CN111048368A - 一种断路器的固态驱动单元及分层驱动方法 - Google Patents

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蒋伟
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Abstract

本发明涉及一种断路器的固态驱动单元及分层驱动方法，包括固态全桥线圈驱动电路、四开关驱动方法、线圈分层驱动方法，固态全桥线圈驱动电路包括储能电容、驱动线圈、S1开关、S2开关、S3开关和S4开关，本发明采用固态全桥线圈驱动电路，可以通过S1开关、S2开关、S3开关和S4开关四个固态半导体开关为双稳态分合闸机构的驱动线圈提供正负激励电压，完成断路器迅速分合闸，本发明设计有四个固态电路驱动模式，分别为停止模式、激励模式、保持模式和动作模式，激励模式和保持模式相互配合，保持驱动单元母线电容保持在有效电压值以上，当发现母线电流异常时，瞬间进入激励模式和保持模式，在得到分闸指令时进入驱动模式，确保线圈快速分闸。

Description

一种断路器的固态驱动单元及分层驱动方法
技术领域
本发明属于低压断路器领域，具体涉及一种断路器的固态驱动单元及分层驱动方法。
背景技术
电的产生、输送、使用过程中中，配电是一个极其重要的环节。配电系统包括变压器和各种高低压电器设备，低压断路器则是一种使用量大面广的电器，当线路发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。
目前，市场上的一些固态断路器主要支路用全控器件串联而成，故障时候关断全控器件，这样的固态断路器可以快速切断短路电流，但市场上的固态断路器关断电流幅度较长，等达到关断电流值时才进行关断反应，反应速度较慢，不利于保护线路。
发明内容
本发明旨在解决上述缺陷，提供了一种断路器的固态驱动单元及分层驱动方法。
为了克服背景技术中存在的缺陷，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括固态全桥线圈驱动电路、四开关驱动方法、线圈分层驱动方法，固态全桥线圈驱动电路包括储能电容、驱动线圈、S1开关、S2开关、S3开关和S4开关。
在本发明的一个较佳实施例中，上述固态全桥线圈驱动电路，可以通过固态半导体开关为双稳态分合闸机构的驱动线圈提供正负激励电压，完成断路器迅速分合闸。
在本发明的一个较佳实施例中，上述四个固态电路驱动模式，分别为停止模式、激励模式、保持模式和动作模式。
在本发明的一个较佳实施例中，上述激励模式和保持模式的配合，保持驱动单元母线电容保持在有效电压值以上。
在本发明的一个较佳实施例中，基于四个固态电路驱动模式分层驱动方法，在发现母线电流异常时进入激励模式和保持模式，在得到分闸指令时进入驱动模式，确保线圈快速分闸。
本发明的有益效果是：可以通过固态半导体开关为双稳态分合闸机构的驱动线圈提供正负激励电压，完成断路器迅速分合闸，在此过程中，激励模式和保持模式的配合，保持驱动单元母线电容保持在有效电压值以上，在给驱动线圈提供正负激励电压时，采用先激励储能，后动作断路的模式，在发现母线电流异常时进入激励模式和保持模式，在得到分闸指令时进入驱动模式，能使断路器在最短的时间进行断开。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明固态全桥线圈驱动电路的原理图。
图2是本发明停止模式等效电路图。
图3是本发明停止模式逻辑电路图。
图4是本发明激励模式等效电路图。
图5是本发明激励模式逻辑电路图。
图6是本发明保持模式等效电路图。
图7是本发明保持模式逻辑电路图。
图8是本发明动作模式等效电路图。
图9是本发明动作模式逻辑电路图。
图10是本发明工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1所示，一种断路器的固态驱动单元及分层驱动方法，包括固态全桥线圈驱动电路、四开关驱动方法、线圈分层驱动方法，固态全桥线圈驱动电路包括储能电容5、驱动线圈6、S1开关1、S2开关2、S3开关3和S4开关4。
如图2、图3所示，停止模式，无需分合闸，此时线圈电流IL < 0.8 It(线圈吸合电流），断路器不工作，各线路工作电流小于等于设定值。
如图4、图5所示，激励模式，S1开关规律分合闸，S4开关4合闸，S2 开关2和S3开关3分闸，此时0.8It(线圈吸合电流）< IL（线圈电流）< 0.95It(线圈吸合电流），驱动线圈6内有接近线圈动作电流的线圈电流通过，给断路器吸合进行蓄力储能，当线路电流接近或超过设定值时，断路器能在最短的时间进行断开。
如图6、图7所示，保持模式，S1开关1和S3开关3闭合，为线圈提供稳定的电流It，保持断路器状态。
如图8、图9所示，动作模式，此模式S4开关4闭合，S1开关1根据电容储能情况进行关合闸，如若储能电容5储能较少，可增长dT长度，Ｓ１开关1持续闭合。
如图10所示，本发明相比起原始的固态断路器，在未达到断路电流之前便进行反应，预先给驱动线圈6激励电流，在得到分闸指令时进入驱动模式，确保线圈更快速分闸。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种断路器的固态驱动单元及分层驱动方法，其特征在于：包括固态全桥线圈驱动电路、四开关驱动方法、线圈分层驱动方法，所述固态全桥线圈驱动电路包括储能电容、驱动线圈、S1开关、S2开关、S3开关和S4开关。
2.根据权利要求1所述的一种断路器的固态驱动单元及分层驱动方法，其特征在于，所述固态全桥线圈驱动电路，可以通过S1开关、S2开关、S3开关和S4开关四个固态半导体开关，为双稳态分合闸机构的驱动线圈提供正负激励电压，完成断路器迅速分合闸。
3.根据权利要求1所述的一种断路器的固态驱动单元及分层驱动方法，其特征在于，四个固态电路驱动模式，分别为停止模式、激励模式、保持模式和动作模式。
4.根据权利要求1所述的一种断路器的固态驱动单元及分层驱动方法，其特征在于，所述激励模式和保持模式的配合，保持驱动单元母线电容保持在有效电压值以上。
5.根据权利要求1所述的一种断路器的固态驱动单元及分层驱动方法，其特征在于，基于四个固态电路驱动模式分层驱动方法，在发现母线电流异常时进入激励模式和保持模式，在得到分闸指令时进入驱动模式，确保线圈快速分闸。
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