[发明专利]一种应用于高压直流断路器的手动无弧分断电路

权利要求书

1.一种应用于高压直流断路器的手动无弧分断电路，其特征在于，所述分断电路由触点电压检测电路、电压比较电路、信号调整电路、555输出电路、IGBT驱动电路依次串联而成；所述触点电压检测电路实时采集断路器主触点之间的电压，实时采集的电压经电压比较电路与预设的电压值进行比较，判断触点的状态、识别手分动作；当采集电压比预设电压值低时，不进行后续处理；当采集电压比预设电压值高时，输出第一方波信号，经过信号调整电路调整后，驱动555输出电路输出第二方波信号，该信号最终驱动IGBT驱动电路实现在断路器触点分断过程中IGBT导通，实现断路器触点的无弧分断；

所述触点电压检测电路由电阻R1、R2、R3、R4、电容C1、C2、二极管D1组成；断路器触头一端接电阻R1一端，断路器另一个触头同时与电阻R3、R4一端和电容C1一端连接，电阻R3和电容C1的另一端与二极管D1正端和电阻R2连接，此连接点为测试点T1，T1与C2一端连接，C2另一端与R4一端连接，此连接点为测试点T2，二极管D1的负端接电源；

所述电压比较电路由电阻R5、R6、R7、R8、R9、电容C3、C4、C5、C6、二极管D2、比较器U1C组成，其中，电容C4、C5连接电源+15V与GND，起到滤波作用，测试点T2与二极管D2正端相连，通过电阻R7连接比较器U1C的同向输入端，U1的反向输入端相连的是一个阈值电压，阈值电压由电阻R5、R6分压+15V得到，电容C3与R6并联，电阻R5一端连接+15V，分压电阻R5、R6的连接点为测试点T3，电阻R6和电容C3另一端连接GND；比较器U1D的输出引脚为测试点T4，测试点T4连接电阻R8，R8连接电阻R9和电容C6，此连接点为测试点T5，R9另一端连接+15V，电容C6另一端连接GND；

所述信号调整电路由电阻R10、R11、R12、电容C7、C8、二极管D3、比较器U1D组成；测试点T5连接与比较器U1D反向输入端相连，与比较器U1同向输入端相连的是一个10V电压；比较器U1D输出端与电阻R10和电容C7一端连接，此连接点为测试点T6，电阻R10另一端连接+15V，电容C7另一端连接二极管D3正端和电阻R11、R12的一端，此连接点为测试点T7，二极管D3和电阻R11的另一端连接+15V，电阻R12的另一端连接电容C8，此连接点为测试点T8，电容C8另一端接GND；

所述555输出电路由电阻R13、电容C9、C10、C11、C12、芯片U2组成；测试点T8与芯片U2的TRIG触发引脚连接，芯片U2的GND引脚接GND，芯片U2的输出引脚输出驱动IGBT信号，此信号输出点为T9测试点，芯片U2的RST复位引脚接+15V，芯片U2的CTRL控制引脚接电容C9一端，电容C9另一端接地，芯片U2的THR阈值引脚、DIS放电引脚与电容C10、C11、C12、电阻R13的一端连接，电容C10、C11、C12另一端接GND，电阻R13另一端接+15V，芯片U2的Vcc供电引脚接+15V；

所述IGBT驱动电路由电阻R14、R15、电容C13、二极管D4、光耦芯片U3组成；T9测试点连接二极管D4正端，二极管D4负端连接电阻R14的一端，电阻R14与电阻R15连接，连接点连接芯片U3的信号输入引脚，电阻R15另一端接GND；芯片U3的NC引脚悬空，CATHODE引脚接GND，5引脚接24VGND，Vo引脚连接IGBT驱动引脚，Vcc引脚接24V电源正极。

2.如权利要求1所述的应用于高压直流断路器的手动无弧分断电路，其特征在于，所述触点电压检测电路中二极管D1采用压降1V的二极管。

3.如权利要求1所述的应用于高压直流断路器的手动无弧分断电路，其特征在于，所述电压比较电路中，电阻R8为比较器U1C的输出限流电阻，电阻R9为比较器U1C的输出上拉电阻；电容C6为比较器U1C的输出滤波电容。

4.如权利要求1所述的应用于高压直流断路器的手动无弧分断电路，其特征在于，信号调整电路中，T7测试点与T6测试点之间存在隔直电容C7；电阻R10为比较器U1D的输出上拉电阻；二极管D1采用压降为1V的二极管。

5.如权利要求1所述的应用于高压直流断路器的手动无弧分断电路，其特征在于，所述555输出电路中，555定时器满足触发条件后，输出方波信号的时间由与555定时器TH引脚相连的RC电路决定，时间为RC电路充电到10V所用时间，该时间为IGBT的导通时间t，其计算公式为：

t＝1.1*R*C，其中，R为电阻R13的阻值，C是电容C10、C11、C12的电容值之和。