瞬变电压抑制器VZ201抑制突变电压，提供一定的过压保护。取样电路由取样电阻R201～R203组成。由取样电阻R201～R203分别从桥式整流器VB201～VB203的输出端取得信号电压，取样电阻接在负端，以减少电源影响。集成电路IC203(MC1403)为基准电压电路，由IC203的2端提供基准电压。MOS管V201、电阻R204～R206和集成电路IC201A(LM224)组成恒压电路， R204、R205为分压电阻，调整恒压值；R206为限流电阻；MOS管V201为泄流开关。集成电路IC201B(LM224)、IC202A(LM293)和电阻R207～R211组成继电器特性电路，由电阻R207、R208组成分压器，调整开启电压，电阻R209为反馈电阻，调节回差电压；R210为模拟负载。集成电路IC201B开启后，经IC202A电平转换，一路经IC204A跟随后，送至控制电路作为微处理器MCU的A/D转换参考电压；另一路经由电阻R212、R213和集成电路IC204B(LM258)组成的提升电路提升后，给放大电路、控制电路和指示电路提供电源。C202～C204为去耦电容，防止电磁干扰。
参见图3，在放大电路中，对取样信号同时进行大小量程放大。来自取样电阻的三路电压信号经电容C301～C303滤波后，送至各自对应的集成电路IC301(LM224)、IC302(LM224)及电阻R301～R318进行放大。由集成电路IC301A、IC301C、IC302A及各自对应的电阻R301～R303、R307～R309、R313～R315进行小量程放大；由集成电路IC301B、IC301D、IC302B及各自对应的电阻R304～R306、R310～R312、R316～R318进行大量程放大，大小量程放大后的信号同时送至控制电路。大小量程同时放大有利于提高测量精度。C304、C305为去耦电容，用来提高抗扰性能。
参见图4，控制电路由运算精确及抗扰性能强的微处理器MCU(C504)及外围电路组成，对放大电路同时送来的大小量程信号进行检测，并自动选取合适的量程，再根据拨码开关S401～S406所设定的设定值进行处理，对指示电路发出相应的指令，当过载电流达到动作条件时，则发出脱扣信号至脱扣电路。由晶振G401连接电容器C401、C402及微处理器MCU的14、15脚构成时钟电路。C403为去耦电容，提高抗扰性能。C404为复位电容，使微处理MCU可靠工作。电阻R402～R404为微处理器MCU外置上拉电阻，电阻R401为限流电阻。插座CZ401为测试口，可通过测试仪测试设定值。参考电压及电源电压来自电源及取样电路。由拨码开关S401～S406组成设定电路，拨码开关S401用来设定长延时电流值；拨码开关S402用来设定长延时时间；拨码开关S404用来设定短延时电流值；S403用来设定短延时时间；拨码开关S405用来设定瞬时电流值；拨码开关S406用来设定预报警电流值；各设定值均分档可调。正常工作时，微处理器MCU按照各个对应的拨码开关所设定的参数，对输入信号进行处理，发出不同的指令如电流达到预报警设定值时点亮黄灯，过载时则点亮红灯，达到动作条件时则发出脱扣指令，分断断路器。断路器分闸后，控制装置断电，指示灯熄灭；断路器重新合闸上电后，控制装置恢复正常工作。
参见图5，在脱扣电路中，来自控制电路的脱扣信号经集成电路IC501(TLP181)隔离后触发可控硅V501，V501导通后与脱扣线圈形成脱扣回路，从而使脱扣装置动作，分断断路器Q。C501为抗扰电容，提高脱扣电路的抗干扰能力；R501～R502为限流电阻。工作电源来自电源及取样电路1、6端。
图6为指示电路实施例的电路图。在图6(a)、(b)、(c)中，VD601～VD603为发光二极管，当三相电路的运行电流达到某一值时，由控制电路发出指令信号，点亮发光二极管(示警)，R601～R603为限流电阻。在图6(d)中，控制电路来的指令信号通过集成电路IC601(TLP181)隔离后，接声光报警装置。
权利要求1.一种过电流保护用电子控制装置，其特征在于它包括电源及取样电路，提供电子控制装置所需的电源，并由取样电路取出整流后的信号，提供给放大电路；放大电路，对取样信号进行放大；控制电路，通过微处理器对放大信号比照设定值进行相应的处理，并对指示电路发出相应的指令，当过载达到动作条件时，则发出脱扣信号；指示电路，指示运行状态；脱扣电路，在收到控制电路发来的脱扣信号后，触发可控硅导通，使脱扣装置动作而分断断路器。
2.根据权利要求1所述的过电流保护用电子控制装置，其特征在于电源及取样电路由整流滤波电路、取样电路、基准电压电路、恒压电路、继电器特性电路、跟随电路和提升电路组成。整流滤波电路连接取样电路、恒压电路、基准电压电路、继电器特性电路和跟随电路，继电器特性电路连接恒压电路、跟随电路、提升电路和基准电压电路，跟随电路连接提升电路。
3.根据权利要求1所述的过电流保护电子控制装置，其特征在于放大电路对取样信号同时进行大小量程放大。
专利摘要一种过电流保护用电子控制装置,属于低压配电保护装置。它包括电源及取样电路,提供电子控制装置所需的电源;放大电路,对取样信号进行放大;控制电路,对放大信号比照设定值进行相应的处理,并发出相应的指令,当过载达到动作条件时,则发出脱扣信号;指示电路,指示运行状态;脱扣电路,在收到控制电路发来的脱扣信号后,使脱扣装置动作而分断断路器。本实用新型能在三相电路运行电流达到某一设定值时示警,当过载电流达到动作条件时分断断路器,具有精确的保护性能,可靠性高,并具有优良的电磁兼容性。
文档编号H02H3/08GK2494569SQ0124530
公开日2002年6月5日 申请日期2001年8月8日 优先权日2001年8月8日
发明者杨学军, 潘振克, 黄正忠, 孙伟峰, 王家善, 邵光庆, 奚慎云 申请人:常熟开关厂