智能漏電斷路器的製造方法

2023-05-31 13:56:41

智能漏電斷路器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能漏電斷路器。所述智能漏電斷路器包括：微控制器，用於控制所述智能漏電斷路器；保護輸出電路，與所述微控制器連接，用於根據所述微控制器的指令輸出關斷觸發信號，驅動關斷機構關斷電能的傳輸；重合閘控制電路，與所述微控制器連接，用於根據所述微控制器其的指令輸出重合閘觸發信號，驅動重合閘機構接通電能傳輸線路；以及通信總線控制電路，與所述微控制器和通信總線連接，具有電氣隔離功能，用於控制所述通信總線發送總線通信信號，同時控制所述通信總線接收總線通信信號。本實用新型公開的智能漏電斷路器具有更好的抗幹擾能力，能夠在強幹擾環境下正常運行。
【專利說明】 智能漏電斷路器
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於電力供應控制設施【技術領域】，涉及一種斷路器，尤其涉及一種智能漏電斷路器。
【背景技術】
[0002]隨著人們對電網智能化控制和監控方面的需求的日益增長，大多數漏電斷路器口配備了通信電路，可以與上位機進行通信。現有的漏電斷路器的通信電路都包括非隔離的RS485串行接口通信電路。由於包括的RS485串行接口通信電路是非隔離型的，這種通信電路的抗幹擾能力較弱，因此，當接收到受到外部信號幹擾的輸入信號時，它們的輸出信號也會受到幹擾。更為嚴重的，如果輸入信號受到外部強電幹擾，可能會造成整個RS485串行接口通信電路的損壞。造成了漏電斷路器的抗幹擾能力和工作可靠性很差。
實用新型內容
[0003]有鑑於此，本實用新型提出一種智能漏電斷路器，來解決以上【背景技術】部分提到的技術問題。
[0004]本實用新型實施例提供了一種智能漏電斷路器，所述智能漏電斷路器包括:
[0005]微控制器，用於控制所述智能漏電斷路器；
[0006]保護輸出電路，與所述微控制器連接，用於根據所述微控制器的指令輸出關斷觸發信號，驅動關斷機構關斷電能的傳輸；
[0007]重合閘控制電路，與所述微控制器連接，用於根據所述微控制器其的指令輸出重合閘觸發信號，驅動重合閘機構接通電能傳輸線路；以及
[0008]通信總線控制電路，與所述微控制器和通信總線連接，具有電氣隔離功能，用於控制所述通信總線發送和接收總線通信信號。
[0009]進一步的，所述智能漏電斷路器還包括:
[0010]開關處理電路，與微控制器連接，用於對從所述智能漏電斷路器的面板上輸入的控制參數進行處理；
[0011]顯示處理電路，與微控制器連接，用於控制所述智能漏電斷路器的顯示屏進行顯示；以及
[0012]電源供給電路，用於向所述智能漏電斷路器的各個電路提供穩定的直流電源。
[0013]進一步的，所述通信總線是RS485串行通信總線。
[0014]進一步的，所述通信總線控制電路包括ADM2587E串口通信晶片。
[0015]進一步的，所述通信總線控制電路包括VP3082串口通信晶片。
[0016]進一步的，所述智能漏電斷路器還包括阻值是零歐姆的電阻器，所述阻值是零歐姆的電阻器用於將所述VP3082串口通信晶片與所述RS485串行通信總線進行電氣隔離。
[0017]本實用新型實施例提供了一種智能漏電斷路器，所述智能漏電斷路器包括具有電氣隔離功能的通信總線控制電路，能夠實現輸入迴路與輸出迴路之間的電氣隔離，使得智 能漏電斷路器具有很好的抗幹擾性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其它特徵、目的和優點將會變得更明顯:
[0019]圖1是本實用新型實施例提供的智能漏電斷路器的結構框圖；
[0020]圖2是本實用新型實施例提供的ADM2587E串口通信晶片的電路圖；
