[实用新型]具有智能化自生电源的断路器

说明书

本实用新型涉及一种电力开关，特别涉及一种使用电子脱扣器自生电源的断路器。

在电器领域中，电力断路器或称电力开关是电力配电网络的最重要基础元件。它除了利用开和关的功能为电网调配电能外，主要的性能是具有保护功能。为此它需要一个脱扣器，该脱扣器对断路器的电网电流进行检测，并与设定的参数比较以便判定是否电流过大(称为过电流故障)以及是否脱扣，以及是否需要适当的延时脱扣。脱扣动作的执行使断路器分断而切断电网的故障电流。传统的脱扣器由双金属片或电磁线圈来确定脱扣与否，精度很低，为了得到精确的保护，断路器引入了电子脱扣器，特别是使用微处理器的电子脱扣器。对于电子脱扣器来说，电源有特殊要求，如果直接从电网上就近接入的话，当电网的短路故障发生时，电源电压就会大幅度跌落，以至电子脱扣器无法正常工作和执行脱扣动作。一般的方案是直接从断路器的工作电流中去感应能量，产生的电源称为自生电源而不需要外部辅助电源；由于过电流故障时电流存在并且较大，所以能量可以保证供应，而使电子脱扣器正常工作。

一般的自生电源由感应线圈取能，以感应电流形式为自生电源供能，通常为并联式开关电源，典型线路如图1所示：开关元件1(如晶体管、双极型或场效应管G)，隔直二极管2(D)，储能电容3(C)，采样电路4(如电位器W或串联比例电阻)，限流电阻5(R)，电压基准6(如稳压二极管D2)，比较电路7(IC1)，下级稳压电路8(IC2)。其工作原理是开关元件关闭时电流向储能电容充电，比较器在储能电容上电压升达到预期值时，输出信号将开关元件打开，电流泄放；比较器在储能电容上电压跌达到预期值以下时，关闭开关元件，反复充放电。该电源建立以后，电子脱扣器就可以开始工作。该断路器虽然可达到保护电路的效果，但也存在以下的缺点：

1.电路的性能全部取决于硬件，而硬件电路较复杂，在体积、成本、电性能方面很难兼顾。

2.由于比较器输出特性的上升沿不够陡，开关元件的损耗较大而发热；如果将比较器灵敏度提高，输出特性的上升沿加陡，则系统很容易引起振荡，开关元件的损耗更大而不易控制。

3.开关电源的电磁干扰叠加在电流采样环节上，造成采样误差，严重地影响了断路器的整体精度。

本实用新型的目的是为了克服现有断路器的缺点，而提供的一种可进一步改善和提高断路器的整体性能的具有智能化自生电源的断路器。

本实用新型的目的是这样实现的：具有智能化自生电源的断路器，包括；开关元件、隔直二极管、储能电容、采样电路、限流电阻、电压基准、比较电路、以及下级稳压电路；其特点是，所述的限流电阻、电压基准、比较电路由一个微处理器代替，该微处理器的模数转换端口与采样电路的中心调节点连接，微处理器的输出端与开关信号的输入端连接。

上述具有智能化自生电源的断路器，其中，所述的微处理器开关量输入口与采样电路的中心调节点连接，其输出端与开关信号的输入端连接。

上述具有智能化自生电源的断路器，其中，所述的采样电路由电位器或串联比例电阻构成。

上述具有智能化自生电源的断路器，其中，还包括一限流电路，由过电压基准电路、限电压保护、限流电阻构成。

由于本实用新型采样了以上的结构，用微处理器来代替限流电阻、电压基准、比较电路，将信号与微处理器自生带有的电压基准比较，经过软件的运算后决定开关元件的开和关，信号通过微处理器开关量输出口输出，从而使自生电源成为智能化自生电源，大大改善了自生电源的性能，达到进一步改善和提高断路器的整体性能的目的。

本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图进一步给出。

图1是已有技术断路器的电路原理图。

图2是本实用新型断路器的电路原理图。

图3是本实用新型断路器加保护电路的电路原理图。

图4是本实用新型一最佳实施例电路示意图。

请参阅附图2。

本实用新型具有智能化自生电源的断路器，包括；开关元件1、隔直二极管2、储能电容3、采样电路4、微处理器9、以及下级稳压电路8；该微处理器的模数转换端口10与采样电路的中心调节点连接，其输出端11与开关信号的输入端连接。

开关元件1是一个双极型晶体管或场效应晶体管，本实施例采用一双极型晶体管G；采样电路4是一个电位器或串联比例电阻，本实施例是一个电位器W；由微处理器9(IC3)的模数转换口10通过采样电路4对储能电容3(C)采样，与微处理器自生带有的电压基准比较，经过软件的运算后决定开关元件1的开和关，信号通过开关量输出口11输出。