一种用于智能断路器的多模组合取电供能模块制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于智能断路器的多模组合取电供能模块，包括接触取电模块和CT取电模块，增加超级电容储能供电模块；所述接触取电模块接至断路器的变压器二次侧，CT取电模块接至断路器的变压器一次侧，超级电容储能供电模块连接接触取电模块和CT取电模块，在断路器正常工作状态下实现超级电容充电蓄能，在缺相或断相的故障状态下通过超级电容放电模式驱动开关电源以实现断路器正常运行。本实用新型专利技术的技术方案中，增加以超级电容为介质的储能供电模组，可以确保断路器在一次侧断相、缺相等突发状况发生时，仍有足够的能量驱动脱扣器脱扣动作跳闸，避免故障的扩大化，提高了断路器运行的可靠性。器运行的可靠性。器运行的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于智能断路器的多模组合取电供能模块


[0001]本技术涉及取电供能
，具体涉及一种用于智能断路器的多模组合取电供能模块。

技术介绍

[0002]低压断路器是应用于低压配电系统中的主要电器设备，正常负荷下可接通或断开供电线路，当供电线路中发生故障时，可自动跳闸，起到保护线路和电气设备的作用，防止事故范围进一步扩大。
[0003]目前常规的断路器是通过电压信号或电流信号感应获得工作电源，正常状态是通过电压信号的转换获取工作电压，故障情况下可通过故障电流转换取得工作电源。
[0004]现有技术中，以图1某品牌塑壳断路器为例，该塑壳断路器包括主接线端子1、带手柄操作机构2、ETU电子脱扣单元3、旋转触头系统4、灭弧栅片5、脱扣线圈6、电流互感器7，利用图1中电流互感器7上的铜排来进行相电的连接，将一次侧相电压信号引入断路器内置变压器，通过变压器进行转换之后，输出低电压给控制电路部分，实现正常工作状态下的电压取能。这样只要断路器一次侧保证供电，即可确保断路器控制部分电源供电的持续性与可靠性。但是当一次侧相电出现断相、缺相等故障时，控制部分电源无法实现工作电压的正常输出。
[0005]同时，现有技术中部分类型的断路器采用安装在铜排上的电流互感器进行CT感应取电，依靠专门的电源管理芯片，实现电流信号转换为系统工作电压信号，但是受限于安装空间和互感器线圈绕组数，CT感应取能的功率有限，需要一次侧电流大于一定阈值，才能保证断路器各个部件的正常运行。
[0006]鉴于上述现有技术中两种常规的取能方式都存在有一定的问题，需要提出一种多模组合的取电供能方式，以确保智能断路器供电的可靠性。

