[发明专利]一种直流欠压脱扣器和断路器

说明书

技术领域

本发明涉及配电领域，更具体的说，涉及一种直流欠压脱扣器和断路器。

背景技术

低压断路器主要承担配电线路和设备的过载、欠电压、短路保护之用。欠电压脱扣器就是上述断路器对低压线路和用电设备进行欠电压保护的机构。欠电压脱扣器需长期连续通电，其动作特性应达到：当电压检测输入端电压低于额定工作电压的35%时，欠电压脱扣器不能闭合，防止了断路器闭合；当电压检测输入端电压等于或大于额定工作电压的85%时应能闭合，保证断路器可靠闭合；当电压检测输入端电压下降到额定工作电压的70%和35%范围内，欠压脱扣器应断开；另外，欠电压脱扣器还必须有耐高电压能力，在耐受额定电压检测输入端电压的110%4小时后仍有正常的脱扣特性。也就是要求欠电压脱扣器在低电压时能可靠闭合，在高电压时工作正常，线圈不烧坏。

目前的众多的欠压脱扣器通常采用拍合式或电磁铁结构形式（即电磁铁在低电压的情况下自动释放）来实现欠压保护，都是以电磁机构为主体以线圈通电以后对铁磁物质产生吸力、把电磁能转换为机械能的一种机构。这种结构存在脱扣器动作的准确性和一致性差的问题，而且电磁铁在维持吸合（即线圈在工作情况下长时间通电流）阶段发热严重，容易导致脱扣器线圈烧毁。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种节能的、可准确控制脱扣器动作的直流欠压脱扣器和断路器。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种直流欠压脱扣器，包括脱扣机构和控制电路，所述控制电路包括与电压检测输入端连接的欠压检测模块、与欠压检测模块耦合的可进行脉宽控制的脱扣操控模块、与脱扣操控模块连接的为脱扣操控模块提供工作电压的电源模块；所述脱扣操控模块包括与所述脱扣机构连接的的脱扣可控开关，与所述脱扣可控开关耦合，用于控制脱扣可控开关分/合的PWM控制芯片。

进一步的，所述脱扣机构包括磁通线圈和与磁通线圈耦合的触发脱扣动作的动作机构。

进一步的，所述PWM控制芯片的输出端与所述脱扣可控开关之间串联有限流电阻。限流电阻可以限制控制回路的电流，避免脱扣可控开关损毁。

进一步的，所述脱扣操控模块还包括在电压检测输入端的正负极之间串联设置的依次连接的第一电阻、第二电阻、第三电阻；所述电压检测输入端的负极和第一电阻、第二电阻连接端之间设有第一稳压二极管；所述第二电阻、第三电阻连接端耦合到所述PWM控制芯片的MOD端；所述PWM控制芯片的SET端和电压检测输入端的负极之间设有第四电阻，电源端和所述电源模块输出的工作电压连接；所述PWM控制芯片的电源端跟电压检测输入端的负极之间设有滤波电容，以及串联设置的第五电阻和第六电阻，所述第五电阻和第六电阻跟滤波电容并联设置，其连接端耦合到所述PWM控制芯片的DI V端；所述PWM控制芯片的OUT端跟所述脱扣可控开关之间设有限流电阻。此为一种具体的基于PWM控制芯片的脱扣操控模块电路。

进一步的，所述电源模块在电压检测输入端的正负极之间串联设置有第七电阻和第二稳压二极管，所述第二稳压二极管的稳定电压为所述PWM控制芯片输出工作电压。

进一步的，所述欠压检测模块包括在电压检测输入端的正负极之间串联设置的第八电阻和第九电阻，以及跟第九电阻并联设置的第三稳压二极管和延迟电容；在电压检测输入端的正负极之间串联设置的第十电阻和第一可控开关，所述第一可控开关的控制端耦合到所述第八电阻和第九电阻之间；与所述第一可控开关并联设置的第四稳压二极管；还包括设置在电压检测输入端的负极和PWM控制芯片之间的第二可控开关，所述第二可控开关的控制端耦合到所述第十电阻和第一可控开关之间。此为一种具体的欠压检测模块结构，该欠压检测模块具有延时保护功能，当电压检测输入端出现偶然波动，电压瞬时下降后又恢复正常电压的时候，可以确保PWM控制芯片无动作，提高直流欠压脱扣器动作的可靠性。

进一步的，所述直流欠压脱扣器的电压检测输入端的正负极之间设有压敏电阻。压敏电阻可以在电压检测输入端电压陡增的时候，阻值迅速下降，在电压检测输入端正负极之间产生瞬时大电流，消耗掉大部分能量，避免后面的电路烧毁。

进一步的，所述磁通线圈两端并联设有续流二极管，所述续流二极管的阴极耦合到电压检测输入端的正极，其阳极耦合到所述脱扣可控开关。这样在脱扣可控开关断开时候，磁通线圈可以通过续流二极管放电，将线圈内的能量及时消耗掉，这样可以确保线圈产生的感应电流对脱扣可控开关及电路的冲击。