CN110690681A - 固态断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种固态断路器，其中，该固态断路器包括市电输入端、分闸隔离开关、第一IGBT模块、第二IGBT模块、电流互感器、漏电流互感器、端子温度传感器及第一控制电路；电流互感器连接有过流保护电路，漏电流互感器连接有漏电电流保护电路，第一IGBT模块连接有第一IGBT驱动保护电路，第二IGBT模块连接有第二IGBT驱动保护电路，且分别与第一控制电路连接。第一控制电路在接收到分闸隔离信号、过流保护信号、漏电电流信号、过压保护信号和温度信号中的任一信号时，控制第一IGBT驱动保护电路驱动第一IGBT模块关断，及控制第二IGBT驱动保护电路驱动第二IGBT模块关断。本发明技术方案提升了固态断路器应用于电网的可靠性。

Description

固态断路器

技术领域

本发明涉及配电及用电技术领域，特别涉及一种固态断路器。

背景技术

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器按其使用范围可分为高压断路器与低压断路器，一般将3kV以下的断路器称为低压断路器。现有的在低压配电领域使用的断路器，断路器的传动机构、分断机构大量采用机械部件，断路器存在分断电流时产生电弧、发生故障后需要维修、因短路故障引发断电和系统恢复的问题。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种固态断路器，旨在提升固态断路器应用于电网的可靠性。

为实现上述目的，本发明提出的固态断路器，所述固态断路器包括市电输入端、分闸隔离开关、第一IGBT模块、第二IGBT模块、电流互感器、漏电流互感器、端子温度传感器及第一控制电路；

所述市电输入端具有市电火线和市电零线，所述分闸隔离开关设置于市电输入端，且与所述第一控制电路连接，所述第一IGBT模块第一端连接于所述市电火线，所述第二IGBT模块第一端连接于所述市电零线，所述第一IGBT模块的第二端和所述第二IGBT模块的第二端分别与负载连接，所述电流互感器、所述漏电流互感器、所述端子温度传感器分别连接于所述第一IGBT模块的第二端、所述第二IGBT模块的第二端和负载之间，所述第一控制电路的电源端连接于市电输入端，所述端子温度传感器与所述第一控制电路连接；其中，

所述电流互感器连接有过流保护电路，所述过流保护电路与所述第一控制电路连接；

所述漏电流互感器连接有漏电电流保护电路，所述漏电电流保护电路与所述第一控制电路连接；

所述第一IGBT模块连接有第一IGBT驱动保护电路，所述第二IGBT模块连接有第二IGBT驱动保护电路，所述第一IGBT驱动保护电路和所述第二IGBT驱动保护电路分别与所述第一控制电路连接；

所述第一控制电路，用于在接收到分闸隔离信号、过流保护信号、漏电电流信号、过压保护信号和温度信号中的任一信号时，控制所述第一IGBT驱动保护电路驱动所述第一IGBT模块关断，及控制所述第二IGBT驱动保护电路驱动所述第二IGBT模块关断。

可选地，所述固态断路器还包括第一电阻及第一变压器；

所述第一电阻的第一端与所述市电火线连接，所述第一电阻的第二端与所述第一变压器初级绕组的第一端连接，所述第一变压器初级绕组的第二端与所述市电零线连接，所述第一变压器的次级绕组第一端和所述第一变压器的次级绕组第二端与所述第一控制电路连接。

可选地，所述第一IGBT模块包括第一二极管、第一三极管、第二二极管和第二三极管，所述第二IGBT模块包括第三二极管、第三三极管、第四二极管和第四三极管；

所述第一三极管的集电极与所述第一二极管的阴极连接，且为所述第一IGBT模块的第一端，所述第一三极管的发射极、所述第一二极管的阳极、所述第二三极管的发射极和所述第二二极管的阳极的公共点连接于所述第一IGBT驱动保护电路，所述第一三极管的基极和所述第二三极管的基极分别与所述第一IGBT驱动保护电路连接，所述第二三极管的集电极与所述第二二极管的阴极连接，且为所述第一IGBT模块的第二端；

所述第三三极管的集电极与所述第三二极管的阴极连接，且为所述第二IGBT模块的第一端，所述第三三极管的发射极、所述第三二极管的阳极、所述第四三极管的发射极和所述第四二极管的阳极的公共点连接于所述第二IGBT驱动保护电路，所述第三三极管的基极和所述第四三极管的基极分别与所述第二IGBT驱动保护电路连接，所述第四三极管的集电极与所述第四二极管的阴极连接，且为所述第二IGBT模块的第二端。

