CN102856133B - 脱扣机构的电流提供装置、其断路器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了脱扣机构的电流提供装置，包括一个供电模块、一个开关模块、一个采样模块、一个调制模块和一个计时模块。供电模块、开关模块和采样模块串联连接。开关模块的控制端可控制开关模块通断，从而控制驱动电流的产生和关断。采样模块可采集驱动电流的状态，并输出一个反映驱动电流是否存在的采样信号。调制模块的输入端可输入采样信号，且其输出端与开关模块的控制端可电连接，调制模块可斩波处理接通信号。调制模块受计时模块预设时间的约束。本发明还提供了使用上述电流提供装置的断路器及该电流提供装置的控制方法。脱扣机构的电流提供装置在不增加现有塑壳断路器体积的前提下，可向脱扣机构负载提供短时间的直流大电流。

Description

脱扣机构的电流提供装置、其断路器及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种电流提供装置，尤其涉及一种用于断路器脱扣机构的电流提供装置。本发明还涉及使用该电流提供装置的断路器，及该电流提供装置的控制方法。

背景技术

塑壳断路器(以下简称MCCB)通过其中设置的剩余电流保护装置(以下简称RCD)检测供电线路中出现的剩余电流。当RCD探测到供电线路中出现剩余电流，且剩余电流的大小超过设定的整定值时，经过一定的延时，RCD向MCCB的脱扣机构的负载(例如脱扣线圈)输出一个触发信号，使脱扣机构动作而断开供电线路的连接。通常情况下，脱扣结构的负载所需要的触发信号都是毫安级的电流，但是对某些型号MCCB的脱扣机构，RCD需要在短时间内提供给脱扣机构负载较大的电流。

目前市场上还没有直接向脱扣机构负载提供大电流的RCD，现有的做法是在MCCB中加入辅助的开关电源或外接电源向脱扣机构负载提供短时间的大电流。由于开关电源或外接电源具有较大的体积，从而增加了整个MCCB的体积；同时开关电源和外接电源并不是针对MCCB而定制开发的专用产品，其中带有一些多余的功能和性能，造成了开关电源或外接电源的使用浪费，且增加了MCCB产品的材料成本。

此外，在其他类型的保护装置(例如过压、欠压保护装置)中也存在与上述RCD类似的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种脱扣机构的电流提供装置，在不增加现有MCCB体积的前提下，可向脱扣机构的负载提供短时间的大电流，并且它的结构简单、功能可靠，且专门针对断路器的特性所设计。

本发明的再一个目的是提供一种使用该电流提供装置的断路器。

本发明还提供了一种脱扣机构的电流提供装置的控制方法。

本发明提供了脱扣机构的电流提供装置，包括一个供电模块、一个开关模块、一个采样模块、一个调制模块和一个计时模块。供电模块、开关模块和采样模块串联连接，供电模块提供给脱扣机构负载的驱动电流经过开关模块和采样模块。开关模块包括一个控制端，该控制端可控制开关模块通断，从而控制驱动电流的产生和关断。采样模块可采集驱动电流的状态，并输出一个反映驱动电流是否存在的采样信号。计时模块的输出端可输出产生信号或关断信号至开关模块的控制端，计时模块内设有一个预设时间，当需要向断路器脱扣机构负载提供电流时，计时单元的输入端收到一个用于断路器中的脱扣机构的触发信号，首先由计时单元输出一个产生信号至开关模块的控制端，调制模块开始工作，此时计时模块开始计时，当计时模块的计时时间到达预设时间时，计时模块输出关断信号至开关模块的控制端，停止向断路器中的脱扣机构负载提供电流，同时停止调制模块的工作。调制模块的输入端可输入采样信号，且其输出端与开关模块的控制端可电连接，调制模块响应于该采样信号对接通信号进行斩波处理。调制模块受计时模块预设时间的约束，只能在预设时间内调制接通信号。