[0021]圖3是本實用新型實施例提供的VP3082串口通信晶片的電路圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅用於解釋本實用新型，而非對本實用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便於描述，附圖中僅示出了與本實用新型相關的部分而非全部內容。
[0023]圖1是本實用新型實施例提供的智能漏電斷路器的結構框圖。參見圖1，所述智能漏電斷路器包括:微控制器110、保護輸出電路120、重合閘控制電路130、通信總線控制電路140、開關處理電路150、顯示處理電路160以及電源供給電路170。
[0024]所述微控制器110用於控制所述智能漏電斷路器。
[0025]所述微控制器110是所述智能漏電斷路器的控制中心，利用各種接口和線路連接整個智能漏電斷路器的各個部分，通過運行或執行存儲在存儲器內的軟體程序和/或模塊，以及調用存儲在存儲器內的數據，執行所述智能漏電斷路器的各種功能和處理數據，從而對所述智能漏電斷路器進行整體監控。可選的，微控制器110可包括一個或多個處理核心；優選的，微控制器110可集成調製解調處理器，其中，調製解調處理器主要處理無線通信。可以理解的是，上述調製解調處理器也可以不集成到微控制器110中。
[0026]所述保護輸出電路120與所述微控制器110連接，用於根據所述微控制器110的指令輸出關斷觸發信號，驅動關斷機構關斷電能的傳輸。
[0027]所述保護輸出電路120主要作用在於在所述微控制器110的控制下驅動所述智能漏電斷路器的關斷機構，使得所述關斷機構根據所述微控制器110的控制指令對所述電能傳輸線路進行關斷。
[0028]所述重合閘控制電路130與所述微控制器連接，用於根據所述微控制器其的指令輸出重合閘觸發信號，驅動重合閘機構接通電能傳輸線路。
[0029]在所述智能漏電斷路器的關斷機構對電能傳輸線路進行關斷保護後，所述電能傳輸線路經過相應的檢修、故障排除可能重新符合了進行電能傳輸的條件。如果所述電能傳輸線路重新符合了進行電能傳輸的條件，所述重合閘控制電路130需要輸出重合閘觸發信號，以驅動所述重合閘機構幾桶所述電能傳輸線路。
[0030]需要說明的是，所述重合閘控制電路130是否輸出所述重合閘觸發信號及輸出所述重合閘觸發信號的時機由所述微控制器Iio進行控制，而所述重合閘控制電路130根據所述微控制器110的控制輸出所述重合閘觸發信號。
[0031]所述通信總線控制電路140與所述微控制器110連接，具有電氣隔離功能，用於控制所述通信總線發送和接收總線通信信號。[0032]具體的，所述通信總線控制電路140可以通過RS485總線將來自所述微控制器110的總線通信信號發送至上位機，並將所述上位機通過所述RS485總線傳輸的總線通信信號發送至所述微控制器110。也就是說，所述通信總線控制電路140是所述微控制器110與所述RS485總線之間的接口。
[0033]在本實施例的一個優選實施方式中，所述通信總線控制電路140包括ADI公司的ADM2587E串口通信晶片。所述ADM2587E串口通信晶片是增強型隔離串口通信晶片。它擁有2500V的隔離電壓，在它的輸入/輸出引腳上提供±15kV ESD保護功能，同時具有高溫自動保護功能，以及大於25kV/y s高共模瞬態抑制能力。
[0034]所述ADM2587E串口通信晶片不僅在內部集成了 DC-DC隔離電源，還集成了隔離型的RS485收發器。當來自微控制器110數據輸入ADM2587E串口通信晶片後，會先經過一個施密特觸發器濾波整形，然後經解碼電路將信號變成脈衝信號，經過脈衝變壓器耦合之後，再進入編碼電路還原波形，最後再經過一個施密特觸發器濾波整形，輸出完美的方波。除此之外，ADM2587E串口通信晶片還集成了校正和看門狗電路，保證期間可以工作在低速率與直流信號的狀態下。