可选地，所述第一控制电路包括分闸隔离信号采集单元、电压信号/过零同步信号采集单元、驱动信号处理单元、电流信号处理单元、温度信号处理单元、驱动保护逻辑电路、计量电路及控制芯片；

所述分闸隔离信号采集单元，用于采集所述分闸隔离开关的分闸隔离信号，并输出至所述控制芯片；

所述电压信号/过零同步信号采集单元，用于采集所述第一变压器次级绕组输出的电压信号/过零同步信号，并输出至所述控制芯片；

所述电流信号处理单元，用于对所述过流保护电路输出的电流信号和所述漏电电流保护电路输出的漏电电流信号进行处理，并输出至所述控制芯片；

所述温度信号处理单元，用于对所述端子温度传感器采集的温度信号进行处理，并输出至所述控制芯片；

所述驱动保护逻辑电路，用于在接收到所述控制芯片输出的分闸隔离信号、过流保护信号、漏电电流信号、过压保护信号或温度信号时，输出驱动信号至所述驱动信号处理单元，以控制所述第一IGBT驱动保护电路驱动所述第一IGBT模块关断，及控制所述第二IGBT驱动保护电路驱动所述第二IGBT模块关断；

所述计量电路，用于计算输出至负载的电压、电流、功率、电量和功率因数。

可选地，所述固态断路器还包括物联网模块，所述物联网模块的输入端与所述第一控制电路的输出端通过数据总线连接；其中，

所述物联网模块包括第二控制电路和显示屏，所述显示屏与所述第二控制电路的输出端连接；

所述显示屏，用于显示所述第一控制电路输出至所述第二控制电路的电压、电流、电量和功率因数。

可选地，所述显示屏为电子墨水屏或者LCD屏。

可选地，所述物联网模块还包括键盘，所述键盘与所述第二控制电路连接；

所述键盘，用于设置所述过流保护电路的过流阈值和所述漏电电流保护电路的漏电电流阈值。

可选地，所述物联网模块还包括有线通讯模块，所述有线通讯模块具有RJ45接口。

可选地，所述物联网模块还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块包括蜂窝网络模块、NFC模块、LoRa模块和WIFI模块四者中的至少一者。

可选地，所述物联网模块为可插拔分离模块。

本发明技术方案通过采用固态断路器包括市电输入端、分闸隔离开关、第一IGBT模块、第二IGBT模块、电流互感器、漏电流互感器、端子温度传感器及第一控制电路，所述电流互感器连接有过流保护电路，所述漏电流互感器连接有漏电电流保护电路，所述第一IGBT模块连接有第一IGBT驱动保护电路，所述第二IGBT模块连接有第二IGBT驱动保护电路，且所述电流互感器、所述漏电流互感器、所述端子温度传感器、所述第一IGBT模块和所述第二IGBT模块分别与所述第一控制电路连接。在第一控制电路接收到分闸隔离开关输出的分闸隔离信号、所述过流保护电路输出的过流保护信号、所述漏电电流保护电路输出的漏电电流信号或所述端子温度传感器输出的温度信号时，通过第一控制电路的控制处理，以控制所述第一IGBT驱动保护电路驱动所述第一IGBT模块关断，及控制所述第二IGBT驱动保护电路驱动所述第二IGBT模块关断。即是在第一控制电路接收到分闸隔离信号、过流保护信号、漏电电流信号、过压保护信号或温度信号中的任意信号时，就分别输出控制信号至第一IGBT驱动保护电路和第二IGBT驱动保护电路，以驱动分别驱动第一IGBT模块和第二IGBT模块关断，不等待短路电流上升，就及时提前切断电路，不产生电弧，解决了现有断路器存在的分断电流时产生电弧、容易发生故障等安全问题。本发明技术方案提升了固态断路器应用于电网的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明固态断路器一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	分闸隔离开关	80	负载
20	第一IGBT模块	R1	第一电阻
				21	第二IGBT模块	T1	第一变压器
30	第一控制电路	Q1	第一三极管
				40	第一IGBT保护电路	Q2	第二三极管
41	第二IGBT保护电路	Q3	第三三极管
				50	电流互感器	Q4	第四三极管
51	过流保护电路	D1	第一二极管
				60	漏电流互感器	D2	第二二极管
61	漏电电流保护电路	D3	第三二极管
				70	端子温度传感器	D4	第四二极管

