[发明专利]带模拟负载的电源启动电路和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，涉及一种带模拟负载的电源启动电路和包括该电源启动电路的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，提供一种结构简单、可靠性高、工作稳定的带模拟负载的电源启动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：

一种带模拟负载的电源启动电路，包括监控电源电压的电压监控电路202、模拟负载单元203和电源转换芯片U2；所述电压监控电路202包括电压监控芯片U1，电压监控电路202的输入端与电源连接，电压监控电路202的输出端与电源转换芯片U2和模拟负载单元203连接；当电源的电压小于启动阈值时，电压监控电路202使电源转换芯片U2不工作且导通电源与模拟负载单元203的连接；当电源的电压大于启动阀值时，电压监控电路202使电源转换芯片U2输出工作电压到正常工作负载且截止电源与模拟负载单元203的连接。

进一步，在电压监控电路202与电源之间还设有电源电压信号取样单元201；电源转换芯片U2与工作负载之间设有滤波单元204。

进一步，所述电压监控芯片U1内部包含有施密特触发器，在电源转换芯片U2输出工作电压到正常工作负载后，施密特触发器触发电压监控芯片U1调整启动阀值到释放阀值，且释放阀值小于启动阀值。

进一步，模拟负载单元203的负载大于或等于电源启动后的正常工作负载。

进一步，所述模拟负载单元203包括三极管Q2和模拟负载电阻R7，三极管Q2的基极与电压监控芯片U1的输出端VOUT连接，集电极经模拟负载电阻R7与电源的正极连接，发射极与电源的负极连接。

进一步，所述电压监控电路202还包括二极管Q1和电阻R5，二极管Q1的基极与电压监控芯片U1的输出端VOUT连接，集电极与电阻R5一端和电源转换芯片U2的使能端EN连接，发射极与电源的负极连接，电源转换芯片U2的输入端VIN与电源的正极连接，电阻R5另一端与电源的正极连接。