上述电流提供装置结构简单，且专门针对剩余电流装置设计，可以在不增加现有塑壳断路器体积的前提下装入其中。而且，上述电流提供装置可在预定时间(例如20ms)内通过持续通、断开关模块来使得脱扣机构获得连续的多个大电流脉冲，这些大电流脉冲在例如20ms内的有效值可相当于期望给脱扣机构输送的大电流值。由此，采用上述电流提供装置可确保装置结构紧凑、体积小的同时，获得用于驱动脱扣机构所需的大电流。在脱扣机构的电流提供装置的再一种示意性的实施方式中，供电模块包括一个由市电整流滤波得到的直流电源，开关模块包括一个MOS-FET晶体管，且开关模块的控制端是MOS-FET晶体管的门极。

在脱扣机构的电流提供装置的另一种示意性的实施方式中，采样模块包括一个带有隔离功能的换能元件。

在脱扣机构的电流提供装置的又一种示意性的实施方式中，调制模块包括一个充放电单元和一个比较单元。充放电单元可接收采样信号并输出一个中间信号至比较单元，比较单元内设有一个第一阈值，且比较单元将中间信号与第一阈值比较，当中间信号小于第一阈值时，比较单元输出接通信号至开关模块的控制端，当中间信号大于等于第一阈值时，比较单元输出关断信号至所述开关模块的控制端。

在脱扣机构的电流提供装置的又一种示意性的实施方式中，计时模块和/或比较单元集成在一个微程序控制器中。

在脱扣机构的电流提供装置的又一种示意性的实施方式中，换能元件为光电耦合器，且采样模块还包括一个采样电阻，采样电阻与开关模块串联，光电耦合器的输入端并联于采样电阻的两端，且光电耦合器的输出端与充放电单元可电连接。

在脱扣机构的电流提供装置的又一种示意性的实施方式中，微程序控制器的输入端设有一个模/数转换单元，中间信号经过模/数转换器后转换为数字信号后输入比较单元。

在脱扣机构的电流提供装置的又一种示意性的实施方式中，充放电单元由一个RC充放电电路实现。

在脱扣机构的电流提供装置的又一种示意性的实施方式中，计时模块包括一个第二充放电单元；第二充放电单元设有一个第二阈值，当第二充电单元的输入端接收脱扣机构的触发信号，第二充放电单元开始充电，计时模块输出接通信号至开关模块的控制端，当第二充电单元的充电电压等于第二阈值时，计时模块输出关断信号至开关模块的控制端。

在脱扣机构的电流提供装置的又一种示意性的实施方式中，比较单元为MOS-FET晶体管(M2)，且所述第一阈值为所述MOS-FET晶体管(M2)的开启电压。

在脱扣机构的电流提供装置的又一种示意性的实施方式中，充放电单元和第二充放电单元由RC充放电电路实现。

在脱扣机构的电流提供装置的又一种示意性的实施方式中，第二充放电单元包括第一开关元件、第二开关元件、第三开关元件和RC充放电电路，其中第一开关元件与RC充放电电路串联，且其受控端连接到计时模块输入端，第一开关元件在接收到有效触发信号时导通，以使得充放电电路充电；第三开关元件的第一端连接到计时模块输入端，第二端接地，且其受控端连接到RC充放电电路的输出端，当RC充放电电路的输出电压达到第二阈值时，第三开关元件才导通；第二开关元件串联在计时模块输入端和计时模块输出端之间，且其受控端连接在第三开关元件的第一端；当第三开关元件关断时，第二开关元件导通，从而计时模块输出端输出接通信号，当第三开关元件导通时，第二开关元件断开，从而计时模块输出端输出关断信号。

