一種大電流低壓斷路器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大電流低壓斷路器，包括信號采樣模塊、微處理系統(tǒng)、通斷控制模塊、顯示控制模塊、無線通信模塊和電源；信號采樣模塊，用于采集零火線上的實時電流，并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號發(fā)送給微處理系統(tǒng)；微處理系統(tǒng)，用于對接收到的電壓信號進(jìn)行處理、儲存，并將處理后的電壓信號發(fā)送給顯示控制模塊；還用于發(fā)送開關(guān)控制信號給通斷控制模塊；通斷控制模塊，用于根據(jù)開關(guān)控制信號執(zhí)行用電線路的斷開和閉合；顯示控制模塊，用于顯示微處理系統(tǒng)發(fā)送的信號，并實現(xiàn)大電流低壓斷路器的人工控制；無線通信模塊，用于實現(xiàn)大電流低壓斷路器的遠(yuǎn)程控制；電源模塊，用于提供通斷控制模塊和微處理系統(tǒng)工作電源。
【專利說明】一種大電流低壓斷路器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及低壓斷路器，尤其涉及一種智能型大電流斷路器。
【背景技術(shù)】
[0002]低壓斷路器又稱自動開關(guān)，它是一種既有手動開關(guān)作用，又能自動進(jìn)行失壓、欠壓、過載、和短路保護(hù)的電器。它可用來分配電能，不頻繁地啟動異步電動機(jī)，對電源線路及電動機(jī)等實行保護(hù)，當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重的過載或者短路及欠壓等故障時能自動切斷電路，其功能相當(dāng)于熔斷器式開關(guān)與過欠熱繼電器等的組合。而且在分?jǐn)喙收想娏骱笠话悴恍枰兏悴考勋@得了廣泛的應(yīng)用。目前，國外的低壓斷路器正朝著高性能、小型化、智能化和模塊化方向發(fā)展，并且與現(xiàn)場總線系統(tǒng)相連，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化。國內(nèi)一些廠家也曾開發(fā)國際標(biāo)準(zhǔn)低壓斷路器控制器，但其主要缺點是采用大規(guī)模集成器件較少，故體積較大，易進(jìn)入干擾。對于工業(yè)領(lǐng)域和家庭用電，比如家用電表，常常面臨突發(fā)大電流，這就需要斷路器具有更好、更靈敏的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種用于實時檢測工業(yè)領(lǐng)域或家庭用電的大電流低壓斷路器，能有效降低突發(fā)大電流造成的危害，提高低壓斷路器靈敏性及抗干擾能力。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
[0005]一種大電流低壓斷路器，包括信號采樣模塊、微處理系統(tǒng)、通斷控制模塊、顯示控制模塊、無線通信模塊和電源；
[0006]信號采樣模塊，用于采集零火線上的實時電流，并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號發(fā)送給微處理系統(tǒng)；
[0007]微處理系統(tǒng)，用于對接收到的電壓信號進(jìn)行處理、儲存，并將處理后的電壓信號發(fā)送給顯示控制模塊；還用于發(fā)送開關(guān)控制信號給通斷控制模塊；
[0008]通斷控制模塊，用于根據(jù)開關(guān)控制信號執(zhí)行用電線路的斷開和閉合；
[0009]顯示控制模塊，用于顯示微處理系統(tǒng)發(fā)送的信號，并實現(xiàn)大電流低壓斷路器的人工控制；
[0010]無線通信模塊，用于實現(xiàn)大電流低壓斷路器的遠(yuǎn)程控制?？梢酝ㄟ^一個終端設(shè)備控制來控制多個斷路器的工作，可以進(jìn)行大規(guī)模地統(tǒng)一管理，在斷路器上安裝一個無線通信模塊，當(dāng)終端發(fā)出指令時，它可以接受指令，并執(zhí)行指令相應(yīng)的動作。
[0011 ] 電源模塊，用于提供通斷控制模塊和微處理系統(tǒng)工作電源。
[0012]更進(jìn)一步的,微處理系統(tǒng)包括Atmegal6單片機(jī),并通過外部接口電路實現(xiàn)單片機(jī)與外部電路的連接。
