[发明专利]一种电子式断路器内计量型互感器自取电式测量电路

权利要求书

1.一种电子式断路器内计量型互感器自取电式测量电路，其特征在于：包括

作为输入端的电流互感器；

用于计量电流采样以及故障电流采样的电流采集计量电路，耦接所述电流互感器，所述电流采集计量电路包括采样模块，需达到高电平才可正向导通的MOS管；

设置有驱动电压的外部电源供电电路，输出端耦接所述电流采集计量电路的MOS管，在有外部电源供电情况下，外部电源电压大于驱动电压，外部电源供电电路将会对外部电源电压进行数据采集以及数据转化，最后输出高电平，从而驱动电流采集计量电路的MOS管正向导通，使电流采集计量电路呈纯阻性电路，电流互感器中未经整流的二次正弦波电流直接通过MOS管以及采样模块，从而完成计量电流的采样；

设置有驱动电压的互感器取电电路，耦接所述电流采集计量电路的MOS管，所述互感器取电电路包括与电流互感器耦接的正向二极管以及与正向二极管耦接的可充放电的电容，在无外部电源供电情况下，MOS管正向截止，电流互感器中的正向正弦波电流对电容进行充电，反向正弦波电流由于正向二极管的作用，全部流向正向截止，反向导通的MOS管，并最后流回电流互感器，使电流采集计量电路呈非纯阻性电路，并利用反向正弦波电流完成故障电流的采集；

当电容电压经过充电后大于互感器取电电路的驱动电压时，互感器取电电路导通，电容就会对互感器取电电路进行放电，同时，互感器取电电路将会对电容电压进行数据采集以及数据转化，最后输出高电平，从而驱动电流采集计量电路的MOS管导通，由于正向二极管的设置，此时，正向正弦波电流以及反向正弦波电流均直接通过电流采集计量电路；当放电电压逐渐变小并小于驱动电压时，互感器取电电路重新对互感器进行取电，使得在无外部电源供电情况下电容在自取电状态以及放电状态之间来回切换，并利用反向正弦波电流完成故障电流的采集，所述外部电源供电电路包括：直流供电电源，BOOST升压芯片，以及或门电路；

所述BOOST升压芯片的输入端与直流供电电源耦接，BOOST升压芯片的输出端与或门电路的输入端耦接，或门电路的输出端与MOS管耦接；

当有外部电源供电时，外部电源输入电能至BOOST升压芯片，并且BOOST升压芯片输出高电平至或门电路，或门电路输出高电平至MOS管，驱动MOS管导通，此时，电流互感器中未经整流的二次正弦波电流，直接通过导通的MOS管以及采样电路，并在采样电路中进行计量电流采样，最后流至电流互感器，完成电流采集计量电路的驱动，所述互感器取电电路包括电容，与外部电源供电电路共用的BOOST升压芯片，以及与外部电源供电电路共用的或门电路；所述电容分别与正向二极管以及BOOST升压芯片耦接；

当无外部电源供电时，或门电路输出低电平至MOS管，使得MOS管正向截止，输入端的二次正弦波电流经过正向二极管，再流至电容进行充电操作，最后流回至电流互感器；反向正弦波电流由于正向二极管的作用，全部流向正向截止，反向导通的MOS管，并最后经过采样模块，流回电流互感器；

当电容经过充电后其电压大于BOOST升压芯片的反馈电压时，电容进行放电操作，BOOST升压芯片输出高电平至或门电路，或门电路输出高电平驱动MOS管导通，此时，输入端的正向正弦波电流以及反向正弦波电流均直接通过电流采集计量电路，并在电流采集计量电路中进行互感器二次电流信号的计算，最后流回至电流互感器，完成电流采集计量电路的驱动；

当电容不断放电后导致电容电压小于BOOST升压芯片的反馈电压时，MOS管截止，电容重新从电流互感器端取电，进行充电操作，从而反复切换充电状态与放电状态。

2.根据权利要求1所述的电子式断路器内计量型互感器自取电式测量电路，其特征在于：所述电流采集计量电路包括，MOS管，取样电阻，信号调理单元以及采样单元，当有外部电源供电时，外部电源一端输出电压并经过分压电阻后接地，另一端输出电压至BOOST升压芯片的输入端，此时BOOST升压芯片的输入端的电压大于BOOST升压芯片的反馈电压，BOOST升压芯片即输出高电平至或门电路的输入端，或门电路根据逻辑输出高电平至MOS管，MOS管导通，此时，输入电流互感器的二次正弦波电流，直接通过导通状态下的MOS管，流至取样电阻，最后流回电流互感器形成回路，取样电阻两端的电压信号进入信号调理单元，再输入采样单元。

3.根据权利要求2所述的电子式断路器内计量型互感器自取电式测量电路，其特征在于：当外部电源无电时，电容两端电压小于BOOST升压芯片反馈电压，BOOST升压芯片输出低电平至或门电路，或门电路输出低电平至MOS管，MOS管正向截止，正向正弦波电流经过正向二极管流进电容，再流回电流互感器，反向正弦波电流由于正向二极管的作用无法导通至电容，流至正向截止反向导通的MOS管，至取样电阻，最后流回电流互感器形成回路，取样电阻两端的电压信号进入信号调理单元，再输入采样单元，当电容电压经过取电后大于BOOST升压芯片的反馈电压，电容开始放电操作，此时电容作为内部电源，其输出端与BOOST升压芯片的反馈电压的输入端相连，从而使BOOST升压芯片输出高电平至门电路，门电路输出高电平至MOS管，MOS管正向导通，此时，输入电流互感器的正向正弦波电流以及反向正弦波电流直接通过导通状态下的MOS管，流至取样电阻，取样电阻两端的电压信号进入信号调理单元，再输入采样单元，最后流回电流互感器形成回路；当放电电压逐渐变小以至于小于BOOST升压芯片的反馈电压时，门电路输出低电平至MOS管，MOS管截止，正向正弦波电流就又会经过二极管流进电容进行充电，再流回取样电阻，最终流回电流互感器，从而反复切换充电状态与放电状态。