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种固态断路器。

在本发明一实施例中，如图1所示，该固态断路器包括市电输入端、分闸隔离开关10、第一IGBT模块20、第二IGBT模块21、电流互感器50、漏电流互感器60、端子温度传感器70及第一控制电路30；

所述市电输入端具有市电火线和市电零线，所述分闸隔离开关10设置于市电输入端，且与所述第一控制电路30连接，所述第一IGBT模块20第一端连接于所述市电火线，所述第二IGBT模块21第一端连接于所述市电零线，所述第一IGBT模块20的第二端和所述第二IGBT模块21的第二端分别与负载80连接，所述电流互感器50、所述漏电流互感器60、所述端子温度传感器70分别连接于所述第一IGBT模块20的第二端、所述第二IGBT模块21的第二端和负载80之间，所述第一控制电路30的电源端连接于市电输入端，所述端子温度传感器70与所述第一控制电路30连接；其中，

所述电流互感器50连接有过流保护电路51，所述过流保护电路51与所述第一控制电路30连接；

所述漏电流互感器60连接有漏电电流保护电路61，所述漏电电流保护电路61与所述第一控制电路30连接；

所述第一IGBT模块20连接有第一IGBT驱动保护电路40，所述第二IGBT模块21连接有第二IGBT驱动保护电路41，所述第一IGBT驱动保护电路40和所述第二IGBT驱动保护电路41分别与所述第一控制电路30连接；

所述第一控制电路30，用于在接收到分闸隔离信号、过流保护信号、漏电电流信号、过压保护信号和温度信号中的任一信号时，控制所述第一IGBT驱动保护电路40驱动所述第一IGBT模块20关断，及控制所述第二IGBT驱动保护电路41驱动所述第二IGBT模块21关断。

本实施例中，分闸隔离开关10是一种用于“隔离电源、倒闸操作、用以连通和切断小电流电路”，无灭弧功能的开关器件。分闸隔离开关10在分位置时，触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志；在合位置时，能承载正常回路条件下的电流及在规定时间内异常条件(例如短路)下的电流的开关设备。本方案中的分闸隔离开关10可以实现6KV的空气隔离，有效保证安装维护的安全。

本实施例中，电流互感器50是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。电流互感器50是由闭合的铁心和绕组组成，它的一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中。因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器50的工作状态接近短路。本方案中通过电流互感器50的工作原理测量出第一IGBT模块20和第二IGBT模块21输出端电流的大小。

需要说明的是，电流互感器50是高速采样ADC，每秒可以采样超1.2万次，同时集成256点FFT高次谐波分析算法及智能波形识别算法，可以理解的是，256点FFT高次谐波分析算法和智能波形识别算法均是属于现有技术，本方案中可以通过电流互感器50对电流的采集，并结合256点FFT高次谐波分析算法及智能波形识别算法，以此有效识别出电路打火等隐患，提升了固态断路器应用于电网的可靠性。

本实施例中，漏电流互感器60相当于是一个钳形电流互感器，在电路中同一回路的两根线穿过同一漏电流互感器60，由于每根导线上的电流大小相等，方向相反，其总的电流矢量和等于0。当漏电流互感器60检测的导线漏电时，由于回路有了分支，因此穿过漏电流互感器60的电流矢量和不再等于0，漏电流互感器60次级有感应电势产生，从而检测电路是否存在漏电情况，起到保护作用。本方案提升了固态断路器应用于电网中的可靠性。

本实施例中，端子温度传感器70可以是NTC温度传感器或者PTC温度传感器等，在电路出现短路等故障时，会使电路出现高温，此时端子温度传感器70就会检测到电路中的高温情况，以输出温度信号至第一控制电路30进行处理。以此实现了固态断路器对电路的高温保护。

上述实施例中，过流保护电路51可以是采用相关技术中成熟的电路，在电流互感器50采集电流后，输出电流值至过流保护电路51进行判断。可以理解的是，过流保护电路51中设置了一个过流阈值，当电流互感器50采集的电流值大于或等于过流阈值时，过流保护电路51就输出一个过流信号至第一控制电路30进行处理。本实施例实现了固态断路器对电路的过流保护。

