CN106940392A - 一种具有自动分合闸功能的电能表外置断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有自动分合闸功能的电能表外置断路器，包括断路器、数模转换电路、直流电压整流电路、浪涌保护电路、滤波电路、压敏电阻、MCU处理单元、电机驱动单元串联和采样电路，所述断路器连接在采样电路上，采样电路有二极管V6、电阻R10、电阻R11和二极管V7组成，电阻R10和电阻R11串联。本具有自动分合闸功能的电能表外置断路器，从功能上比现有产品更加智能化，外置断路器有自动与手动模式，手工可以进行操作，方便了现场调试步骤；外置断路器具有分断能力高，承载能力强等优点；大大提供了用户用电安全性；本设计能够做125A额定负载，这是现有产品无法达到的。

Description

一种具有自动分合闸功能的电能表外置断路器

技术领域

本发明涉及电器设备应用技术领域，具体是一种具有自动分合闸功能的电能表外置断路器。

背景技术

预付费电能表又叫做定量电能表、IC卡电能表，除了具有普通电能表的计量功能外，特别的是用户先买电，买电后才能用电，用完电后用户不继续买电，则自动切断电源停止供电；目前这种电能表都是内置断路器型，内置断路器具有安装方便，接线简单等优点，但是由于体积限制内置断路器的额定电流不能做的很大，只能小80A，而且分断能力不能满足要求，容易出现内部触点粘连，极大的降低用电安全性，上述因素严重制约国家电网发展战略。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有自动分合闸功能的电能表外置断路器，从功能上比现有产品更加智能化，外置断路器有自动与手动模式，手工可以进行操作，方便了现场调试步骤；外置断路器具有分断能力高，承载能力强等优点；大大提供了用户用电安全性；本设计能够做125A额定负载，这是现有产品无法达到的，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种具有自动分合闸功能的电能表外置断路器，包括断路器、数模转换电路、直流电压整流电路、浪涌保护电路、滤波电路、压敏电阻、MCU处理单元、电机驱动单元串联和采样电路，所述断路器连接在采样电路上，采样电路有二极管V6、电阻R10、电阻R11和二极管V7组成，电阻R10和电阻R11串联，电阻R10的另一端连接在二极管V6的阴极端，电阻R11与二极管V7的阴极端连接；所述MCU处理单元和电机驱动单元串联，MCU处理单元和电机驱动单元均与数模转换模块相连接，电机驱动单元上连接有执行单元，MUC处理单元输出反馈信号，控制信号检查电路连接在MCU处理单元上，执行单元与断路器通过导线连接；所述数模转换电路由高压保护电路、直流电压整流电路、浪涌保护电路和滤波电路组成，高压保护电路由二极管（D1、D2）和电容C4组成，二极管（D1、D2）反向串联，电容C4串联在二极管D2的阳极端，高压保护电路连接在变压器的5/6端子上，变压器的3端子通过导线接地；所述直流电压整流电路由电感LC、电容（C1、CP3和CP4）组成，电感LC、电容（C1、CP3和CP4）相互并联连，电容CP4的正极端连接有高精度稳压二极管，高精度稳压二极管的一端串联光电耦合器；所述浪涌保护电路和滤波电路相串联，浪涌保护电路内的电阻（R21和R22），电阻（R21和R22）相并联，电阻（R21和R22）的两端并联压敏电阻RX1；所述压敏电阻并联在控制信号检查电路的输入端，二极管V8和V11分别串联在压敏电阻RX1的两端，二极管V8的阴极端与发光二极管的阳极端连接，发光二极管的阴极端与二极管V11的阳极端连接，发光二极管与MOS管并联，MOS管的集电极串联电阻R14，其发射极与二极管V5的阳极连接，两者的公共端通过到导线接地。

