[发明专利]一种断路器热记忆电路及其充电调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能型断路器，尤其涉及一种断路器的热记忆电路，用以保护线路及电动机负载等，属于断路器技术领域。

背景技术

断路器的热记忆功能是指断路器将主回路的能量(热量，主要与主回路电流有关)信息记录下来并加以保存，以给下次主回路出现过载时的能量累加提供依据的功能。其包括带电热记忆和断电热记忆两种。目前带电热记忆比较容易实现，但需要依赖外部电源。断电热记忆则可以在系统完全断电的情况下保存能量信息，并在系统断电后模拟能量衰减，其需要使用外部储能器件来实现。

目前断路器的断电热记忆功能普遍采用的是通过控制对外部储能电容充电来记录当前主回路的能量累加，以电容的自然放电过程来模拟在断电情况下主回路的释能，电容两端的电压反映了主回路的能量情况。

目前较为普遍采用的断电热记忆电路如图1所示，当电流互感器2检测到过载电流时，微处理器4将电流计算为相应的能量，并输出一定宽度的脉冲来控制开关单元Q1使其接通，这样电源电压VCC就可以通过开关单元Q1向充电电路的电容C1充电。同时微处理器4检测该电容C1上的电压，与当前计算的相应能量的累积值比较后，调整脉冲宽度来控制该电容上的充电电压，做到能量累积与电容电压的匹配；当能量累积达到断路器1的动作条件后，电子脱扣器中的处理器单元驱动磁通变换器3使断路器1动作，系统断电，电源电压VCC不再对充电电路的电容C1进行充电，此时电容C1将通过电阻R5开始慢慢放电，用以模拟断路器断电情况下能量的衰减过程。当断路器1再次合闸上电时，微处理器4通过电压跟随电路5读取电容两端的剩余电压，来计算出衰减后的剩余能量，并将此作为再次能量累积的基数，从而实现断电后能量的记忆或重复断电后能量的连续累积。此电路需要微处理器4对电容C1上的电压进行实时监测，并不断调节脉冲宽度来调节电容充电，微处理器软件处理复杂，占用了较大的软件资源。同时由于充电控制完全依赖于微处理器，也降低了产品的可靠性。

已知的对断路器热记忆改进的技术，比如：中国专利(申请号：200820185417.X)公开的一种断路器热记忆的电路，包括微控制器、充电电平发生电路、充电控制电路、充放电电路、反馈缓冲电路。当配电系统发生电流过载时，低压断路器中电子脱扣器的微控制器通过电流互感器检测过载电流，将电流计算为相应能量，并将该能量换算为一定比例电压值，由微控制器的PWM控制输出，充电电平发生电路根据微控制器的输出得到一定的电压VCC1，由充放电电路中的电容C2充到此电压值，当能量累积达到断路器设定的动作条件后，电子脱扣器的MCU驱动磁通变换器使断路器动作切断故障线路，断电时，充放电电路中C2电荷通过电阻R2放电，模拟能量衰减，当断路器合闸时，微控制器在此工作，MCU通过测量C2上剩余电压计算衰减后当前剩余能量，将此作为再次能量累积的基数，实现断电后能量的记忆或重复断电/过载后能量连续累积。但其过载电流检测、能量转换、充电控制实际上仍然完全依赖于微处理器，处理软件只是相对简化，要克服其缺陷，需要新的电路和控制方式。

又比如：美国授权专利US5850330A“Electronic trip device that detects an imminent drop of the power system voltage and comprises a numerical processing circuit and a thermal memory”。公开了一种具有热记忆的电子脱扣器，但其针对脱扣器的改进方式与中国专利(申请号：200820185417.X)类似，也未能克服微处理器的软件复杂、产品可靠性低的缺陷。

发明内容

为克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种根据电流独立调节充电的断路器热记忆电路，其特征在于包括电流采样电路、微处理器、充放电电路、电压采样电路、PWM比较发生电路；所述电流采样电路与PWM比较发生电路的输入相连接，将回路电流的电流采样信号提供给PWM比较发生电路；所述微处理器与PWM比较发生电路连接，将参考电压提供给PWM比较发生电路；所述PWM比较发生电路的输出与充放电电路连接，用以驱动充放电电路是否充电；所述电压采样电路的输入与充放电电路连接，所述电压采样电路的输出与微处理器连接，将充放电电路的电压信息反馈给微处理器。