本发明还提供了一种使用上述脱扣机构的电流提供装置的断路器。

本发明还提供了一种脱扣机构电流提供装置的控制方法，包括：

a、输入脱扣装置的触发信号至计时模块的输入端；

b、计时模块输出接通信号至开关模块的控制端，且计时模块开始计时；

c、产生开关模块并等待调制模块分断开关模块，同时判断计时模块的计时时间是否到达预设时间，如果到达，则进入步骤f，如果未到达则继续等待调制模块分断开关模块；

d、分断开关模块并等待调制模块接通开关模块，同时判断计时模块的计时时间是否到达预设时间，如果到达，则进入步骤f，如果未到达则继续等待调制模块接通开关模块；

e、循环执行步骤c和步骤d，直至计时模块的计时时间到达预设时间；

f、计时模块输出关断信号至开关模块的控制端。

下文将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施例，对断路器脱扣机构的电流提供装置、其断路器及其控制方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1是脱扣机构的电流提供装置一种示意性实施方式的结构框图。

图2是脱扣机构的电流提供装置一种示意性实施方式的电流结构示意图。

图3是脱扣机构的电流提供装置另一种示意性实施方式的电流结构示意图。

图4是脱扣机构的电流提供装置的控制方法一种示意性实施方式的流程图。

标号说明

10、110、210供电模块

20、210、220开关模块

30、130、230采样模块

40、140、240调制模块

142充放电单元

144比较单元

246充放电单元

50、150、250计时模块

252第二充放电单元

160微程序控制器

I_D驱动电流

S_B接通信号

S_E关断信号

S_S采样信号

S_M中间信号

S_T触发信号

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同或结构相似但功能相同的部分。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

图1是脱扣机构的电流提供装置一种示意性实施方式的结构框图。如图所示，脱扣机构的电流提供装置包括一个供电模块10、一个开关模块20、一个采样模块30、一个调制模块40和一个计时模块50。

其中，供电模块10、开关模块20和脱扣机构负载(R1)(例如脱扣线圈)串联连接，该电流通路中形成用于驱动该脱扣机构负载的驱动电流I_D。采样模块30也串联在开关模块20所在的电流通路中，以对驱动电流I_D进行采样。开关模块20包括一个控制端，该控制端可控制开关模块20通或断，从而控制驱动电流I_D的导通和关断。开关模块20的控制端可接收来自计时模块50的控制信号，且控制信号包括一个接通信号S_B和一个关断信号S_E，当所述开关模块20的控制端收到启动信号S_B后，其导通，从而驱动电流I_D可流过负载R1；当开关模块20的控制端接收到关断信号S_E后，其关断驱动电流I_D，从而无电流流过负载R1。

采样模块30可采集驱动电流I_D的信息，并输出一个反映驱动电流I_D是否存在的采样信号S_S。

计时模块50的输出端可输出接通信号S_B或关断信号S_E至开关模块20的控制端。计时模块50内设有一个预设时间，当需要向脱扣机构负载提供电流时，计时单元50的输入端收到一个脱扣机构的触发信号S_T，首先由计时单元50输出一个接通信号S_B至开关模块20的控制端，调制模块40开始工作，此时计时模块50开始计时，当计时模块50的计时时间到达预设时间时，计时模块50输出关断信号S_E至开关模块20的控制端，停止向脱扣机构负载提供电流，同时停止调制模块40的工作。

调制模块40的输入端可输入采样信号S_S，且其输出端与开关模块20的控制端可电连接，调制模块40可响应于采样信号S_S而斩波处理接通信号S_B，即调制开关模块20产生驱动电流I_D的时间和开关模块20关断驱动电流I_D的时间，通过开关模块20周期性的开通和关断，使得驱动电流I_D的波形呈脉冲状，且对开关模块20接通和关断动作的调制，改变驱动电流I_D的脉冲宽度，从而调节驱动电流I_D有效值的大小。调制模块40受计时模块50预设时间的约束，调制模块40只能在预设时间内调制接通信号S_B。其中，斩波处理是将电压值固定的直流电，转换为电压有效值可变的直流电。接通信号S_B的斩波处理还可以通过脉冲频率调节的方式实现。