作为本发明进一步的方案：所述数模转换电路2的采用LKL363数模转换芯片，数模转换芯片的LN端连接在电网的输入端。

作为本发明进一步的方案：所述MCU处理单元5的 内部集成STC15W202S单片机，单片机的SIGNB接口上连接上拉电阻R14。

作为本发明进一步的方案：所述采样电路8采用电阻分压式结构，电阻R11和二极管V7之间并联电容C12，电容C12的另一端接地。

作为本发明进一步的方案：所述发光二极管32和MOS管33集成在光电耦合器U10的内部，光电耦合器U10的型号为P817。

与现有技术相比，本发明有益效果：

（1）本具有自动分合闸功能的电能表外置断路器，数模转换电路的采用LKL363数模转换芯片，数模转换芯片的LN端连接在电网的输入端，调节简单，功耗低，电路的安全性能大大提高；MCU处理单元的 内部集成STC15W202S单片机，单片机的SIGNB接口上连接上拉电阻R14，SINGB为持续高电位，从而检查是否有信号输入；采样电路采用电阻分压式结构，电阻R11和二极管V7之间并联电容C12，电容C12的另一端接地，主要是为了提供整体的抗干扰性能；发光二极管和MOS管33集成在光电耦合器U10的内部，光电耦合器U10的型号为P817，为电路的工作提示状态，便于检修和观察。

（2）本具有自动分合闸功能的电能表外置断路器，从功能上比现有产品更加智能化，外置断路器有自动与手动模式，手工可以进行操作，方便了现场调试步骤；外置断路器具有分断能力高，承载能力强等优点；大大提供了用户用电安全性；本设计能够做125A额定负载，这是现有产品无法达到的。

附图说明

图1为本发明的线路连接图；

图2为本发明的数模转换电路图；

图3为本发明的输入采样电路图；

图4为本发明的控制信号检查电路图。

图中：1-断路器、2-数模转换电路、21-高精度稳压管、22-光电耦合器、23-高压保护电路、24-变压器、25-直流电压整流电路、26-浪涌保护电路、27-滤波电路、3-控制信号检查电路、31-压敏电阻、32-发光二极管、33-MOS管、4-反馈信号、5-MCU处理单元、6-电机驱动单眼、7-执行单元、8-采样电路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明实施例中，一种具有自动分合闸功能的电能表外置断路器，包括断路器1、数模转换电路2、直流电压整流电路25、浪涌保护电路26、滤波电路27、压敏电阻31、MCU处理单元5、电机驱动单元6串联和采样电路8，断路器1连接在采样电路8上，采样电路8有二极管V6、电阻R10、电阻R11和二极管V7组成，电阻R10和电阻R11串联，电阻R10的另一端连接在二极管V6的阴极端，电阻R11与二极管V7的阴极端连接；MCU处理单元5和电机驱动单元6串联，MCU处理单元5和电机驱动单元6均与数模转换模块2相连接，电机驱动单元6上连接有执行单元7，MUC处理单元5输出反馈信号4，控制信号检查电路3连接在MCU处理单元5上，执行单元7与断路器1通过导线连接；MCU处理单元5的 内部集成STC15W202S单片机，单片机的SIGNB接口上连接上拉电阻R14，SINGB为持续高电位，从而检查是否有信号输入；数模转换电路2由高压保护电路23、直流电压整流电路25、浪涌保护电路26和滤波电路27组成，能满足严酷等级4级要求，高压保护电路23由二极管（D1、D2）和电容C4组成，数模转换电路2的采用LKL363数模转换芯片，数模转换芯片的LN端连接在电网的输入端，调节简单，功耗低，电路的安全性能大大提高；二极管（D1、D2）反向串联，电容C4串联在二极管D2的阳极端，高压保护电路23连接在变压器24的5/6端子上，变压器24的3端子通过导线接地；直流电压整流电路25由电感LC、电容（C1、CP3和CP4）组成，电感LC、电容（C1、CP3和CP4）相互并联连，电容CP4的正极端连接有高精度稳压二极管21，高精度稳压二极管21的一端串联光电耦合器22；浪涌保护电路26和滤波电路27相串联，为电路提供交流转直流作用，并去除滤波干扰，浪涌保护电路26内的电阻（R21和R22），电阻（R21和R22）相并联，电阻（R21和R22）的两端并联压敏电阻RX1；发光二极管32和MOS管33集成在光电耦合器U10的内部，光电耦合器U10的型号为P817，为电路的工作提示状态，便于检修和观察，压敏电阻31并联在控制信号检查电路3的输入端，二极管V8和V11分别串联在压敏电阻RX1的两端，二极管V8的阴极端与发光二极管32的阳极端连接，发光二极管32的阴极端与二极管V11的阳极端连接，发光二极管31与MOS管33并联，MOS管33的集电极串联电阻R14，其发射极与二极管V5的阳极连接，两者的公共端通过到导线接地；采样电路8采用电阻分压式结构，电阻R11和二极管V7之间并联电容C12，电容C12的另一端接地，主要是为了提供整体的抗干扰性能。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式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。