[0035]ADM2587E串口通信晶片的DC-DC轉換器部分的工作原理與當今大多數電源相同。它採用副邊控制器結構，集成隔離脈寬調製(PWM)反饋VCC為振蕩電路提供電源，該電路將開關電路輸入一個空心變壓器。傳輸至副(Viso)邊的電源經過整流並調整到3.3V時，副邊控制器通過產生脈寬調製(PWM)控制信號調整輸出。該控制信號通過專用數據通道被送到原(Vcc)邊。脈寬調整振蕩電路來控制傳送至副邊的功率，通過反饋來實現更高的功率和效率。
[0036]ADM2587E串口通信晶片的接收器具有開路、短路及故障保護功能，當總線輸入端為開路或者短路時，確保輸出為高電平。在線路空閒狀態下，總線上沒有驅動器被使能時，接收器上的終端電阻上的電壓衰減到0V，對於傳統的RS485接收器來講，接收器的輸入與之在±200MV之間，這就需要在ADM2587E串口通信晶片與RS485總線的埠上外接偏置電阻，以確保接收器為已知狀態。而ADM2587E串口通信晶片的接收器的輸入閾值則為-200至30MV，因此ADM2587E串口通信晶片與RS485總線之間的埠不需要偏置電阻，當總線開路、短路或者故障時導致接收器終端電阻為OV時，接收器的輸出確保為高電平。
[0037]ADM2587E內部具有熱關斷保護電路，在故障條件下防止器件功耗過大。當發送器的輸出短路至一個低阻抗源會導致很大的驅動器電路，熱傳感器電路檢測此狀態下晶片的溫度並關閉驅動器輸出。該電路作用於晶片溫度達150°C時關閉驅動器，當晶片溫度冷卻到140°C時，驅動器會被重新使能。
[0038]在本實施例的另一個優選實施方式中，所述通信總線控制電路140包括VP3082串口通信晶片。在該優選實施方式中，所述智能漏電斷路器還包括阻值是零歐姆的電阻器，所述阻值是零歐姆的電阻器一端與所述VP3082串口通信晶片連接，另一端與所述RS485串行通信總線連接，用於將所述VP3082串口通信晶片與所述RS485串行通信總線進行電氣隔離。
[0039]所述開關處理電路150與微控制器110連接，用於對從所述智能漏電斷路器輸入的控制參數進行處理。
[0040]所述開關處理電路150接收用戶通過所述智能漏電斷路器的鍵盤輸入的控制參數，對用戶輸入的這些控制參數進行必要的格式檢查，最後將檢查後確認無誤的控制參數進行存儲，以便所述微控制器110執行控制流程時進行讀取。其中，用於存儲所述控制參數的存儲器是非易失性存儲器。
[0041]所述顯示處理電路160與所述微控制器110連接，用於控制所述智能漏電斷路器的顯示屏進行顯示。
[0042]所述顯示處理電路160是所述智能漏電斷路器的顯示屏的驅動電路。具體的，所述顯示處理電路可以是發光二極體(Light-emitting diode, LED)陣列驅動電路，也可以是液晶顯示器(Liquid crystal display, IXD)驅動電路。
[0043]所述電源供給電路170用於向所述智能漏電斷路器的各個電路提供穩定的直流電源。
[0044]所述電源供給電路170與所述智能漏電斷路器的其他各個電路連接，並通過與其他各個電路之間的連接向其他電路提供穩定的直流電源。
[0045]具體的，所述電源供給電路170包括交流直流轉換單元以及穩壓單元。所述交流之流轉換單元用於將外接的交流電轉換為直流電。所述穩壓單元用於對所述轉換得到的直流電進行穩壓處理。
[0046]圖2是本實用新型實施例提供的ADM2587E串口通信晶片的電路圖。參見圖2，引線PRG_RE是所述微控制器110與所述ADM2587E串口通信晶片之間的數據收發使能端，所述微控制器110通過向所述引線PRG_RE輸出高電平或者低電平控制是否向所述ADM2587E串口通信晶片發送數據，及是否從所述ADM2587E串口通信晶片接收數據。