使用脱扣机构的电流提供装置，通过调制模块40控制开关模块20的接通和关断时间，以此控制脉冲驱动电流I_D的持续时间，从而根据需要调节驱动电流I_D的有效值，得到需要的大电流。同时计时模块50具有计时功能，使得调制模块40只在计时模块50的预设时间内工作。上述电流提供装置结构简单，且专门针对剩余电流装置设计，可以在不增加现有塑壳断路器体积的前提下装入其中。

在脱扣机构的电流提供装置一种示意性实施方式中，供电模块10包括一个有市电整流滤波后得到的直流电流，也可以在电流提供装置内采用其他的直流供电形式，例如采用电池供电的方式。开关模块20包括一个MOS-FET晶体管，开关模块20的控制端为MOS-FET晶体管的门极，还可以采用其他形式的电子开关或机械开关来替代此处使用的MOS-FET晶体管。

图2是脱扣机构的电流提供装置一种示意性实施方式的电流结构示意图。如图所示，开关模块120包括一个MOS-FET晶体管M1，开关模块120的控制端为MOS-FET晶体管M1的门极。

采样模块130包括一个光电耦合器U1和一个采样电阻R2，采样电阻R2与MOS-FET管M1的源极串联连接，使得驱动电流I_D可流经采样电阻R2。光耦U1的输入端并接在采样电阻R2的两端。虽然在图2所示的实施方式中使用了光电耦合器，但还可以使用其他具有隔离功能的换能元件，例如磁耦。

调制模块140(图中未标识)包括一个充放电单元142和一个比较单元144。充放电单元142的输入端与光耦U1的输出端电连接，当光耦U1感测到驱动电流I_D时，其输出端输入采样信号S_S至充电单元142的输入端，当充电单元142接收到采样信号S_S后，通过其输出端输出一个中间信号S_M至比较单元144的输入端。比较单元144内设有一个第一阈值。当中间信号S_M输入比较单元144后，比较单元144实时地将中间信号S_M与第一阈值比较，当中间信号S_M大于等于第一阈值时，比较单元144将接通信号S_B切断，使MOS-FET管M1关断，当中间信号S_M小于第一阈值时，比较单元144将接通信号S_B接通，使MOS-FET管M1导通。充放电单元142通过一个包括电容C2和电阻R5的RC充放电路实现。

如图2所示，计时模块150和比较单元144集成设置在微程序控制器160上，且微程序控制器160上还设有一个模/数转换单元162，输入比较单元144的中间信号S_M先经过模/数转换单元162转换为数字信号后，再输入比较单元144中。当然还可以使用三极管或运放搭建一个比较电路，将中间信号S_M与第一阈值比较，当中间信号S_M大于等于第一阈值时，该比较电路输出一个触发信号将接通信号S_B切断，使MOS-FET管M1关断，当中间信号S_M小于第一阈值时，该比较电路无触发信号输出，使MOS-FET管M1导通。

现以剩余电流保护为例，结合图2说明脱扣机构的电流提供装置的工作过程。当没有剩余电流存在，或者剩余电流的数值小于设定的预定值的情况下，脱扣机构的电流提供装置的MOS-FET管M1处于关断状态，使包括脱扣机构的负载R1、直流电源V1、MOS-FET管M1和采样电阻R2的串联电路中无驱动电流I_D。

