[实用新型]一种智能塑壳断路器自生电源电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及智能塑壳断路器自生电源电路，尤其涉及其自生电源。

背景技术

低压断路器是配电系统中一种重要的保护电器和操作电器，随着配电系统自动化程度的提高，正由热磁式向智能式发展。国标规定，低压断路器电子式控制器至少应具有一个由被保护线路能量产生的自生电源，现有技术一般采用专用电源控制芯片，不适应塑壳断路器对成本和体积的要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能塑壳断路器自生电源电路。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：交流输入经过整流桥后得到直流输入电流给储能电容充电，使电容两端的电压上升，得到输出电压，所述储能电容前端接有调整管，该调整管的控制极由所述智能塑壳断路器的微控制器的输出驱动；两个分压电阻串接在输出电源与地之间，其中间输出为采样电压接到所述微控制器的输入。

所述微控制器对调整管采用PID反馈控制；所述微控制器对调整管采用数字化PWM控制方式。

本实用新型的有益效果是，智能塑壳断路器的微控制器采用PID算法实现对输出的精确控制，提高了输出电压的稳定性和电路工作的可靠性，同时节省了专门的专用电源控制芯片，降低了成本，减小了体积。

附图说明

附图是智能塑壳断路器自生电源的主电路图。

图中：v_I-交流输入；v₀-直流输出；v_ad-采样电压；v_PWM-PWM信号；VD1-瞬态抑制二极管；C1-储能电容；C2-储能电容；VT1-MOS管；C3-陶瓷电容；R1-分压电阻；R2-分压电阻。

具体实施方式

如附图所示，3个电流互感器分别从被保护线路感应得到交流电流，经过整流后(附图中整流电路只给出A相)，三相叠加得到直流输入电流给储能电容C1、C2充电，使该电容两端的电压上升，得到输出电压v₀。微控制器输出脉宽调制PWM信号v_PWM，控制MOS管VT1的开通与关断。当PWM信号v_PWM为低电平时，MOS管VT1截止，输入电流除提供输出电流外还给储能电容C1、C2充电，使输出电压v₀升高。反之PWM信号v_PWM处在高电平时，MOS管VT1导通，输入电流全部流过MOS管VT1通路，储能电容C1、C2放电使输出电压v₀降低。调节PWM信号v_PWM的占空比即可控制输出电压v₀。

储能电容C1、C2的选型影响着电源的寿命和可靠性。实际电容器都带有等效串联电阻(ESR)，电流流过ESR会产生热量，造成电容寿命缩短。因此，选用ESR较小的钽电容，并且采取2个电容并联的方式来等效，进一步减小电容的ESR，既能延长电容的使用寿命，又可减小ESR产生的纹波电压分量。在储能电容两端并联1个的陶瓷电容C3，可增强对高频分量的滤波效果。为防止输人电流中的尖峰脉冲对电路板产生破坏，在MOS管VT1之前并联一个瞬态抑制二极管VD1，以吸收浪涌功率，将两极间的电压箝位于预定值，保护电路中的元器件。

两个分压电阻R1、R2串接在输出电源与地之间，其中间输出为采样电压v_ad接到所述微控制器的输入。经过微控制器输出脉宽调制PWM信号v_PWM控制，输出电压v₀可以稳定在12V，可以作为脱扣线圈的驱动电源，再通过两个稳压芯片分别产生控制器工作所需3.3V和5V电源。

反馈控制根据输出量得到实时误差，并依据误差产生控制作用来消除误差，能够抑制这两种扰动的影响。PID是一种常用的控制策略，在合适的参数下，PID控制规律可以获得较好的抑制偏差能力。