[0047]引線PRG_TX是所述ADM2587E串口通信晶片對所述微控制器110的數據接收端。所述微控制器Iio通過所述引線PRG_TX向所述ADM2587E串口通信晶片發送數據。所述ADM2587E串口通信晶片接收到所述微控制器110通過所述引線PRG_TX發送的數據後，經過隔離處理將接收到的數據傳輸至RS485串行通信總線上。
[0048]引線PRG_RX是所述ADM2587E串行通信晶片對所述微控制器110的數據發送端。所述ADM2587E串口通信晶片將從所述RS485串行通信總線上接收到的其他設備傳輸的數據通過所述引線PRG_RX發送給所述微控制器110。
[0049]所述ADM2587E串行通信晶片內部集成了全雙工通信的功能。引線A、B是所述ADM2587E串行通信晶片與所述RS485串行通信總線之間的全雙工數據收發埠。引線Y、Z是所述ADM2587E串行通信晶片與所述RS485串行通信總線之間的半雙工數據收發埠。
[0050]圖3是本實用新型實施例提供的VP3082串口通信晶片的電路圖。參見圖3，引線PRG_RE是所述微控制器110與所述VP3082串口通信晶片之間的數據收發使能端。引線PRG_TX是所述VP3082串口通信晶片對所述微控制器110的數據接收端。引線PRG_RX是所述VP3082串行通信晶片對所述微控制器110的數據發送端。
[0051]所述VP3082串口通信晶片與所述RS485串行通信總線之間通過兩個零歐姆的電阻R87、R88進行電氣隔離。
[0052]本實施例通過採用具有隔離功能的串口通信晶片，使串口通信晶片的輸入迴路與輸出迴路隔離，保證在強幹擾環境下智能漏電斷路器的串口通信功能的正常使用。
[0053]以上所述僅為本實用新型的優選實施例，並不用於限制本實用新型，對於本領域技術人員而言，本實用新型可以有各種改動和變化。凡在本實用新型的精神和原理之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種智能漏電斷路器，其特徵在於，所述智能漏電斷路器包括: 微控制器，用於控制所述智能漏電斷路器； 保護輸出電路，與所述微控制器連接，用於根據所述微控制器的指令輸出關斷觸發信號，驅動關斷機構關斷電能的傳輸； 重合閘控制電路，與所述微控制器連接，用於根據所述微控制器其的指令輸出重合閘觸發信號，驅動重合閘機構接通電能傳輸線路；以及 通信總線控制電路，與所述微控制器和通信總線連接，具有電氣隔離功能，用於控制所述通信總線發送和接收總線通信信號。
2.根據權利要求1所述的智能漏電斷路器，其特徵在於，所述智能漏電斷路器還包括: 開關處理電路，與微控制器連接，用於對從所述智能漏電斷路器輸入的控制參數進行處理； 顯示處理電路，與微控制器連接，用於控制所述智能漏電斷路器的顯示屏進行顯示；以及 電源供給電路，用於向所述智能漏電斷路器提供穩定的直流電源。
3.根據權利要求1或2所述的智能漏電斷路器，其特徵在於，所述通信總線是RS485串行通信總線。
4.根據權利要求3所述的智能漏電斷路器，其特徵在於，所述通信總線控制電路包括ADM2587E串口通信晶片。
5.根據權利要求3所述的智能漏電斷路器，其特徵在於，所述通信總線控制電路包括VP3082串口通信晶片。
6.根據權利要求5所述的智能漏電斷路器，其特徵在於，所述智能漏電斷路器還包括阻值是零歐姆的電阻器，所述阻值是零歐姆的電阻器用於將所述VP3082串口通信晶片與所述RS485串行通信總線進行電氣隔離。
【文檔編號】H02H3/06GK203632208SQ201320603720
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2013年9月27日
【發明者】王金偉, 戈浩, 吳振鋒 申請人:無錫智卓電氣有限公司