当出现剩余电流，且电流提供装置需要在短时间内向脱扣机构负载R1提供大电流时，微程序控制器160中的计时模块150的输入端收到一个脱扣机构的触发信号S_T，使得计时模块150的输出端输出接通信号S_B至MOS-FET管M1的门极使其导通，此时包括脱扣机构的负载R1、直流电源V1(110)、MOS-FET管M1(120)和采样电阻R2(130)的串联回路中流过驱动电流I_D。采样电阻R2采集驱动电流I_D信号的信息，使光耦U1导通，电压源V2向电容C2充电，使得电容C2两端的电压增加，同时电容C2两端的电压值被输入至微程序控制器160中的模/数转换单元162中，模/数转换单元162将电容C2两端的电压由模拟信号转换为数字信号输入比较单元144中。比较单元144将转换为数字信号的C2两端电压值与第一阈值比较，如果大于等于第一阈值，则将接通信号S_B切断，使MOS-FET管M1关断；如果小于第一阈值，则将接通信号S_B接通，使MOS-FET管M1接通。

当计时模块150响应于触发信号S_T向MOS-FET管M1的门极输出接通信号S_B开始，计时模块150开始计时，在计时周期内，调制模块140不断的控制MOS-FET管M1接通和关断，且MOS-FET管M1接通和关断时间由充放电单元142控制，从而使驱动电流I_D呈脉冲状周期变化，通过调节电容C2和电阻R5，可以调节放电单元142的充放电时间，从而调节驱动电流I_D的脉冲宽度和占空比，以此调节驱动电流I_D的有效值，得到合适大小的大电流至脱扣机构的负载R1。当计时模块150的计时时间等于其预设时间时，计时模块输出一个关断信号S_E至MOS-FET管M1的门极，使MOS-FET管M1关断驱动电流I_D，且停止调制模块的工作。

图3是脱扣机构的电流提供装置另一种示意性实施方式的电流结构示意图。如图3所示，调制模块240包括一个充放电单元246和一个比较单元(M2)。计时模块250包括一个第二充放电单元252。其中比较单元M2为MOS-FET管，第一阈值为MOS-FET管M2的导通电压。

第二充放电单元252设有一个第二阈值，当第二充放电单元252的输入端V3接收脱扣机构的触发信号S_T后，第二充放电单元252开始充电，计时模块50输出接通信号S_B至开关模块20的控制端。当第二充电单元252的充电电压等于第二阈值时，计时模块50输出关断信号S_E至开关模块20的控制端。

当充放电单元246的输入端接收采样信号S_S后，充放电单元246开始充电并输出中间信号S_M，当充放电单元246输出的中间信号S_M大于等于第一阈值，即中间信号S_M大于等于比较单元M2的开启电压时，调制模块240切断至开关模块220的控制端的接通信号S_B，即M2导通，从而拉低M2漏极电压，从而使得M1关断、驱动电流I_D关断，此时充放电单元246开始放电，当充放电单元246输出的中间信号S_M小于第一阈值，即M2的开启电压时，M2关断，M2的漏极被拉高，致使M1导通，也就是调制模块240接通至开关模块20的控制端的接通信号S_B。

其中，充放电单元246包括电阻R6和电容C2的RC充放电电路实现，且第二充放电单元252包括电阻R8和电容C3的RC充放电电路实现。

如图3所示，采样模块30包括一个光电耦合器U1和一个采样电阻R2，采样电阻R2与开关模块220串联，光电耦合器U1的输入端并联于采样电阻R2的两端，且光电耦合器U1的输出端与充放电单元246可电连接。

如图3所示，第二充放电单元252包括第一开关元件Q1、第二开关元件Q2、第三开关元件M3和R8，C3组成的RC充放电电路。其中第一开关元件Q1与RC充放电电路串联，且其受控端连接到输入端V3，第一开关元件Q1在接收到有效触发信号S_T时导通，以使得RC充放电电路充电。第三开关元件M3的第一端连接到输入端V3，第二端接地，且其受控端连接到RC充放电电路的输出端，当RC充放电电路的输出电压达到第二阈值时，第三开关元件M3才导通。第二开关元件Q2串联在触发信号S_T输入端V3和计时模块输出端V2之间，且其受控端连接在第三开关元件M3的第一端。当第三开关元件M3关断时，第二开关元件Q2导通，从而计时模块输出端V2输出接通信号S_B，当第三开关元件M3导通时，第二开关元件Q2断开，从而计时模块输出端V2输出关断信号S_E。其中，MOS-FET晶体管M2的漏极经由电阻连接到计时模块输出端V2，开关模块的控制端，即M1的门极连接到MOS-FET晶体管M2的漏极。