[0013]更進(jìn)一步的，通斷控制模塊包括晶閘管，所述晶閘管用于實現(xiàn)用電線路的斷開和閉合。并通過連接光耦，用小電流來實現(xiàn)大電流的通斷。
[0014]有益效果:(I)本發(fā)明以Atmegaie單片機(jī)為核心構(gòu)成一個實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時分析、運算和處理，可獲得各種不同的保護(hù)特性，易于修改；(2)本發(fā)明通過無線通信模塊的設(shè)計使得斷路器使用的控制更加規(guī)范化，通過顯示控制模塊的設(shè)計使得它的操作性更具有人性化和方便化，它的大電流特性和電源模塊部分使它能更廣泛地應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域和家庭用電；(3)本發(fā)明通斷功能通過光耦和晶閘管的組合實現(xiàn)，提高低壓斷路器靈敏性及抗干擾能力，能有效降低突發(fā)大電流造成的危害。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的工作原理圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0017]如I圖所示，本發(fā)明提供的一種大電流低壓斷路器，包括信號采樣模塊、微處理系統(tǒng)、通斷控制模塊、顯示控制模塊、無線通信模塊和電源，下面結(jié)合實例作進(jìn)一步描述:
[0018](I)信號采集模塊，用于采集零火線上的實時電流，并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號發(fā)送給微處理系統(tǒng)；本實例通過零序電流互感器對大電流進(jìn)行信號采樣，并結(jié)合模擬電子技術(shù)中的信號放大和調(diào)整，為微處理器系統(tǒng)提供正確可靠的信號。
[0019](2)微處理系統(tǒng)，用于對接收到的電壓信號進(jìn)行處理、儲存，并將處理后的電壓信號發(fā)送給顯示控制模塊；還用于發(fā)送開關(guān)控制信號給通斷控制模塊；本實例由Atmegaie單片機(jī)和外部接口電路組成，對電流信號進(jìn)行實時采集、處理、儲存，實現(xiàn)各種保護(hù)和輔助功能。Atmegaie單片機(jī)包括JTAG 口和3盞顯示不同情況的燈，通過JTAG 口可以進(jìn)行程序的燒入和修改，3盞燈的變化可以顯示此時線路的狀況
[0020](3)通斷控制控制模塊，用于根據(jù)開關(guān)控制信號執(zhí)行用電線路的斷開和閉合；本實例通過光耦和晶閘管的組合實現(xiàn)線路的通斷，用小電流來實現(xiàn)大電流的通斷。
[0021]因為是大電流的控制，傳統(tǒng)意義上的繼電器就不能用了，本實例采用雙向晶閘管，它能通過大電流，而且雙向晶閘管可以很方便地閉合和斷開，由于大電流的操作危險性高，本實例還用光耦連接雙向晶閘管來進(jìn)行隔離。本實例通過一個三極管作為開關(guān)，并通過單片機(jī)控制三極管的導(dǎo)通和斷開，從而實現(xiàn)光耦的導(dǎo)通與斷開，實現(xiàn)了用小電流控制大電流的目的。本研究通過雙向晶閘管來代替?zhèn)鹘y(tǒng)斷路器的脫扣器還可以避免產(chǎn)生由于線路通斷產(chǎn)生的高壓電弧。電弧的產(chǎn)生是由于斷路器切斷通有電流的回路時，只要電源電壓大于IOV?20V，電流大于80mA?100mA，在動、靜觸頭分開瞬間，觸頭間隙就會出現(xiàn)電弧。此時，觸頭雖然已經(jīng)分開，但是電路中的電流還在繼續(xù)流通，只有熄滅電弧，電路才真正斷開。如果用雙向晶閘管代替?zhèn)鹘y(tǒng)的脫扣器，就能避免電弧的產(chǎn)生。首先，晶閘管是一個無觸點的開關(guān)，不存在觸頭；其次，雙向晶閘管的斷開需要在線路中的電壓過零點時才能斷開，也就是說晶閘管的斷開瞬間，線路中是沒有電流的，這樣就能避免電弧的產(chǎn)生。最后，雙向晶閘管的介質(zhì)是半導(dǎo)體，對于電弧的產(chǎn)生也有一定的抑制作用。所以，本研究通過采用雙向晶閘管，線路中可以成功避免電弧的產(chǎn)生。在一系列的測驗中，晶閘管承受了 20A?3000A電流的沖擊，都沒有電弧的產(chǎn)生，同時晶閘管本身沒有出現(xiàn)損壞，安全性非常高。
