[发明专利]一种基于直流驱动方案的智能断路器

说明书

本发明涉及断路器技术领域，尤其涉及一种基于直流驱动方案的智能断路器，包括计量采样电路、电压采样电路、保护互感器采样电路、剩余电流采样电路、驱动电路和直流电磁线圈；本发明利用直流弱电驱动电磁线圈动作。当智能断路器自身监测断路器异常状态，如过压、过流、短路等异常状态或通过控制命令进行远程分合闸时，断路器通过直流电源驱动电磁线圈动作分合闸，断路器通过电子式MCU控制分、合闸，实现集成化多重保护及远程控制，同时直流驱动方案通过控制驱动电流来控制电磁机构推动脱钩机构，根据不同的驱动阶段匹配不同的电流，能更有效的利用力矩驱动，减少因过力对机械寿命的损失。

技术领域

本发明涉及断路器技术领域，尤其涉及一种基于直流驱动方案的智能断路器。

背景技术

随着经济的发展，家庭用电的电器也越来越多，同样用电安全就会越重要，否则会因用电导致电器损坏、人体触电、火灾等情况。常见的危险用电情况主要是：儿童接触家用电器导致触电；线路或插座上负载过重导致电线短路、跳闸，甚至引发火灾；雷电、拉弧等市电上下瞬间电压变化导致电器损坏。

针对这种问题，断路器的需求也越来越大，同时新建线路也要求多路用电设备分开走线，使用多路断路器控制。然后现有断路器市场上常用的主要还是机械式断路器，而且针对不同功能保护的断路器都是分开的，如：过载/短路保护断路器、漏电断路器、浪涌保护器、电弧故障保护断路器；每种断路器功能单一，且均需要安装在配电箱内，导致配电箱内的位置不够。

为解决上述问题，本申请中提出一种基于直流驱动方案的智能断路器。

发明内容

(一)发明目的

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种基于直流驱动方案的智能断路器，本发明利用直流弱电驱动电磁线圈动作。当智能断路器自身监测断路器异常状态，如过压、过流、短路等异常状态或通过控制命令进行远程分合闸时，断路器通过直流电源驱动电磁线圈动作分合闸。

断路器通过电子式MCU控制分、合闸，实现集成化多重保护及远程控制，同时直流驱动方案通过控制驱动电流来控制电磁机构推动脱钩机构，根据不同的驱动阶段匹配不同的电流，能更有效的利用力矩驱动，减少因过力对机械寿命的损失。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种基于直流驱动方案的智能断路器，包括计量采样电路、电压采样电路、保护互感器采样电路、剩余电流采样电路、驱动电路和直流电磁线圈；

计量采样电路通过锰铜片采样零线电流，并通过锰铜片电阻将电流值转换为电压值，并通过采样电路转换为差分信号，将差分信号输入到计量芯片，计量芯片实时采集其差分电压值，并通过算法计算出实际的电流值；

电压采样电路通过电压采样电路，将市电的AC230V电压值转换为差分的低电平交流信号，并将差分信号输入到计量芯片，计量芯片实时采集其差分电压值，并通过算法计算出实际的电压值；

保护采样电路通过互感器采集火线电流，互感器将实际电流值通过其本身的匝数比转换为小电流，并通过采样电路转换为小电压的交流电压信号，并将交流信号输入MCU，并通过MCU的ADC实时采集其电压值，并通过算法计算出实际的电流值；

剩余电流采样电路通过互感器采集零火线的电流矢量和；当产生剩余电流时，互感器采集电流就会产生变化；互感器将实际剩余电流值，通过其本身的匝数比转换为小电流，并通过采样电路转换为差分的交流电压信号将差分信号输入到计量芯片，计量芯片实时采集其差分电压值，并通过算法计算出实际的剩余电流值；

驱动电路通过DAC芯片驱动不同电压值，控制三极管电流，驱动电磁线圈，实现断路器分合闸功能；

直流电磁线圈，包括铁芯，衔铁机构，激磁线圈绕在铁芯上，工作时，激磁线圈通入直流电，直流电流通过激磁线圈产生一个大小和方向固定的磁场，产生磁力，磁力推动衔铁机构完成分合闸操作。