现结合图3说明脱扣机构的电流提供装置的工作过程。当没有剩余电流存在，或者剩余电流的数值小于设定的整定值的情况下，电流提供装置的MOS-FET管M1处于关断状态，使包括脱扣机构的负载R1、直流电源V1、MOS-FET管M1和采样电阻R2的串联回路中无驱动电流I_D。

当出现剩余电流时，电流提供装置需要在短时间内向脱扣机构负载R1提供大电流时，计时模块250的第二充放电单元252的输入端V3收到一个脱扣机构的触发信号S_T，使得三极管Q1和Q2导通，MOS-FET管M3关断，电容C3开始充电，电容C3两端的电压增加。由于三极管Q2导通，使得其集电极V2输出一个相对于MOS-FET管M1源极的高电平至MOS-FET管M1的门极，MOS-FET管M1导通，此时包括脱扣机构负载R1、直流电源V1、MOS-FET管M1和采样电阻R2的串联回路中流过驱动电流I_D。采样电阻R2采集驱动电流I_D信号，使光耦U1导通，三极管Q2集电极的输出电压开始向电容C2充电，电容C2两端的电压增加，同时电容C2两端的电压值被送至MOS-FET管M2的门极，当电容C2两端的电压足以克服MOS-FET管M2的导通压降时，MOS-FET管M2导通，MOS-FET管M1关断，光耦U1关断，电容C2开始通过电阻R6放电，电容C2两端的电压下降，当电容C2两端的电压不足以克服MOS-FET管M2的导通压降时，MOS-FET管M2关断，使得MOS-FET管M1导通，脱扣机构的电流提供装置重复上述过程。

当计时模块250的第二充放电单元252的电容C3充电至其充电电压足以克服MOS-FET管M3的导通压降时，MOS-FET管M3导通，三极管Q2关断，使得MOS-FET管M1关断，调制模块240停止工作。此处第二充放电单元252充当计时模块的作用，电容C3充电至其两端电压等于MOS-FET管M3导通电压的时间相当于计时模块的预设时间。在电容C3的充电过程中，调制模块240不断的控制MOS-FET管M1接通和关断，且MOS-FET管M1接通和关断时间由调制模块240的RC充放电电路控制，从而使驱动电流I_D呈脉冲状周期变化，通过调节电容C2和电阻R6，可以调节调制模块240的RC充放电电路的充放电时间，从而调节驱动电流I_D的脉冲宽度和占空比，以此调节驱动电流I_D的有效值，得到合适大小的大电流至脱扣机构的负载R1。

本发明还提供了一种使用上述脱扣机构的电流提供装置的断路器。

图4是脱扣机构的电流提供装置的控制方法一种示意性实施方式的流程图。如图所示，整个控制流程开始于步骤S10，步骤S10为脱扣机构的电流提供装置的初始化，然后进入步骤S20。

步骤S20中，当剩余电流保护装置检测出供电线路中出现剩余电流，向脱扣机构发出触发信号S_T，计时模块50的输入端可接收到触发信号S_T，而后进入步骤S30。

步骤S30中，计时模块50根据输入的触发信号S_T，向开关模块20的控制端输出接通信号S_B，使开关模块20接通，当计时模块50输出接通信号S_B的同时，计时模块50开始计时，而后同时进入步骤S40和步骤S50。

步骤S40中，开关模块20的接通，使得调制模块40启动，由于调制模块40具有对接通信号S_B斩波的功能，使得在调制模块40内部设定的开关模块20接通时限到达前，开关模块20都处于接通状态，但当到达调制模块40内部设定的开关模块20接通时限，调制模块40切断接通信号S_B使开关模块20分断，而后同时进入步骤S60和步骤S70。

