B型剩余电流动作保护断路器制造技术

一种B型剩余电流动作保护断路器，包括剩余电流采样电路、MCU主控电路和脱扣电路，所述剩余电流采样电路包括互感器、振荡电路、积分电路、滤波电路和偏置调整电路，互感器感应到漏电信号先依次经过所述振荡电路变为方波信号，再经过积分电路调制为三角波信号，再经过所述滤波电路滤除载波信号后，最后经过所述偏置调整电路后送入MCU主控电路的单片机U4，所述偏置调整电路用于调节漏电流信号正负向的偏移量，使正负向漏电流信号关于基准电压对称，由单片机U4根据漏电信号判断是否驱动脱扣电路使断路器断开，通过MCU主控电路的单片机U4代替纯模拟电路进行检测，不仅能够通过软件的算法判断更复杂的漏电波形，而且对硬件的要求低。求低。求低。

【技术实现步骤摘要】
B型剩余电流动作保护断路器


[0001]本专利技术创造涉及低压电器领域，特别是涉及一种B型剩余电流动作保护断路器。

技术介绍

[0002]目前市场上的剩余电流保护断路器的剩电流保护类型大多为A型和AC型，仅能用于检测交流和脉动直流漏电，不能应用于存在纯直流漏电、高频漏电及三相整流后漏电等类型的场合。本方案提出了一种B型剩余电流动作保护断路器，可用于检测电动汽车、充电桩、变频器等场合产生的漏电。

