[发明专利]框架断路器智能控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种框架断路器智能控制器。

背景技术

断路器作为配电保护的基础设备，对电网的安全、稳定运行起到十分重要的作用。可靠性是配电保护系统的四大基本要求之一，需要比电网本身可靠性指标更高的设备来实现，所以断路器的可靠性尤为重要。智能控制器是断路器正确完成功能的核心部件，因此，对智能控制器的可靠性要求尤为严格。

框架断路器智能控制器中的执行机构驱动模块中具有电磁铁，它是一种典型的电能-机械能转换装置。图10是一个传统的典型电磁铁驱动电路，它通过三极管Q3的开关作用将电能注入电磁铁L2，完成电能-磁能-机械能的转换。

框架断路器智能控制器的执行机构驱动模块中，要求电磁铁具有较高、甚至很高的动作速度。典型的做法是提高电磁铁的驱动电压。但在图10所示的典型电磁铁驱动电路中，驱动电压往往受到电源电压的限制而不能随意升高。如何在电源电压一定的条件下有效提升电磁铁的驱动电压以达成其高速动作的目标，是本发明解决的问题。

在电源电压一定条件下，提升电磁铁驱动电压有多种途径。如采用升压型DC/DC电路，但这样的电路结构复杂、成本偏高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种适于完成电磁铁高速驱动的框架断路器智能控制器。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种框架断路器智能控制器，包括：微控制器、与微控制器相连的执行机构驱动模块；所述执行机构驱动模块包括：电磁铁驱动电路和倍压电路；所述电磁铁驱动电路包括：第一三极管和第一二极管；第一二极管的阴极接直流电源，第一二极管的阳极与第一三极管的电流输入端相连，第一二极管的阴极和阳极分别与电磁铁的电源端相连；所述倍压电路包括：第二三极管、电容、第一电阻和第二二极管；第二三极管的控制端与一限流电阻的一端相连，该限流电阻的另一端为触发信号输入端，第二三极管的电流输入端与第一电阻的一端和电容的阳极相连，第一电阻的另一端接直流电源；电容的阴极与第二二极管的阳极相连，第二二极管的阴极接地，第二三极管的电流输出端接地；第一三极管的控制端与第二三极管的控制端相连，第一三极管的电流输出端与电容的阴极相连。

当从所述触发信号输入端输入的触发信号为低电平时，第一三极管和第二三极管截止，所述直流电源通过第一电阻向电容充电，电容两端的电压为所述直流电源的输出电压与所述第二二极管的阳极电压的压差V。

当从所述触发信号输入端输入的触发信号为高电平时，第二三极管饱和导通，使第二三极管的电流输入端的电压接近0.6V，由于电容C1两端的电压不能突变，及第二二极管D2对电容C1放电回路的阻断及第一三极管Q1导通的共同作用，使得瞬间施加在电磁铁的电源端的电压所述直流电源的输出电压与所述压差V之和。从而将瞬时注入电磁铁的电压比只有所述直流电源供电时提高了接近一倍，从而提高了电磁铁的动作速度。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：(1)、本发明与传统的框架断路器智能控制器采用的典型电磁铁驱动电路相比，明显的优势就是提高了电磁铁动作速度。与采用升压DC/DC电路的方案相比，具有电路简洁、成本低的优势。

附图说明

图1为实施实例中的框架断路器智能控制器的电路框图；

图2本发明实施实例中电流信号调理电路的模块图。

图3本发明实施实例中电压信号调理电路的模块图。

图4本发明实施实例中分割器电路的原理图。

图5本发明实施实例中反混叠滤波器原理图。

图6为实施实例中具有滞回特性的DC/DC稳压电路的原理图。

图7为实施实例中的可变增益反馈电路的原理图。

图8为实施实例中通过DFT算法来识别电流互感器断线检测方法的流程框图。

图9为实施实例中通过数值积分和数字高通滤波器相结合的方法对电流互感器输出信号进行相位校正的流程图。

图10为传统的典型电磁铁驱动电路原理图；

图11为本发明的执行机构驱动模块(也即电磁铁高速驱动电路)的原理图。

具体实施方式

见图1-11，本实施实例的框架断路器智能控制器包括：微控制器MCU，与微控制器MCU相连的电流信号调理模块、电压信号调理模块、互感器断线检测模块、频率检测模块、键盘及显示模块、执行机构驱动模块和继电器输出模块；电流信号调理模块与电流互感器输出端相连；电压信号调理模块与电压互感器M5的输出端相连。

所述执行机构驱动模块包括：电磁铁驱动电路和倍压电路。