一種失壓欠壓智能脫扣器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及失壓欠壓脫扣器領(lǐng)域，尤其是一種用于低壓斷路器帶延時功能的失壓欠壓智能脫扣器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前低壓斷路器用失壓欠壓脫扣器技術(shù)方案均為傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓電源經(jīng)PffM載波后驅(qū)動脫扣器線圈吸合、保持或脫扣，其缺點是電能轉(zhuǎn)換效率低、產(chǎn)品溫升高、線圈保持力隨電網(wǎng)電壓波動范圍大、脫扣器失壓后延時保持時間短，無法滿足一些用電場合及分布式光伏發(fā)電的特殊要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種用于低壓斷路器帶延時功能的失壓欠壓智能脫扣器，適用于額定電壓AC220V及AC380V的電網(wǎng)系統(tǒng)，電能轉(zhuǎn)換效率高，待機功耗低，可滿足1S失壓延時脫扣的嚴酷要求。
[0004]本發(fā)明所述的一種失壓欠壓智能脫扣器，包括脫扣器和控制電路板，所述脫扣器與所述控制電路板連接，所述控制電路板包括電壓檢測電路、CPU控制芯片、失壓儲能電路、開關(guān)電源電路、脫扣器驅(qū)動電路和延時設(shè)定電路；
其中，所述電壓檢測電路的輸入端與電網(wǎng)連接，其輸出端連接CPU控制芯片，用于將電網(wǎng)高壓轉(zhuǎn)換為低壓電信號后輸入所述CHJ控制芯片;所述延時設(shè)定電路與所述CPU控制芯片連接，將預(yù)設(shè)的延時時間信號輸入給所述CPU控制芯片;所述CPU控制芯片輸出端與所述脫扣器驅(qū)動電路連接，發(fā)出控制信號至所述脫扣器驅(qū)動電路，控制所述脫扣器吸合、保持或脫扣；
所述失壓儲能電路的輸入端與電網(wǎng)連接，其輸出端分別與所述脫扣器驅(qū)動電路和所述開關(guān)電源電路連接，將電網(wǎng)電壓整流后對電容進行充電儲能，并向所述開關(guān)電源電路提供高壓直流電源;所述開關(guān)電源電路將高壓直流電源通過高頻變壓器轉(zhuǎn)換為兩組隔離的低壓直流電源輸出，其中一組低壓直流電源與所述脫扣器驅(qū)動電路連接并提供所述CPU控制芯片電源，另一組低壓直流電源僅向所述脫扣器驅(qū)動電路供電；所述脫扣器驅(qū)動電路接收所述CPU控制芯片輸出的信號，并對輸入的電源進行電壓切換來驅(qū)動脫扣器工作。
[0005]進一步改進，所述開關(guān)電源電路包括變壓器Tl、開關(guān)芯片U2、光耦U3，所述變壓器Tl的初級與所述失壓儲能電路輸出端連接，所述變壓器Tl的次級輸出兩組隔離電源，其中一組電源經(jīng)二極管D6并聯(lián)儲能電容C13和電阻R22后接AGND，得到DClOV直流電源，該組電源與所述變壓器初級電源隔離，僅向所述脫扣器驅(qū)動電路供電；另一組電源通過二極管D5經(jīng)并聯(lián)連接的電容C8得到DC20V直流電源，經(jīng)三端穩(wěn)壓芯片U5后得到DC12V直流電源，經(jīng)三端穩(wěn)壓芯片U6后并聯(lián)電容C9、電容ClO后得到DC5V直流電源，該組電源與所述變壓器初級電源不隔離。
[0006]進一步改進，所述失壓儲能電路包括橋堆BRl、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻RlO、穩(wěn)壓管VZl、穩(wěn)壓管VZ2、穩(wěn)壓管VZ3、穩(wěn)壓管VZ4、二極管D2、MOS管Ql、電容Cl，所述橋堆BRl的交流輸入端與電網(wǎng)連接，其負極接GND，正極通過電阻R6、電阻R7、電阻R8后分成兩路，一路與MOS管Ql漏極連接，另一路通過電阻R10、電阻R9后連接MOS管Ql柵極，同時經(jīng)穩(wěn)壓管VZ1、穩(wěn)壓管VZ2、穩(wěn)壓管VZ3后連接至GND，穩(wěn)壓管VZ4連接MOS管Ql的柵極和源極，所述二極管D2陽極連接MOS管Ql的源極，其陰極通過所述電容Cl接GND，所述電容Cl的正極連接至開關(guān)電源電路和脫扣器驅(qū)動電路，經(jīng)整流后的直流電壓通過MOS管Ql的載波控制、二極管D2得到穩(wěn)定的直流電壓并在電容Cl兩端中儲能。
[0007]進一步改進，所述電壓檢測電路包括橋堆BRl、電阻Rl、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5和電容C2，所述橋堆BRl的正極與電阻Rl、電阻R2、電阻R3串聯(lián)，經(jīng)電阻R4接地，并經(jīng)電阻R5耦合電容C2濾波后接入所述CPU控制芯片。