步骤S50与步骤S40同步进行，步骤S50中，计时模块50实时的判断其计时时间与预设时间，如果计时时间到达预设时间，则进入步骤S80；如果计时时间未到达时间，则仍然进行步骤S40，直至步骤S40跳转到步骤S60。

步骤S60中，由于调制模块40具有对接通信号S_B斩波的功能，使得在调制模块40内部设定的开关模块20分断时限到达前，开关模块20都处于分断状态，但当到达调制模块40内部设定的开关模块20分断时限，调制模块40的接通信号S_B使开关模块20接通，而后重新同时进入步骤S40和步骤S50。

步骤S70与步骤S60同步进行，步骤S70中，计时模块50实时的判断其计时时间与预设时间，如果计时时间到达预设时间，则进入步骤S80并结束流程；如果计时时间未到达预设时间，则仍然进行步骤S60，直至步骤S60跳转到步骤S40。

步骤S80中，计时模块50输出分断信号S_E至开关模块20的控制端，而后进入步骤S82。

步骤S82中，开关模块20的控制端接收到分断信号S_E后，开关模块20关停，不再向脱扣机构的负责提供驱动电流，整个流程结束。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.用于脱扣机构的电流提供装置，包括：

一个可向所述脱扣机构提供驱动电流(I_D)的供电模块(10，110，210)；

一个与所述供电模块串联连接的开关模块(20，120，220)，它包括一个可以控制所述开关模块导通或断开的控制端；

一个计时模块(50，150，250)，它的输出端(V2)可输出接通信号(S_B)或关断信号(S_E)至所述开关模块的所述控制端；所述计时模块设有一个预设时间，当所述计时模块输入端(V3)接收到用于驱动所述脱扣机构的触发信号(S_T)时，其输出端输出所述接通信号(S_B)并开始计时，当计时时间到达所述预设时间时，所述计时模块输出所述关断信号(S_E)；

一个与所述开关模块串联连接的采样模块(30，130，230)，当所述开关模块处于导通状态时，所述采样模块采集所述开关模块输出的所述驱动电流(I_D)，并输出一个采样信号(S_S)；和

一个调制模块(40，140，240)，它的输入端可输入所述采样信号(S_S)，且它的输出端与所述开关模块的控制端可电连接，所述调制模块响应于所述采样信号(S_S)对所述接通信号(S_B)进行斩波处理，以使得所述开关模块周期性地开通和关断，且所述调制模块只在所述预设时间内斩波处理所述接通信号(S_B)。

2.如权利要求1所述的电流提供装置，其中所述供电模块包括一个由市电整流滤波得到的直流电源，所述开关模块包括一个MOS-FET晶体管，且所述开关模块的控制端是所述MOS-FET晶体管的门极。

3.如权利要求1所述的电流提供装置，其中所述采样模块(30，130，230)包括一个带有隔离功能的换能元件。

4.如权利要求3所述的电流提供装置，其中所述调制模块(140，240)包括一个充放电单元(142，246)和一个比较单元(144，M2)；

所述充放电单元可接收所述采样信号(S_S)并输出一个中间信号(S_M)至所述比较单元，所述比较单元内设有一个第一阈值，且所述比较单元将所述中间信号与所述第一阈值比较，当所述中间信号小于所述第一阈值时，所述比较单元输出所述接通信号(S_B)至所述开关模块(120)的控制端，当所述中间信号大于等于所述第一阈值时，所述比较单元输出所述关断信号(S_E)至所述开关模块(120)的控制端。

