[发明专利]低压电器的供电与采样电路及其控制方法

说明书

一种低压电器的供电与采样电路及其控制方法，包括电流互感器、整流电路、采样电路、稳压储能电路、降压储能电路和控制单元，所述电流互感器、整流电路、稳压储能电路以及降压储能电路依次连接，所述采样电路连接在整流电路与控制单元之间，控制单元与稳压储能电路连接获取稳压储能电路的电压值，稳压储能电路包括稳压开关元件，控制单元基于获取的电压值输出控制信号使稳压开关元件被导通或关断，控制单元每次通过采样电路采集信号都是在稳压开关元件被导通期间，或者，控制单元每次通过采样电路采集信号都是在稳压开关元件被关断期间，保证了电流采样的精度和供电效果。

技术领域

本发明涉及低压电器领域，具体涉及一种低压电器的供电与采样电路及其控制方法。

背景技术

断路器是电力系统中重要的开关电器，能够接通和分断正常负荷电流、过负荷电路，还能够接通和分断短路电流。电子式低压断路器作为断路器中的一种，电子式低压断路器具有一个供电与采样电路，供电与采样电路中通常具备一个铁芯电流互感器，使其在采集电流信号的同时还为断路器中的控制器电路提供工作电源，当电流互感器输入的电流越大，二次侧感应转换输出的电压也越大，当电压达到一定阈值后会导通稳压开关管泄放电流，然而，现有的供电与采样电路中的稳压开关管是由硬件电路控制的，在采集电流信号时，稳压开关管有时处于导通状态，有时处于关断状态，容易受到稳压开关管导通或关断的干扰，导致电流采样精度难以提高，并且硬件泄放频率高，难以控制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种成本低、电流测量精度高且供电效果好的低压电器的供电与采样电路及其控制方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种低压电器的供电与采样电路，包括电流互感器、整流电路、采样电路、稳压储能电路和控制单元，所述电流互感器连接在低压电器的主线路上，电流互感器、整流电路、稳压储能电路依次连接，所述采样电路连接在整流电路与控制单元之间，控制单元获取稳压储能电路的电压值，稳压储能电路包括由控制单元控制的稳压开关元件，控制单元基于获取的电压值向稳压储能电路输出控制信号控制稳压开关元件的导通和关断，控制单元每次通过采样电路采集信号都是在稳压开关元件被导通期间，或者，控制单元每次通过采样电路采集信号都是在稳压开关元件被关断期间。

优选的，还包括比较器电路，所述比较器电路从稳压储能电路获取电压值，并与参考电压进行比较，以控制稳压开关元件的通断。

优选的，所述比较器电路包括能够控制稳压开关元件导通或关断的电压比较器，所述电压比较器在控制单元正常工作时，电压比较器不被触发，当控制单元故障时，电压比较器将被触发控制稳压开关元件导通。

优选的，所述稳压储能电路包括稳压开关元件、隔离二极管和储能电容器。

优选的，还包括信号调理电路和降压储能电路，所述控制单元通过信号调理电路与采样电路连接，降压储能电路连接在控制单元与稳压储能电路之间，降压储能电路为控制单元提供工作电源。

优选的，所述整流电路包括整流桥D1，采样电路包括用于采样的电阻R1，稳压储能电路包括稳压开关管Q2、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电容器C1、电阻R2和电阻R3，比较器电路包括比较器U1A，控制单元为MCU；

电流互感器的一次侧与主线路连接，电流互感器的二次侧与整流桥D1的输入端连接，整流桥D1的一个输出端与电阻R1的一端连接，整流桥D1的另一个输出端与稳压开关管Q2的漏极以及二极管D2的阳极连接，稳压开关管Q2的源极与电阻R1的另一端连接并与GND连接，稳压开关管Q2的栅极与二极管D3、二极管D4的阴极连接，二极管D3的阳极与比较器U1A的输出端连接，二极管D4的阳极与MCU连接，比较器U1A的正向输入端与电阻R2、电阻R3的一端连接，电阻R2、电阻R3的一端与MCU连接，比较器U1A的反向输入端与基准电压Vref连接，电阻R2的另一端、电容器C1的正极与二极管D2的阴极连接。