[0022](4)無線通信模塊，實現(xiàn)大電流低壓斷路器的遠(yuǎn)程控制可以通過一個終端設(shè)備控制來控制多個斷路器的工作，可以進(jìn)行大規(guī)模地統(tǒng)一管理，在斷路器上安裝一個無線通信模塊，當(dāng)終端發(fā)出指令時，它可以接受指令，并執(zhí)行指令相應(yīng)的動作。
[0023]( 5 )顯示控制模塊，用于顯示微處理系統(tǒng)發(fā)送的信號，并實現(xiàn)大電流低壓斷路器的人工控制；本實例用液晶顯示加9個數(shù)字鍵來做，可以實現(xiàn)人機(jī)互動，便于用戶自己設(shè)置合適的值以及相應(yīng)的操作；同時在界面顯示旁邊會有一個開關(guān)，可以用來手動復(fù)位。本實例將設(shè)計人性化的界面顯示，本實例用液晶1602來作為顯示屏，配以9個數(shù)字鍵來執(zhí)行相應(yīng)的操作。
[0024](6)電源模塊，本發(fā)明的電源模塊直接接入零火線，通過lnk306芯片進(jìn)行轉(zhuǎn)化，通過調(diào)整電阻值來獲得通斷控制模塊所需要的13V電壓，實現(xiàn)了 220V到13V的直接轉(zhuǎn)換，從而無需另外給予低壓斷路器單獨供電，由于微處理系統(tǒng)需要5V的電壓供電，通過78M05芯片來轉(zhuǎn)化電源部分直接將220V交流電轉(zhuǎn)換為可供控制模塊和微處理系統(tǒng)使用的工作電源。
[0025]信號采樣模塊通過在零火線上各用一個零序電流互感器，采集零火線上的實時電流，將其轉(zhuǎn)換為可控單片機(jī)識別的電壓信號，通過LM358的放大倍數(shù)調(diào)整采樣的精度。Atmegaie單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理判斷，控制通斷控制控制模塊進(jìn)行線路的斷開和閉合，還將信號發(fā)送給顯示控制模塊以便于實時監(jiān)控。
[0026]本發(fā)明主要將產(chǎn)品應(yīng)用于家用電器中，并將和電表綁定，這樣不但可以保護(hù)家用電器，而且還可以便于供電局對電表的管理，無線覆蓋范圍是200m，可以在每個小區(qū)設(shè)置一個終端，通過這個終端來控制這個小區(qū)的所有斷路器的控制，通過終端發(fā)出命令，無線模塊接受命令，并把命令傳遞給微處理系統(tǒng)，微處理系統(tǒng)接受命令，并執(zhí)行相應(yīng)的操作。界面顯示模塊的設(shè)計為方便用戶的操作
[0027]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種大電流低壓斷路器，其特征在于:包括信號采樣模塊、微處理系統(tǒng)、通斷控制模塊、顯示控制模塊、無線通信模塊和電源； 信號采樣模塊，用于采集零火線上的實時電流，并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號發(fā)送給微處理系統(tǒng)； 微處理系統(tǒng)，用于對接收到的電壓信號進(jìn)行處理、儲存，并將處理后的電壓信號發(fā)送給顯示控制模塊；還用于發(fā)送開關(guān)控制信號給通斷控制模塊； 通斷控制模塊，用于根據(jù)開關(guān)控制信號執(zhí)行用電線路的斷開和閉合； 顯示控制模塊，用于顯示微處理系統(tǒng)發(fā)送的信號，并實現(xiàn)大電流低壓斷路器的人工控制； 無線通信模塊，用于實現(xiàn)大電流低壓斷路器的遠(yuǎn)程控制； 電源模塊，用于提供通斷控制模塊和微處理系統(tǒng)工作電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大電流低壓斷路器，其特征在于:所述微處理系統(tǒng)包括Atmegal6單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大電流低壓斷路器，其特征在于:所述通斷控制模塊包括晶閘管，所述晶閘管用于實現(xiàn)用電線路的斷開和閉合。
【文檔編號】G05B19/04GK103488105SQ201310471501
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】王頤 申請人:南京歐格節(jié)能科技有限公司