CN109932673A - 一种断路器的互感器断线检测电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种断路器的互感器断线检测电路，用以检测互感器次级输出线端是否存在断线，该检测电路包括依次连接的导通子电路、分压子电路和放大检测子电路，导通子电路和放大检测子电路分别与MCU的IO口引脚连接，所述的分压子电路与互感器次级输出线端连接。与现有技术相比，本发明具有快速准确、高效安全等优点。

Description

一种断路器的互感器断线检测电路

技术领域

本发明涉及断路器、互感器采样技术领域，尤其是涉及一种断路器的互感器断线检测电路。

背景技术

目前断路器的采样方式，普遍是通过互感器将回路电流互感出电压信号，通过次级输出接口与低压控制器相连。再通过控制器积分电路与运算放放大电路将信号送至MCU采样模块，最终通过换算得出回路电流值。

互感器断线检测电路是断路器采样的辅助检测功能，主要是检测断路器母排上互感器内部以及次级输出线有没有存在断线。互感器一旦断线，低压控制器就完全检测不出回路上电流，如果用户不及时维修和更换断路器将存在着开关炸毁的严重风险。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种断路器的互感器断线检测电路。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种断路器的互感器断线检测电路，用以检测互感器次级输出线端是否存在断线，该检测电路包括依次连接的导通子电路、分压子电路和放大检测子电路，导通子电路和放大检测子电路分别与MCU的IO口引脚连接，所述的分压子电路与互感器次级输出线端连接。

所述的导通子电路包括三极管，所述的包括三极管的集电极与电源连接，发射极与分压子电路连接，基极通过第一限流电阻与MCU的IO口引脚连接。

所述的三极管的基极还通过滤波电容接地。

所述的分压子电路包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述的三极管的发射极、第一电阻、第二电阻和第三电阻和系统电源地依次连接，所述的互感器的内阻一端连接到第一电阻、第二电阻之间，另一端连接到第三电阻和系统电源地之间，所述的放大检测子电路通过第二限流电阻连接到第二电阻和第三电阻之间。

所述的放大检测子电路包括运算放大器，所述的运算放大器的正向端与第二限流电阻连接，负向端与输出端连接，输出端通过输出电阻与MCU的IO口引脚连接。

所述的第一电阻的阻值为1.4K欧，第二电阻的阻值为3K欧，第三电阻的阻值为3K欧，电源为5V。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明能快速准确的检测互感器是否断线，当断路器显示电流为0A时，如果回路确实存在电流时，可以快速的定位是互感器断线引起的还是由于后级运算放大电路失效可能引起的，可以在第一时间通过报警的方式通知给用户，让用户及时更换断路器，减少断路器可能由于断线引起回路电路实际过大而未检测出来导致开关炸毁的情况。

附图说明

图1为本发明的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1所示，本发明提供一种断路器的互感器断线检测电路，图中，Q1为三极管，R1和R5为限流电阻、R6为输出电阻、R2、R3、R4分压电阻，CT1为互感器次级出线端，IC1为运算放大器，VCC为系统供电电源，GND为系统电源地， P40和AD1为MCU的IO口引脚。

本发明的工作原理如下：

在进行断线检测时，MCU的IO口引脚P40输出高电平，驱动三极管Q1导通， VCC通过三极管Q1导通之后作用于第一电阻R2，其中，C1为滤波电容，用以提高抗干扰性。

分压电阻R2、R3、R4与CT1互感器的内阻构成分压电路，根据互感器的断线与不断线这两种情况，输出两种电压值：

第一种情况为当互感器断线时，电阻分压近似看成R2、R3和R4的分压，此时R4分得的电压为固定值2V；

第二种情况为当互感器没有断线时，由于互感器的内阻远小于R3和R4串联的电阻，因而R3和R4两端的电压近似等于互感器内阻和R2串联分得的电压值，约为400mV，进而R4的两端电压约为200mV，远小于断线时的电压。

将R4的两端电压通过同相比例运算放大电路(电压跟随器)，减小输出阻抗，增大MCU的IO口引脚AD1的电压。其中R5是限流电阻，输出电阻R6用以提高运放的输出电阻，因为电压跟随器的特点是输入阻抗高，输出阻抗非常小，一般只有几十个欧，R6一般选取几百欧以下，不能过大。C2是提高运放芯片的抗干扰力。

MCU根据采样出来的电压值进行判断，一旦检测出是2V的电压，就输出报警信号，提醒用户互感器处于断线状态，用户需要及时维修或更换断路器，减小故障发生。

以上所述，仅是本发明的一种实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种断路器的互感器断线检测电路，用以检测互感器次级输出线端(CT1)是否存在断线，其特征在于，该检测电路包括依次连接的导通子电路、分压子电路和放大检测子电路，导通子电路和放大检测子电路分别与MCU的IO口引脚连接，所述的分压子电路与互感器次级输出线端(CT1)连接。

2.根据权利要求1所述的一种断路器的互感器断线检测电路，其特征在于，所述的导通子电路包括三极管(Q1)，所述的包括三极管(Q1)的集电极与电源(VCC)连接，发射极与分压子电路连接，基极通过第一限流电阻(R1)与MCU的IO口引脚(P40)连接。

3.根据权利要求2所述的一种断路器的互感器断线检测电路，其特征在于，所述的三极管(Q1)的基极还通过滤波电容(C1)接地。

4.根据权利要求2所述的一种断路器的互感器断线检测电路，其特征在于，所述的分压子电路包括第一电阻(R2)、第二电阻(R3)和第三电阻(R4)，所述的三极管(Q1)的发射极、第一电阻(R2)、第二电阻(R3)和第三电阻(R4)和系统电源地依次连接，所述的互感器的内阻一端连接到第一电阻(R2)、第二电阻(R3)之间，另一端连接到第三电阻(R4)和系统电源地之间，所述的放大检测子电路通过第二限流电阻(R5)连接到第二电阻(R3)和第三电阻(R4)之间。

5.根据权利要求4所述的一种断路器的互感器断线检测电路，其特征在于，所述的放大检测子电路包括运算放大器(IC1)，所述的运算放大器(IC1)的正向端与第二限流电阻(R5)连接，负向端与输出端连接，输出端通过输出电阻(R6)与MCU的IO口引脚(AD1)连接。

6.根据权利要求4所述的一种断路器的互感器断线检测电路，其特征在于，所述的第一电阻(R2)的阻值为1.4K欧，第二电阻(R3)的阻值为3K欧，第三电阻(R4)的阻值为3K欧，电源(VCC)为5V。