此外，漏电电流保护电路61可以是采用相关技术中成熟的电路，在漏电流互感器60采集漏电电流后，输出漏电电流值至漏电电流保护电路61进行判断，可以理解的是，漏电电流保护电路61设置了一个漏电电流阈值，当漏电流互感器60采集的漏电电流值大于或等于漏电电流阈值时，漏电电流保护电路61就输出一个漏电电流信号至第一控制电路30进行处理。本实施例实现了固态断路器对电路的漏电保护。

基于上述实施例，过流阈值和漏电电流阈值可以预先设置，过流阈值和漏电电流阈值的大小可以根据实际应用场景需要进行设置，此处不做限制。

需要说明的是，第一IGBT模块20和第二IGBT模块21是相同的IGBT模块，第一IGBT驱动保护电路40和第二IGBT驱动保护电路41分别对应驱动第一IGBT模块20和第二IGBT模块21。进一步地，第一IGBT驱动保护电路40和第二IGBT驱动保护电路41是相同的电路，均包括有IGBT驱动电路和IGBT分压保护电路，当在第一控制电路30接收到分闸隔离开关10输出的分闸隔离信号、所述过流保护电路51输出的过流保护信号、所述漏电电流保护电路61输出的漏电电流信号或所述端子温度传感器70输出的温度信号中的任何一个信号时，第一控制电路30就输出控制信号控制IGBT驱动电路输出驱动信号，以驱动IGBT模块关断。以此通过IGBT模块的设置实现了几百纳秒级的分断速度，比现有的机电式断路器快上百倍；也即是本方案的固态断路器可以在不等待短路电流上升，提前切断电路，不产生电弧，提升了固态断路器应用于电网的可靠性。

本发明技术方案通过采用固态断路器包括市电输入端、分闸隔离开关10、第一IGBT模块20、第二IGBT模块21、电流互感器50、漏电流互感器60、端子温度传感器70及第一控制电路30，所述电流互感器50连接有过流保护电路51，所述漏电流互感器60连接有漏电电流保护电路61，所述第一IGBT模块20连接有第一IGBT驱动保护电路40，所述第二IGBT模块21连接有第二IGBT驱动保护电路41，且所述电流互感器50、所述漏电流互感器60、所述端子温度传感器70、所述第一IGBT模块20和所述第二IGBT模块21分别与所述第一控制电路30连接。在第一控制电路30接收到分闸隔离开关10输出的分闸隔离信号、所述过流保护电路51输出的过流保护信号、所述漏电电流保护电路61输出的漏电电流信号或所述端子温度传感器70输出的温度信号时，通过第一控制电路30的控制处理，以控制所述第一IGBT驱动保护电路40驱动所述第一IGBT模块20关断，及控制所述第二IGBT驱动保护电路41驱动所述第二IGBT模块21关断。即是在第一控制电路30接收到分闸隔离信号、过流保护信号、漏电电流信号、过压保护信号或温度信号中的任意信号时，就分别输出控制信号至第一IGBT驱动保护电路40和第二IGBT驱动保护电路41，以驱动分别驱动第一IGBT模块20和第二IGBT模块21关断，不等待短路电流上升，就及时提前切断电路，不产生电弧，解决了现有断路器存在的分断电流时产生电弧、容易发生故障等安全问题。本发明技术方案提升了固态断路器应用于电网的可靠性。

在一实施例中，如图1所示，所述固态断路器还包括第一电阻R1及第一变压器T1；

所述第一电阻R1的第一端与所述市电火线连接，所述第一电阻R1的第二端与所述第一变压器T1初级绕组的第一端连接，所述第一变压器T1初级绕组的第二端与所述市电零线连接，所述第一变压器T1的次级绕组第一端和所述第一变压器T1的次级绕组第二端与所述第一控制电路30连接。

本实施例中，第一电阻R1和第一变压器T1相当于固态断路器中的过零点识别电路，通过与第一控制电路30的连接，在电压过零时控制第一IGBT模块20和第二IGBT模块21合闸，在电流过零时控制第一IGBT模块20和第二IGBT模块21分断，使得降低分断对电网产生的影响。