[0008]進一步改進，所述脫扣器驅(qū)動電路包括二極管D7、二極管D8、二極管D9、二極管DlO、光耦U7、M0S管驅(qū)動U8、電阻R23、電阻R24、電阻R25、電阻R26、電阻R27、M0S管Q2和MOS管Q3，所述電容Cl正極經(jīng)二極管D7后與橋堆BRl正極經(jīng)二極管D8后并聯(lián)于MOS管Q2漏極，DC20V電源經(jīng)二極管D9接AGND并連接MOS管Q2源極，同時經(jīng)所述脫扣器連接MOS管Q3漏極，MOS管Q3源極接至GND，光耦U7的I腳接DC5V，光耦U7的3腳接DClOV，光耦U7的4腳通過電阻R24連接至MOS管Q2柵極，同時通過電阻R24和電阻R25接AGND，電阻R25并聯(lián)于MOS管Q2的柵極與源極之間，MOS管驅(qū)動U8的4腳接GND，M0S管驅(qū)動U8的I腳接DC12V，M0S管驅(qū)動U8的3腳通過電阻R26連接至MOS管Q3柵極，同時通過電阻R26和電阻R27接GND，電阻R27并聯(lián)于MOS管Q3的柵極與源極之間。
[0009]進一步改進，所述電壓檢測電路的低壓測量信號接入所述CPU控制芯片的11腳，所述延時設(shè)定電路輸出信號接入所述CPU控制芯片的2、3、6、7、8、9腳，所述脫扣器驅(qū)動電路的光耦U7的2腳通過電阻R23接入所述CPU控制芯片的10腳，所述MOS管驅(qū)動U8的5腳接入所述CPU控制芯片的5腳。
[0010]進一步改進，所述脫扣器為電磁脫扣器。
[0011 ]本發(fā)明的有益效果為:該失壓欠壓智能脫扣器電能轉(zhuǎn)換效率高，待機功耗低，脫扣器線圈保持力不受電網(wǎng)電壓波動影響，脫扣器失壓后延時保持時間可滿足1S失壓延時的要求。
【附圖說明】
[0012]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0013]圖1為本發(fā)明工作原理圖。
[0014]圖2為本發(fā)明電壓檢測電路及失壓儲能電路原理圖。
[0015]圖3為本發(fā)明開關(guān)電源DC-DC轉(zhuǎn)換原理圖。
[0016]圖4為本發(fā)明脫扣器驅(qū)動電路原理圖。
[0017]圖5為本發(fā)明延時設(shè)定電路原理圖。
[0018]圖6為本發(fā)明CPU控制芯片連接原理圖。
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明所述的一種失壓欠壓智能脫扣器，包括脫扣器和控制電路板，所述脫扣器與所述控制電路板連接，所述控制電路板包括電壓檢測電路、CPU控制芯片、失壓儲能電路、開關(guān)電源電路、脫扣器驅(qū)動電路和延時設(shè)定電路；
其中，所述電壓檢測電路的輸入端與電網(wǎng)連接，其輸出端連接CPU控制芯片;所述延時設(shè)定電路與所述CPU控制芯片連接;所述CPU控制芯片輸出端與所述脫扣器驅(qū)動電路連接；所述失壓儲能電路的輸入端與電網(wǎng)連接，其輸出端分別與所述脫扣器驅(qū)動電路和所述開關(guān)電源電路連接;所述開關(guān)電源電路輸出兩組隔離電源，其中一組輸出與所述脫扣器驅(qū)動電路連接并作為所述CHJ控制芯片的電源，另一組輸出與所述脫扣器驅(qū)動電路連接，其僅作為導(dǎo)通所述驅(qū)動器驅(qū)動電路的觸發(fā)電源;所述脫扣器驅(qū)動電路接收所述CPU控制芯片輸出的信號，并對輸入的電源進行電壓切換來驅(qū)動脫扣器工作。
[0020]具體電路連接方式如下:
所述開關(guān)電源電路包括變壓器Tl、開關(guān)芯片U2、光耦U3，所述變壓器Tl的初級與所述失壓儲能電路輸出端連接，所述變壓器Tl的次級輸出兩組隔離電源，其中一組電源經(jīng)二極管D6并聯(lián)儲能電容C13和電阻R22后接AGND，得到DClOV直流電源，該組電源與所述變壓器初級電源隔離。另一組電源通過二極管D5經(jīng)并聯(lián)連接的電容CS得到DC20V直流電源，經(jīng)三端穩(wěn)壓芯片U5后得到DC12V直流電源，經(jīng)三端穩(wěn)壓芯片U6后并聯(lián)電容C9、電容ClO后得到DC5V直流電源，該組電源與所述變壓器初級電源不隔離。
[0021 ] 所述失壓儲能電路包括橋堆BRl、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻RlO、穩(wěn)壓管VZl、穩(wěn)壓管VZ2、穩(wěn)壓管VZ3、穩(wěn)壓管VZ4、二極管D2、M0S管Ql、電容Cl，所述橋堆BRl的交流輸入端與電網(wǎng)連接，其負極接GND，正極通過電阻R6、電阻R7、電阻R8后分成兩路，一路與MOS管Ql漏極連接，另一路通過電阻R10、電阻R9后連接MOS管Ql柵極，同時經(jīng)穩(wěn)壓管VZ1、穩(wěn)壓管VZ2、穩(wěn)壓管VZ3后連接至GND，穩(wěn)壓管VZ4連接MOS管Ql的柵極和源極，所述二極管D2陽極連接MOS管Ql的源極，其陰極通過所述電容Cl接GND，所述電容Cl的正極連接至開關(guān)電