[实用新型]一种带监控功能的CAN总线低压智能断路器

说明书

本实用新型公开了一种带监控功能的CAN总线低压智能断路器，包括多个通过CAN总线相互连接的智能断路器单元、用于控制CAN总线的CAN主控制器，每个智能断路器单元均包括电源、电源转换电路、霍尔传感器、采样测量电路、ARM控制器、FPGA控制器、脱扣电路、执行机构，电源分别与电源转换电路、FPGA控制器相连，电源转换电路分别与ARM控制器、FPGA控制器相连，霍尔传感器经采样测量电路与ARM控制器相连，ARM控制器通过脱扣电路与执行机构连接。本实用新型使用FPGA对电源、电源转换电路和采样测量电路进行监控，通过监控保障整个智能断路器的安全性，从而满足智能电网的发展要求。

技术领域

本实用新型涉及断路器领域，特别涉及一种带监控功能的CAN总线低压智能断路器。

背景技术

低压断路器是低压电网、电力系统中应用广泛，同时非常重要的开关控制电器之一。在输配电控制、承载和关合运行电流、保护电网和保障用电设备安全运行方面低压断路器担负着重要职责。随着我国智能电网的发展，对低压断路器提出了较高的要求，使低压断路器向智能方向发展。而CAN总线是国际上应用最广泛的现场总线之一，CAN总线协议已经成为嵌入式工业控制局域网的标准总线。

申请号为201510627687.6的专利申请，其主要发明内容为：提供了一种基于物联网的智能型户用断路器及其使用方法，断路器分为三相和四相两类，每种类型都有电源变换模块、分合闸模块、参数采集模块、WIFI通信模块、CAN通信模块、微处理器模块组成。该申请没有通过CAN总线来实现四遥功能，没有给出CAN通信的具体实现方式。

申请号为201610920566.5的专利申请，公开了一种智能断路器状态监测电子设备，包括采样终端、状态检测设备和控制基站，采样终端包括采样控制器，采样控制器的数据输入端连接有采样单元，该申请仅把CAN总线作为智能断路器状态监测的一种，没有通过它来实现四遥功能，没有给出CAN通信的具体实现方式。

申请号201720058182.7的专利申请，包括塑壳断路器、微处理器单元和操控按键组，微处理器单元上设有电流检测模块、电压检测模块、电源通断模块、通信协议转换器和PWM控制器。该申请保留了通信协议转换器的CAN协议接口插座，没有给出CAN通信的具体实施方法。

在以往通过单片机来实现CAN通信的智能断路器中，由于单片机内部资源、时钟频率和处理数据能力有限，对于总线上接收数据帧的时间戳精度分辨率低，在高速时会导致不同的数据帧有相同的时间戳，从而导致部分数据帧无法接收，会最终造成数据帧丢失。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、成本低、稳定性好的带监控功能的CAN总线低压智能断路器。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种带监控功能的CAN总线低压智能断路器，包括多个通过CAN总线相互连接的智能断路器单元、用于控制CAN总线的CAN主控制器，每个智能断路器单元均包括电源、电源转换电路、霍尔传感器、采样测量电路、ARM控制器、FPGA控制器、脱扣电路、执行机构，所述电源的输出端分别与电源转换电路的输入端、FPGA控制器相连，电源转换电路的输出端分别与ARM控制器、FPGA控制器相连，霍尔传感器获取电源的电压、电流信号，霍尔传感器的信号输出端与采样测量电路的输入端相连，采样测量电路的输出端与ARM控制器相连，所述ARM控制器通过脱扣电路与执行机构连接。

上述带监控功能的CAN总线低压智能断路器，所述FPGA控制器包括寄存器控制模块、位时序逻辑模块和位流处理器模块；

所述寄存器控制模块与位时序逻辑模块、位流处理器模块相连，寄存器控制模块包括状态寄存器、中断寄存器、验收代码寄存器、验收屏蔽寄存器，在发送、接收信息或出错时，通过改写状态寄存器和中断寄存器的相关位来反映FPGA控制器当前的工作状况；

位时序逻辑模块与位流处理器模块相连，用于监视CAN总线位流，并处理与总线有关的位时序。