技术实现思路

[0003]本专利技术创造的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种可用于检测电动汽车、充电桩、变频器等场合的B型剩余电流动作保护断路器。
[0004]为实现上述目的，本专利技术创造采用了如下技术方案：
[0005]一种B型剩余电流动作保护断路器，包括剩余电流采样电路116、MCU主控电路110和脱扣电路114，所述剩余电流采样电路116包括互感器104、振荡电路105、积分电路106、滤波电路107和偏置调整电路108，互感器104感应到漏电信号先依次经过所述振荡电路105变为方波信号，再经过积分电路106调制为三角波信号，再经过所述滤波电路107滤除载波信号后，最后经过所述偏置调整电路108后送入MCU主控电路110的单片机U4，所述偏置调整电路108用于调节漏电流信号正负向的偏移量，使正负向漏电流信号关于基准电压对称，由单片机U4根据漏电信号判断是否驱动脱扣电路114使断路器断开。
[0006]优选的，还包括电源电路115，电源电路115包括依次连接的BUCK开关电源电路101、LDO线性稳压电路102和电压基准电路103，BUCK开关电源电路101将电源进行第一次降压得到第一电压，LDO线性稳压电路102用于进行第二次降压将第一电压降压为第二电压，电压基准电路103将第二电压降压为Vref基准电压。
[0007]优选的，还包括开关状态检测电路109，开关状态检测电路109从断路器的出线端取电，并根据断路器出线端的电流信号输出对应电平信号至MCU主控电路110，MCU主控电路110根据此信号判断断路器分合闸状态。
[0008]优选的，还包括测试电路，所述测试电路包括试验按钮电路111和模拟漏电电路117，所述试验按钮电路111用于检测是否外界触发试验按钮装置，试验按钮电路111在检测到试验按钮按下时驱动单片机U4产生模拟漏电信号至模拟漏电电路117，模拟漏电电路117接收到单片机U4发送的模拟漏电信号后控制互感器104的测试绕组与互感器104上的剩余电流检测绕组耦合并产生测试信号。
[0009]优选的，还包括与所述单片机U4连接的LED指示电路112。
[0010]优选的，还包括温度检测电路113，温度检测电路113包括用于检测断路器内部温度热敏电阻。
[0011]优选的，所述振荡电路105包括波脉冲电压发生电路和方波脉冲电压驱动电路，脉
冲电压发生电路输出方波信号控制方波脉冲电压驱动电路循环向剩余电流互感器的漏电检测绕组提供正负方向交替的电压。
[0012]优选的，所述积分电路106包括高通滤波器和运放积分电路，所述高通滤波器将占空比信号滤除低频成分，运放积分电路将占空比信号转化为包含高频载波信号的三角波信号。
[0013]优选的，所述滤波电路107包括两个串联的二阶有源滤波电路，所述两个二阶有源滤波电路分别包括运算放大器U6B和运算放大器U6C，电阻R40一端与积分电路106的输出端连接，另一端经电阻R41连接到运算放大器U6B的反向输入端，Vref基准电压经电阻R44连接到运算放大器U6B的同向输入端，运算放大器U6B的输出端经电阻R42、电阻R42连接到运算放大器U6C的反向输入端，电容C26一端与Vref基准电压连接，另一端连接到电阻R40和电阻R41之间，电容C24一端与运算放大器U6B的输出端连接，另一端与运算放大器U6B的反向输入端连接，电阻R38一端与运算放大器U6B的输出端连接，另一端连接到电阻R40和电阻R41之间；Vref基准电压经电阻R45连接到运算放大器U6C的同向输入端，运算放大器U6C的输出端输出到偏置调整电路108，电容C27一端与Vref基准电压连接，另一端连接到电阻R42和电阻R43之间，电容C25一端与运算放大器U6C的输出端连接，另一端与运算放大器U6C的反向输入端连接，电阻R39一端与运算放大器U6C的输出端连接，另一端连接到电阻R42和电阻R43之间。
[0014]优选的，所述偏置调整电路108包括由运算放大器U6D构成的反向放大电路，运算放大器U6D的反向输入端接收滤波电路107的漏电信号，运算放大器U6D的同向输入端通过电阻R21、电阻R23和电阻R24分别与电源电路、Vref基准电压和接地端连接，使漏电信号的波形关于Vref基准电压对称，运算放大器U6D的输出端连接至单片机U4，所述电阻R21、电阻R22、电阻R23串联的一端与电源电路连接，另一端与Vref基准电压连接，电阻R24一端接地，另一端连接到电阻R21和电阻R22之间，运算放大器U6D的同向输入端连接到电阻R22和电阻R23之间。
[0015]优选的，所述BUCK开关电源电路101包括整流桥BR1、π型滤波电路和非隔离开关电源芯片U1，BUCK开关电源电路101的输入端从断路器的进线端取电后，先经过整流桥BR1整流，再经过π型滤波电路滤波，再经过非隔离开关电源芯片U1降压后输出到LDO稳压电路102，通过LDO稳压电路102分别为电压基准电路103、剩余电流采样电路116、MCU主控电路110和脱扣电路114供电。