进一步地，由于交流电的周期过零特性(正弦波)，每10ms内至少有1次过零点(电压或电流的瞬时值为0)出现。需要合闸时，等待电压过零，此时合闸，对负载80产生的瞬时电流趋向于0，不会对电路产生电流冲击；当需要分闸时，选择电流的过零点，此时分闸不会产生因线路电感效应发生的高压，也加速了分断时间。本方案提升了固态断路器的可靠性。

基于上述实施例，如图1所示，所述第一IGBT模块20包括第一二极管D1、第一三极管Q1、第二二极管D2和第二三极管Q2，所述第二IGBT模块21包括第三二极管D3、第三三极管Q3、第四二极管D4和第四三极管Q4；

所述第一三极管Q1的集电极与所述第一二极管D1的阴极连接，且为所述第一IGBT模块20的第一端，所述第一三极管Q1的发射极、所述第一二极管D1的阳极、所述第二三极管Q2的发射极和所述第二二极管D2的阳极的公共点连接于所述第一IGBT驱动保护电路40，所述第一三极管Q1的基极和所述第二三极管Q2的基极分别与所述第一IGBT驱动保护电路40连接，所述第二三极管Q2的集电极与所述第二二极管D2的阴极连接，且为所述第一IGBT模块20的第二端；

所述第三三极管Q3的集电极与所述第三二极管D3的阴极连接，且为所述第二IGBT模块21的第一端，所述第三三极管Q3的发射极、所述第三二极管D3的阳极、所述第四三极管Q4的发射极和所述第四二极管D4的阳极的公共点连接于所述第二IGBT驱动保护电路41，所述第三三极管Q3的基极和所述第四三极管Q4的基极分别与所述第二IGBT驱动保护电路41连接，所述第四三极管Q4的集电极与所述第四二极管D4的阴极连接，且为所述第二IGBT模块21的第二端。

在一实施例中，所述第一控制电路30包括分闸隔离信号采集单元、电压信号/过零同步信号采集单元、驱动信号处理单元、电流信号处理单元、温度信号处理单元、驱动保护逻辑电路、计量电路及控制芯片；

所述分闸隔离信号采集单元，用于采集所述分闸隔离开关10的分闸隔离信号，并输出至所述控制芯片；

所述电压信号/过零同步信号采集单元，用于采集所述第一变压器T1次级绕组输出的电压信号/过零同步信号，并输出至所述控制芯片；

所述电流信号处理单元，用于对所述过流保护电路51输出的电流信号和所述漏电电流保护电路61输出的漏电电流信号进行处理，并输出至所述控制芯片；

所述温度信号处理单元，用于对所述端子温度传感器70采集的温度信号进行处理，并输出至所述控制芯片；

所述驱动保护逻辑电路，用于在接收到所述控制芯片输出的分闸隔离信号、过流保护信号、漏电电流信号、过压保护信号或温度信号时，输出驱动信号至所述驱动信号处理单元，以控制所述第一IGBT驱动保护电路40驱动所述第一IGBT模块20关断，及控制所述第二IGBT驱动保护电路41驱动所述第二IGBT模块21关断；

所述计量电路，用于计算输出至负载80的电压、电流、功率、电量和功率因数。

可以理解的是，本实施例中的分闸隔离信号采集单元的输入端与分闸隔离开关10输出端连接，且分闸隔离信号采集单元的输出端与控制芯片连接；电压信号/过零同步信号采集单元的输入端与第一变压器T1次级绕组连接，且电压信号/过零同步信号采集单元的输出端与控制芯片连接；电流信号处理单元的输入端分别与过流保护电路51的输出端和漏电电流保护电路61的输出端连接，且电流信号处理单元的输出端与所述控制芯片连接；温度信号处理单元的输入端与端子温度传感器70的输出端连接，且温度信号处理单元的输出端与控制芯片连接；驱动保护逻辑电路的输入端与所述控制芯片连接，接收控制芯片输出的控制信号，以输出驱动信号至驱动信号处理单元，驱动信号处理单元分别驱动第一IGBT驱动保护电路40和第二IGBT驱动保护电路41，分别控制第一IGBT模块20和第二IGBT模块21的动作。