Claims (5)

1.一种具有自动分合闸功能的电能表外置断路器，包括断路器（1）、数模转换电路（2）、直流电压整流电路（25）、浪涌保护电路（26）、滤波电路（27）、压敏电阻（31）、MCU处理单元（5）、电机驱动单元（6）串联和采样电路（8），其特征在于：所述断路器（1）连接在采样电路（8）上，采样电路（8）有二极管V6、电阻R10、电阻R11和二极管V7组成，电阻R10和电阻R11串联，电阻R10的另一端连接在二极管V6的阴极端，电阻R11与二极管V7的阴极端连接；所述MCU处理单元（5）和电机驱动单元（6）串联，MCU处理单元（5）和电机驱动单元（6）均与数模转换模块（2）相连接，电机驱动单元（6）上连接有执行单元（7），MUC处理单元（5）输出反馈信号（4），控制信号检查电路（3）连接在MCU处理单元上，执行单元（7）与断路器（1）通过导线连接；所述数模转换电路（2）由高压保护电路（23）、直流电压整流电路（25）、浪涌保护电路（26）和滤波电路（27）组成，高压保护电路（23）由二极管（D1、D2）和电容C4组成，二极管（D1、D2）反向串联，电容C4串联在二极管D2的阳极端，高压保护电路（23）连接在变压器（24）的5/6端子上，变压器（24）的3端子通过导线接地；所述直流电压整流电路（25）由电感LC、电容（C1、CP3和CP4）组成，电感LC、电容（C1、CP3和CP4）相互并联连，电容CP4的正极端连接有高精度稳压二极管（21），高精度稳压二极管（21）的一端串联光电耦合器（22）；所述浪涌保护电路（26）和滤波电路（27）相串联，浪涌保护电路（26）内的电阻（R21和R22），电阻（R21和R22）相并联，电阻（R21和R22）的两端并联压敏电阻RX1；所述压敏电阻（31）并联在控制信号检查电路（3）的输入端，二极管V8和V11分别串联在压敏电阻RX1的两端，二极管V8的阴极端与发光二极管（32）的阳极端连接，发光二极管（32）的阴极端与二极管V11的阳极端连接，发光二极管（31）与MOS管（33）并联，MOS管（33）的集电极串联电阻R14，其发射极与二极管V5的阳极连接，两者的公共端通过到导线接地。

2.根据权利要求1所述的一种具有自动分合闸功能的电能表外置断路器，其特征在于：所述数模转换电路（2）的采用LKL363数模转换芯片，数模转换芯片的LN端连接在电网的输入端。

3.根据权利要求1所述的一种具有自动分合闸功能的电能表外置断路器一种，其特征在于：所述MCU处理单元（5）的 内部集成STC15W202S单片机，单片机的SIGNB接口上连接上拉电阻R14。

4.根据权利要求1所述的一种具有自动分合闸功能的电能表外置断路器，其特征在于：所述采样电路（8）采用电阻分压式结构，电阻R11和二极管V7之间并联电容C12，电容C12的另一端接地。

5.根据权利要求1所述的一种具有自动分合闸功能的电能表外置断路器，其特征在于：所述发光二极管（32）和MOS管（33）集成在光电耦合器U10的内部，光电耦合器U10的型号为P817。