5.如权利要求4所述的电流提供装置，其中所述计时模块(150)和/或所述比较单元(144)集成在一个微程序控制器(160)中。

6.如权利要求4所述的电流提供装置，其中所述换能元件为光电耦合器(U1)，且所述采样模块(130)还包括一个采样电阻(R2)，所述采样电阻与所述开关模块(110，120)串联，所述光电耦合器的输入端并联于所述采样电阻的两端，且所述光电耦合器的输出端与所述充放电单元(142，246)可电连接。

7.如权利要求5所述的电流提供装置，其中所述微程序控制器(160)的输入端设有一个模/数转换单元(162)，所述中间信号(S_M)经过所述模/数转换器后转换为数字信号后输入所述比较单元(144)。

8.如权利要求4所述的电流提供装置，其中所述充放电单元由一个RC充放电电路实现。

9.如权利要求4所述的电流提供装置，其中所述计时模块(250)包括一个第二充放电单元(252)；

所述第二充放电单元设有一个第二阈值，当所述第二充电单元的输入端接收所述脱扣机构的触发信号，所述第二充放电单元开始充电，计时模块输出所述接通信号(S_B)至所述开关模块(220)的控制端，当所述第二充电单元的充电电压等于所述第二阈值时，所述计时模块输出所述关断信号(S_E)至所述开关模块(220)的控制端。

10.如权利要求9所述的电流提供装置，其中所述比较单元为MOS-FET晶体管(M2)，且所述第一阈值为所述MOS-FET晶体管(M2)的开启电压。

11.如权利要求9所述的电流提供装置，其中所述充放电单元(246)和所述第二充放电单元(252)由RC充放电电路实现。

12.如权利要求9所述的电流提供装置，其中所述第二充放电单元(252)包括第一开关元件(Q1)、第二开关元件(Q2)、第三开关元件(M3)和RC充放电电路(R8，C3)，

其中所述第一开关元件(Q1)与所述RC充放电电路(R8，C3)串联，且其受控端连接到所述计时模块的输入端(V3)，所述第一开关元件(Q1)在接收到有效触发信号(S_T)时导通，以使得所述RC充放电电路充电(R8，C3)；

所述第三开关元件(M3)的第一端连接到所述计时模块输入端(V3)，第二端接地，且其受控端连接到所述RC充放电电路(R8，C3)的输出端，当所述RC充放电电路的输出电压达到所述第二阈值时，所述第三开关元件(M3)才导通；

所述第二开关元件(Q2)串联在所述计时模块输入端(V3)和所述计时模块输出端(V2)之间，且其受控端连接在所述第三开关元件(M3)的第一端；

当所述第三开关元件(M3)关断时，所述第二开关元件(Q2)导通，从而所述计时模块输出端(V2)输出所述接通信号(S_B)，当所述第三开关元件(M3)导通时，所述第二开关元件(Q2)断开，从而所述计时模块输出端(V2)输出所述关断信号(S_E)。

13.使用如权利要求1至12任意一项所述电流提供装置的断路器。

14.一种用于如权利要求1-12中任一所述的用于脱扣机构的电流提供装置的电流提供方法，包括：

a、在所述计时模块(50)的输入端接收用于驱动脱扣机构的触发信号(S_T)；

b、所述计时模块(50)输出接通信号(S_B)至所述开关模块(20)的控制端，且所述计时模块(50)开始计时；

c、接通所述开关模块(20)并等待所述调制模块(40)分断所述开关模块(20)，同时判断所述计时模块(50)的计时时间是否到达所述预设时间，如果到达，则进入步骤f，如果未到达则继续等待所述调制模块(40)分断所述开关模块；

d、分断所述开关模块(20)并等待所述调制模块(40)接通所述开关模块(20)，同时判断所述计时模块(50)的计时时间是否到达所述预设时间，如果到达，则进入步骤f，如果未到达则继续等待所述调制模块(40)接通所述开关模块(20)；

e、循环执行步骤c和步骤d，直至所述计时模块(50)的计时时间等于所述预设时间；

f、所述计时模块(50)输出关断信号(S_E)至所述开关模块(20)的控制端。