[发明专利]断路器的电子式控制器

说明书

技术领域

本发明属于低压电器领域，涉及一种新型电流采样电路，特别是一种适用于塑壳断路器的电子式控制器的电流采样电路和断路器的电子式控制器。

背景技术

低压断路器电流保护方式最初为热磁式及电磁式，随着电子技术的发展，上世纪90年代开始研发及使用电子式控制器，电子式控制器采用电流互感器输出作为电流采样信号，同时利用电流互感器输出作为电子脱扣器的电源供给。

但由于智能塑壳断路器电流互感器输出能量有限，输出功率较低，所以对控制器电路功耗要求低功耗。且智能塑壳断路器替代的为原热磁式及电磁式产品，要求控制器尽量控制成本，提高智能塑壳断路器的竞争力。智能塑壳断路器最小壳架电流只有100A或125A，所以要求控制器尽量控制体积。

现有的电子式控制器的电流采样电路如图1-2所示，由于采用全波整流方式，且信号为负信号，需经过运放进行反向放大处理，造成控制器存在以下缺陷及不足：1)由于元器件增多，PCB板布板面积增大，导致控制器体积较大；2)由于增加运放进行反向放大处理，导致控制器功耗增加，对互感器的要求增加；3)由于元器件增多，导致成本增加，使智能塑壳断路器成本偏高；4)由于采用全波整流采用，接地电流无法采样，控制器无法实现接地保护功能。

而且，低压断路器的电子式控制器电源主要来源于电流互感器，特别是智能塑壳断路器，由于没有辅助电源，只能依靠电流互感器产生的电源保证工作。但是，由于断路器主电路电流波动较大，如白天电流大，夜晚电流小，使控制器电源电路频繁工作于正常及不正常的临界状态，将导致控制器工作不稳定，出现误动作、误显示等情况。

如图5所示，现有电子式控制器电源通常采用由电阻、稳压管、三极管组成的电源启动电路，即当输入电源电压Vin大于稳压管DZ1导通电压时，三极管Q1导通，电源芯片U1使能端EN电平为低电平，由于电源芯片U1为低电平使能工作，所以电源芯片U1输出端Vout输出转换后的电源如：+5V、+3.3V。后端负载RL开始工作，由于负载RL需一定的能量，当前端电源输入Vin能量较小时，将导致Vin电压跌落，使电源电压Vin低于稳压管DZ1导通电压，使三极管Q1截止，电源芯片U1使能端EN电平变为高电平，电源芯片将输出端Vout将停止输出。由于后端负载失去电源供给，电源电压Vin将继续升高电压，又出现大于稳压管DZ1导通电压的情况，周而复始，所以电源芯片U1一直处于开通与关闭的循环工作状态，将使电子式控制器处于不稳定工作状态，容易出现误动作及误显示等故障。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种功耗低、成本低、体积小的新型电流采样电路和断路器的电子式控制器。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种新型电流采样电路，包括与电流互感器连接的电流互感器接口101、整流单元102、半波电流转换电路103和信号抬升电路104；电流互感器接口101与电流互感器连接取得电流采样信号，整流单元102与电流互感器接口101连接对电流采样信号进行整流，半波电流转换电路103与整流单元102连接将电流采样信号转换为电压信号并半波取样，信号抬升电路104与半波电流转换电路103连接将半波取样的电压信号经抬升基准电压Vref抬升为正信号并输出。

进一步，所述电流互感器接口101包括n+1个可与n个电流互感器连接的输入端，电流互感器接口101的第1～n个输入端分别与n个电流互感器的一个信号输入端连接，电流互感器接口101的第n+1个输入端同时与n个电流互感器的另一个信号输入端连接，n为大于或等于1的整数；所述整流单元102包括n+1个整流子单元，所述半波电流转换电路103包括n+1个半波电流转换子电路，所述的信号抬升电路包括n+1个信号抬升子电路；电流互感器接口101的n+1个输入端分别与n+1个整流子单元连接，n+1个整流子单元的一端连接到一起后与电源电路连接，n+1个整流子单元的另一端分别与n+1个半波电流转换子电路的一端连接，同时分别与n+1个信号抬升子电路的一端连接，n+1个半波电流转换子电路的另一端连接到一起后接地；n+1个信号抬升子电路的另一端连接到一起后与抬升基准电压Vref连接；n+1个信号抬升子电路具有可与微处理器连接的n+1个输出端。