技术实现思路

[0007]本技术提供一种用于智能断路器的多模组合取电供能模块，以解决现有技术中两种常规取能方式存在的技术缺陷。本技术提出的新型多模组合的取电供能方式，增加以超级电容为介质的储能供电模组，通过超级电容储能供电、CT取能供电和接触感应取电的多种取能模式的并列运行，可以确保智能断路器供电的可靠性。
[0008]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案。
[0009]本技术提供一种用于智能断路器的多模组合取电供能模块，包括接触取电模块和CT取电模块，还包括超级电容储能供电模块；所述接触取电模块接至断路器的变压器二次侧，所述CT取电模块接至断路器的变压器一次侧；所述超级电容储能供电模块连接接触取电模块和CT取电模块，在断路器正常工作状态下实现超级电容充电蓄能，在缺相或断相的故障状态下通过超级电容放电模式驱动开关电源以实现断路器正常运行。
[0010]优选的是，所述接触取电模块包括AC/DC开关电源、第一二极管D1、第二二极管D2、
第四二极管D4，第二二极管D2与第四二极管D4串联再与第一二极管D1并联连接AC/DC开关电源，AC220V相电压通过铜牌母线引入至AC/DC开关电源，经AC/DC转换后输出12V直流电压。
[0011]在上述任一技术方案中优选的是，所述AC220V相电压输入端连接过零检测电路。
[0012]在上述任一技术方案中优选的是，所述CT取电模块包括三组集成有取能线圈和计量线圈的双线圈穿心式互感器、第三二极管D3，第三二极管D3并联连接三组双线圈穿心式互感器、取能芯片的Shunt Boost整流控制器，ABC三相电压通过穿心式互感器输出电流Ia、Ib和Ic，经取能芯片的Shunt Boost整流控制器后输出12V直流电压。
[0013]在上述任一技术方案中优选的是，所述超级电容储能供电模块包括多只单体10F/2.7V超级电容、芯片Buck调节器，多只单体10F/2.7V超级电容串联连接得到C＝2F、电压13.5V的超级电容组，超级电容组通过第一二极管D1、第四二极管D4、第二二极管D2连接芯片Buck调节器。
[0014]在上述任一技术方案中优选的是，所述超级电容组与第一二极管D1之间设置一个电阻，超级电容组正极连接电阻一端，电阻另一端连接第一二极管D1负极。
[0015]在上述任一技术方案中优选的是，所述芯片Buck调节器的输入电压范围为+5V到+12V。
[0016]在上述任一技术方案中优选的是，所述第一二极管D1、第四二极管D4和第二二极管D2串联连接超级电容组和芯片Buck调节器，接触取电模块的通过AC/DC开关电源输出的12V直流电压，经第一二极管D1、第四二极管D4、第二二极管D2的单向导通，12V直流电压分别传输至超级电容组和芯片Buck调节器。
[0017]在上述任一技术方案中优选的是，所述CT取电模块的通过取能芯片的Shunt Boost整流控制器输出的12V直流电压，与接触取电模块的通过AC/DC开关电源输出的12V直流电压并联后传输至芯片Buck调节器。
[0018]在上述任一技术方案中优选的是，所述断路器的后端控制电路通过接触取电模块或CT取电模块获得转化输入电压3.3V。
[0019]与现有技术相比，本技术的上述技术方案具有如下有益效果：
[0020]增加以超级电容为介质的储能供电模组，确保断路器在一次侧断相、缺相等突发状况发生时，仍有足够的能量驱动脱扣器脱扣动作跳闸，避免故障的扩大化；超级电容储能供电、CT取能供电和接触感应取电等三种供电方式的有效融合，避免了断路器单一取能模式的隐患，提高了断路器运行的可靠性；多种取能模式的并列运行，可均摊断路器运行中单个取能通路上产生的功耗，有利于降低控制模块的工作温升，延长控制模块的使用寿命。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为现有技术中塑壳断路器组成部分的分解图；
[0023]图2为按照本技术的用于智能断路器的多模组合取电供能模块的一优选实施
例的三种控制模式总体框图；
[0024]图3为按照本技术的用于智能断路器的多模组合取电供能模块的图2所示实施例的接触取电模块电路图；
[0025]图4为按照本技术的用于智能断路器的多模组合取电供能模块的图2所示实施例的CT取电模块电路图；
[0026]图5、图6为按照本技术的用于智能断路器的多模组合取电供能模块图2所示实施例的取能后输出3.3V至后端控制电路的电路图；
[0027]图7为按照本技术的用于智能断路器的多模组合取电供能模块的图2所示实施例的超级电容的充放电电路图；
[0028]图8为按照本技术的用于智能断路器的多模组合取电供能模块的图2所示实施例的断路器故障时超级电容放电驱动开关电源的电路图。
具体实施方式
[0029]下面将结合本技术实施例中的附图，对本实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于智能断路器的多模组合取电供能模块，包括接触取电模块和CT取电模块，其特征在于：还包括超级电容储能供电模块；所述接触取电模块接至断路器的变压器二次侧，所述CT取电模块接至断路器的变压器一次侧；所述超级电容储能供电模块连接接触取电模块和CT取电模块，在断路器正常工作状态下实现超级电容充电蓄能，在缺相或断相的故障状态下通过超级电容放电模式驱动开关电源以实现断路器正常运行。2.如权利要求1所述的用于智能断路器的多模组合取电供能模块，其特征在于：所述接触取电模块包括AC/DC开关电源、第一二极管D1、第二二极管D2、第四二极管D4，第二二极管D2与第四二极管D4串联再与第一二极管D1并联连接AC/DC开关电源，AC220V相电压通过铜牌母线引入至AC/DC开关电源，经AC/DC转换后输出12V直流电压。3.如权利要求2所述的用于智能断路器的多模组合取电供能模块，其特征在于：所述AC220V相电压连接过零检测电路。4.如权利要求1所述的用于智能断路器的多模组合取电供能模块，其特征在于：所述CT取电模块包括三组集成有取能线圈和计量线圈的双线圈穿心式互感器、第三二极管D3，第三二极管D3并联连接三组双线圈穿心式互感器、取能芯片的Shunt Boost整流控制器，ABC三相电压通过穿心式互感器输出电流Ia、Ib和Ic，经取能芯片的Shunt Boost整流控制器后输出12V直流电压。5.如权利要求1所述的用于智能断路器的多模组合取电供能模块，其特征在于：所述超级电容储能供电模块包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙凯旋，唐明群，孙大璟，徐文，姜海涛，刘建军，
申请(专利权)人：江苏其厚智能电气设备有限公司，
类型：新型
国别省市：