在一实施例中，所述固态断路器还包括物联网模块，所述物联网模块的输入端与所述第一控制电路30的输出端通过数据总线连接；其中，

所述物联网模块包括第二控制电路和显示屏，所述显示屏与所述第二控制电路的输出端连接；

所述显示屏，用于显示所述第一控制电路30输出至所述第二控制电路的电压、电流、电量和功率因数。

本实施例中，所述显示屏为电子墨水屏或者LCD屏。可以理解的是，电子墨水屏即为使用电子墨水的屏幕，又被称为电子纸显示技术。电子墨水是一种革新信息显示的新方法和技术。像多数传统墨水一样，电子墨水和改变它颜色的线路是可以打印到许多表面的，从弯曲塑料、聚脂膜、纸到布。和传统纸差异是电子墨水在通电时改变颜色，并且可以像计算器或手机那样的显示变化的图象。LCD屏即是液晶显示器，其是一种借助于薄膜晶体管(TFT)驱动的有源矩阵液晶显示器，主要是以电流刺激液晶分子产生点、线、面配合背部灯管构成画面。液晶显示器中的液晶分子在电场的作用下，利用液晶分子的排列方向发生变化，使外光源透光率改变，完成电-光变换，再利用R、G、B三基色信号的不同激励，通过红、绿、蓝三基色滤光膜，完成时域和空间域的彩色重显。本实施例通过固态断路器实现了对接入负载80电路的电压、电流、电量和功率因数的显示，以方便对固态断路器检测的参数进行查看。

本实施例中，所述物联网模块还包括键盘，所述键盘与所述第二控制电路连接；

所述键盘，用于设置所述过流保护电路51的过流阈值和所述漏电电流保护电路61的漏电电流阈值。

可以理解的是，物联网模块中的键盘还可以用来设置显示屏显示的电压、电流、电量和功率因数，以及显示屏显示的过流阈值和漏电电流有阈值，实现可视化本地菜单的设置。以方便对固态断路器检测的参数等的查看。

本实施例中，所述物联网模块还包括有线通讯模块，所述有线通讯模块具有RJ45接口。可以理解的是，柜台断路器通过有线通讯模块中RJ45接口与以太网的通信，可将固态断路器检测的参数传输至终端设备进行查看；同时，可通过终端设备对固态断路器检测的参数进行设置。

此外，所述物联网模块还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块包括蜂窝网络模块、NFC模块、LoRa模块和WIFI模块四者中的至少一者。可以理解的是，无线通讯模块可以是包括蜂窝网络模块、NFC模块、LoRa模块和WIFI模块中的任意一种，或者无线通讯模块可以包括其中几种，或者无线通讯模块可以包括四种。以实现固态断路器与终端设备的通信，将将固态断路器检测的参数传输至终端设备进行查看；同时，可通过终端设备对固态断路器检测的参数进行设置。

本实施例中，所述物联网模块为可插拔分离模块。可以理解的是，物联网模块和固态断路器之间是通过数据总线连接，可以插拔分离。以轻松实现电箱中固态断路器的可视化，方便故障后维修。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种固态断路器，其特征在于，所述固态断路器包括市电输入端、分闸隔离开关、第一IGBT模块、第二IGBT模块、电流互感器、漏电流互感器、端子温度传感器及第一控制电路；

所述市电输入端具有市电火线和市电零线，所述分闸隔离开关设置于市电输入端，且与所述第一控制电路连接，所述第一IGBT模块第一端连接于所述市电火线，所述第二IGBT模块第一端连接于所述市电零线，所述第一IGBT模块的第二端和所述第二IGBT模块的第二端分别与负载连接，所述电流互感器、所述漏电流互感器、所述端子温度传感器分别连接于所述第一IGBT模块的第二端、所述第二IGBT模块的第二端和负载之间，所述第一控制电路的电源端连接于市电输入端，所述端子温度传感器与所述第一控制电路连接；其中，

所述电流互感器连接有过流保护电路，所述过流保护电路与所述第一控制电路连接；

所述漏电流互感器连接有漏电电流保护电路，所述漏电电流保护电路与所述第一控制电路连接；

所述第一IGBT模块连接有第一IGBT驱动保护电路，所述第二IGBT模块连接有第二IGBT驱动保护电路，所述第一IGBT驱动保护电路和所述第二IGBT驱动保护电路分别与所述第一控制电路连接；

所述第一控制电路，用于在接收到分闸隔离信号、过流保护信号、漏电电流信号、过压保护信号和温度信号中的任一信号时，控制所述第一IGBT驱动保护电路驱动所述第一IGBT模块关断，及控制所述第二IGBT驱动保护电路驱动所述第二IGBT模块关断。