[0016]优选的，所述偏置调整电路108还包括电阻R19和反馈电阻R18，滤波后的漏电信号通过电阻R19连接到运算放大器U6D的反向输入端，反馈电阻R18连接运算放大器U6D的反向输入端和运算放大器U6D的输出端，运算放大器U6D的输出端通过电阻R20和电容C18构成的滤波器连接至单片机U4。
[0017]优选的，所述方波脉冲电压发生电路包括由运算放大器U3B构成的滞回比较器，所述运算放大器U3B的反向输入端经过限流电阻R28连接到采样电阻R31和互感器的漏电检测绕组的一端，电阻R32跨接在运算放大器U3B的同向输入端和输出端，运算放大器U3B的同向输入端通过电阻R33和电阻R32与参考电压Vref连接得到阈值电压；所述方波脉冲电压驱动电路包括NPN三极管Q2和PNP三极管Q4，所述运算放大器U3B的输出端通过限流电阻R29和滤波电容C20分别连接到NPN三极管Q2和PNP三极管Q4的基极，三极管Q2和PNP三极管Q4的发射
极相互连接后与互感器的漏电检测绕组连接，NPN三极管Q2的集电极连接电源正极，PNP三极管Q4的集电极连接电源负极，NPN三极管Q2和PNP三极管Q4在滞回比较器输出的正负方波电压驱动下交替导通，并循环向剩余电流互感器的漏电检测绕组提供正负方向交替的方波脉冲驱动电压。
[0018]本专利技术创造的B型剩余电流动作保护断路器，不通过MCU主控电路的单片机U代替纯模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种B型剩余电流动作保护断路器，其特征在于：包括剩余电流采样电路(116)、MCU主控电路(110)和脱扣电路(114)，所述剩余电流采样电路(116)包括互感器(104)、振荡电路(105)、积分电路(106)、滤波电路(107)和偏置调整电路(108)，互感器(104)感应到漏电信号先依次经过所述振荡电路(105)变为方波信号，再经过积分电路(106)调制为三角波信号，再经过所述滤波电路(107)滤除载波信号后，最后经过所述偏置调整电路(108)后送入MCU主控电路(110)的单片机U4，所述偏置调整电路(108)用于调节漏电流信号正负向的偏移量，使正负向漏电流信号关于基准电压对称，由单片机U4根据漏电信号判断是否驱动脱扣电路(114)使断路器断开。2.根据权利要求1所述的B型剩余电流动作保护断路器，其特征在于：还包括电源电路(115)，电源电路(115)包括依次连接的BUCK开关电源电路(101)、LDO线性稳压电路(102)和电压基准电路(103)，BUCK开关电源电路(101)将电源进行第一次降压得到第一电压，LDO线性稳压电路(102)用于进行第二次降压将第一电压降压为第二电压，电压基准电路(103)将第二电压降压为Vref基准电压。3.根据权利要求1所述的B型剩余电流动作保护断路器，其特征在于：还包括开关状态检测电路(109)，开关状态检测电路(109)从断路器的出线端取电，并根据断路器出线端的电流信号输出对应电平信号至MCU主控电路(110)，MCU主控电路(110)根据此信号判断断路器分合闸状态。4.根据权利要求1所述的B型剩余电流动作保护断路器，其特征在于：还包括测试电路，所述测试电路包括试验按钮电路(111)和模拟漏电电路(117)，所述试验按钮电路(111)用于检测是否外界触发试验按钮装置，试验按钮电路(111)在检测到试验按钮按下时驱动单片机U4产生模拟漏电信号至模拟漏电电路(117)，模拟漏电电路(117)接收到单片机U4发送的模拟漏电信号后控制互感器(104)的测试绕组与互感器(104)上的剩余电流检测绕组耦合并产生测试信号。5.根据权利要求1所述的B型剩余电流动作保护断路器，其特征在于：还包括与所述单片机U4连接的LED指示电路(112)。6.根据权利要求1所述的B型剩余电流动作保护断路器，其特征在于：还包括温度检测电路(113)，温度检测电路(113)包括用于检测断路器内部温度热敏电阻。7.根据权利要求1所述的B型剩余电流动作保护断路器，其特征在于：所述振荡电路(105)包括波脉冲电压发生电路和方波脉冲电压驱动电路，脉冲电压发生电路输出方波信号控制方波脉冲电压驱动电路循环向剩余电流互感器的漏电检测绕组提供正负方向交替的电压。8.根据权利要求1所述的B型剩余电流动作保护断路器，其特征在于：所述积分电路(106)包括高通滤波器和运放积分电路，所述高通滤波器将占空比信号滤除低频成分，运放积分电路将占空比信号转化为包含高频载波信号的三角波信号。9.根据权利要求1所述的B型剩余电流动作保护断路器，其特征在于：所述滤波电路(107)包括两个串联的二阶有源滤波电路，所述两个二阶有源滤波电路分别包括运算放大器U6B和运算放大器U6C，电阻R40一端与积分电路106的输出端连接，另一端经电阻R41连接到运算放大器U6B的反向输入端，Vref基准电压经电阻R44连接到运算放大器U6B的同向输入端，运算放大器U6B的输出端经电阻R42、电阻R42连接到运算放大器U6C...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡友锋，王帮乐，卓莉，姚玺峰，施建新，黄忠生，杨青，张萍，方素芳，
申请(专利权)人：上海正泰智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：