2.如权利要求1所述的固态断路器，其特征在于，所述固态断路器还包括第一电阻及第一变压器；

所述第一电阻的第一端与所述市电火线连接，所述第一电阻的第二端与所述第一变压器初级绕组的第一端连接，所述第一变压器初级绕组的第二端与所述市电零线连接，所述第一变压器的次级绕组第一端和所述第一变压器的次级绕组第二端与所述第一控制电路连接。

3.如权利要求2所述的固态断路器，其特征在于，所述第一IGBT模块包括第一二极管、第一三极管、第二二极管和第二三极管，所述第二IGBT模块包括第三二极管、第三三极管、第四二极管和第四三极管；

所述第一三极管的集电极与所述第一二极管的阴极连接，且为所述第一IGBT模块的第一端，所述第一三极管的发射极、所述第一二极管的阳极、所述第二三极管的发射极和所述第二二极管的阳极的公共点连接于所述第一IGBT驱动保护电路，所述第一三极管的基极和所述第二三极管的基极分别与所述第一IGBT驱动保护电路连接，所述第二三极管的集电极与所述第二二极管的阴极连接，且为所述第一IGBT模块的第二端；

所述第三三极管的集电极与所述第三二极管的阴极连接，且为所述第二IGBT模块的第一端，所述第三三极管的发射极、所述第三二极管的阳极、所述第四三极管的发射极和所述第四二极管的阳极的公共点连接于所述第二IGBT驱动保护电路，所述第三三极管的基极和所述第四三极管的基极分别与所述第二IGBT驱动保护电路连接，所述第四三极管的集电极与所述第四二极管的阴极连接，且为所述第二IGBT模块的第二端。

4.如权利要求3所述的固态断路器，其特征在于，所述第一控制电路包括分闸隔离信号采集单元、电压信号/过零同步信号采集单元、驱动信号处理单元、电流信号处理单元、温度信号处理单元、驱动保护逻辑电路、计量电路及控制芯片；

所述分闸隔离信号采集单元，用于采集所述分闸隔离开关的分闸隔离信号，并输出至所述控制芯片；

所述电压信号/过零同步信号采集单元，用于采集所述第一变压器次级绕组输出的电压信号/过零同步信号，并输出至所述控制芯片；

所述电流信号处理单元，用于对所述过流保护电路输出的电流信号和所述漏电电流保护电路输出的漏电电流信号进行处理，并输出至所述控制芯片；

所述温度信号处理单元，用于对所述端子温度传感器采集的温度信号进行处理，并输出至所述控制芯片；

所述驱动保护逻辑电路，用于在接收到所述控制芯片输出的分闸隔离信号、过流保护信号、漏电电流信号、过压保护信号或温度信号时，输出驱动信号至所述驱动信号处理单元，以控制所述第一IGBT驱动保护电路驱动所述第一IGBT模块关断，及控制所述第二IGBT驱动保护电路驱动所述第二IGBT模块关断；

所述计量电路，用于计算输出至负载的电压、电流、功率、电量和功率因数。

5.如权利要求4所述的固态断路器，其特征在于，所述固态断路器还包括物联网模块，所述物联网模块的输入端与所述第一控制电路的输出端通过数据总线连接；其中，

所述物联网模块包括第二控制电路和显示屏，所述显示屏与所述第二控制电路的输出端连接；

所述显示屏，用于显示所述第一控制电路输出至所述第二控制电路的电压、电流、电量和功率因数。

6.如权利要求5所述的固态断路器，其特征在于，所述显示屏为电子墨水屏或者LCD屏。

7.如权利要求5所述的固态断路器，其特征在于，所述物联网模块还包括键盘，所述键盘与所述第二控制电路连接；

所述键盘，用于设置所述过流保护电路的过流阈值和所述漏电电流保护电路的漏电电流阈值。

8.如权利要求5所述的固态断路器，其特征在于，所述物联网模块还包括有线通讯模块，所述有线通讯模块具有RJ45接口。

9.如权利要求5所述的固态断路器，其特征在于，所述物联网模块还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块包括蜂窝网络模块、NFC模块、LoRa模块和WIFI模块四者中的至少一者。

10.如权利要求5-9任一所述的固态断路器，其特征在于，所述物联网模块为可插拔分离模块。

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