CN118281809A - 一种碳化硅三相调压型电子断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种碳化硅三相调压型电子断路器，包括三相主回路，检测控制回路及主控回路，三相主回路包括前级LC低通滤波器、SIC电子开关、继电器组、输出LC低通滤波器及电流检测电路，前级LC低通滤波器的输入端接入交流电或直流电，前级LC低通滤波器的输出端经SIC电子开关、继电器组、输出LC低通滤波器、电流检测电路后输出电流。本发明通过设置SIC电子开关、继电器组、PWM脉冲生成单元及故障电弧灭弧单元，其中SIC电子开关组由PWM脉冲生成单元进行驱动调整平衡电压后经过容阻吸收电路后送往继电器组，而故障电弧灭弧单元实时分析电流中的数据，将数据返还给中心处理器做分析，当电路中产生短路或是电火花时以US级的速度进行关断，避免产生火花。

Description

一种碳化硅三相调压型电子断路器

技术领域

本发明涉及电子断路器领域，特别是涉及一种碳化硅三相调压型电子断路器。

背景技术

传统机械式的断路器或者保护开关只是在发生短路过载过流的前提下触发电磁脱扣器而进行的保护，其保护速度慢，精准度不高，失效的情况时有发生，在短路的情况下动静触点时有粘连从而引起巨大的人身财产安全的危害，无法对电压进行精准的控制，而先进一点的IGBT式电子断路器采用的硅基板做为衬底它有一个显明的缺点就是通态压降大，发热高，响应频率低的缺陷。不太适合做大功率的电子断路器，因为频率低所以开导损耗与关断损耗都比较大。由于硅基材质本身的原因，它的通态压降以V为单位，功率越大的IGBT通态压降越大，甚至能达到几V的状态。所以在制作大功率电子开关的时候其自身损耗达到几百瓦甚至更高。而IGBT的频率低，所以在制作可调压型电子断路器时需要采用很大的滤波电感，其纹波电流与噪声都非常高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种碳化硅三相调压型电子断路器，能够达到较高的功率密度。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种碳化硅三相调压型电子断路器，包括：

三相主回路，所述三相主回路包括前级LC低通滤波器、SIC电子开关、继电器组、输出LC低通滤波器及电流检测电路，所述前级LC低通滤波器的输入端接入交流电或直流电，所述前级LC低通滤波器的输出端经所述SIC电子开关、继电器组、输出LC低通滤波器、电流检测电路后输出电流；

检测控制回路，所述检测控制回路包括输入检测单元、PWM脉冲生成单元及故障电弧灭弧单元，所述输入检测单元与所述前级LC低通滤波器电连接，所述PWM脉冲生成单元与所述SIC电子开关电连接，所述故障电弧灭弧单元与所述电流检测电路电连接；

主控回路，所述主控回路包括中心处理器及通讯单元，所述中心处理器分别与所述输入检测单元、PWM脉冲生成单元、故障电弧灭弧单元及所述通讯单元电连接。

在其中一个实施例中，所述三相主回路还包括容阻吸收电路，所述容阻吸收电路分别与所述SIC电子开关、继电器组电连接；

所述容阻吸收电路包括电阻R60、电容C61、电容C62及电感L63，所述电阻R60的第一端和电容C61的第一端串联连接，所述电容C61的第二端分别与所述电感L63、所述电容C62和所述SIC电子开关的输出端连接，所述电阻R60的第二端分别与所述前级LC低通滤波器和所述SIC电子开关的输入端电连接。

在其中一个实施例中，所述电流检测电路包括霍尔电流传感器及漏电流传感器，所述输出LC低通滤波器经所述霍尔电流传感器、漏电流传感器后输出电流，并且所述故障电弧灭弧单元分别与所述霍尔电流传感器和所述漏电流传感器电连接。

在其中一个实施例中，还包括辅助电源启动电路，所述辅助电源启动电路与辅源电路电连接，所述辅助电源启动电路包括电阻R4、电阻R5、稳压二极管D8、二极管D19、电阻R34、三极管Q6、电阻R65、二极管D20、电阻R37、电阻R64、三极管Q5、二极管D6。

在其中一个实施例中，所述检测控制回路还包括温度控制单元，所述温度控制单元与所述SIC电子开关电连接。

在其中一个实施例中，所述检测控制回路还包括烟雾控制单元，所述烟雾控制单元与所述霍尔电流传感器电连接。

在其中一个实施例中，所述烟雾控制单元包括电阻R99、烟雾传感器及放大器U24，所述电阻R99的一端用于连接供电电源，所述电阻R99的另一端与所述烟雾传感器电连接，并为所述烟雾传感器进行供电，所述烟雾传感器的输出端与所述放大器U24的输入端电连接，所述放大器U24的输出端与所述中心处理器连接。

在其中一个实施例中，所述通讯单元通过无线与外部的监控平台连接。

在其中一个实施例中，还包括显示屏，所述显示屏与所述中心处理器电连接。

在其中一个实施例中，所述故障电弧灭弧单元包括电压反馈电路及信号锁定电路，所述电压反馈电路的检测端与所述电流检测电路电连接，所述电压反馈电路的输出端与所述信号锁定电路电连接，所述信号锁定电路与所述中心处理器电连接。

在其中一个实施例中，所述电压反馈电路包括比较器U3A及光耦U15，所述比较器U3A的输入端与所述电流检测电路电连接，所述比较器U3A的输出端与所述光耦U15电连接；

所述信号锁定电路包括锁定器U20A和锁定器U20B，所述锁定器U20A的一端用于与所述光耦U15的输出端电连接，所述锁定器U20B与所述锁定器U20A形成互锁电路，并且所述锁定器U20B的输出端与所述中心处理器电连接。

本发明相比于现有技术的优点及有益效果如下：

1、本发明为一种碳化硅三相调压型电子断路器，通过设置SIC电子开关、继电器组、PWM脉冲生成单元及故障电弧灭弧单元，其中SIC电子开关组由PWM脉冲生成单元进行驱动调整平衡电压后经过容阻吸收电路后送往继电器组，而故障电弧灭弧单元实时分析电流中的数据，将数据返还给中心处理器做分析，当电路中产生短路或是电火花时以US级的速度进行关断，避免产生火花。

2、本发明的碳化硅三相调压型电子断路器利用PWM脉宽斩波对三相分相电压进行独立调控，实现电子断路器在输出电压端三相动态平衡与调压达到调整三相矢量和为零。利用SIC高速开关的方式结合故障电弧探测器的原理实现在三相四线输出上能自动识别“短路”、“故障接触不良”的目地，在输出线上出现短路的情况时能以纳秒的速度进行关断，达到短路灭火花的目地，这样大大降低了由于电气线路短路产生的火花而带来的安全隐患。

3、本发明由检测单元检测后，将信号传送至中心处理器CPU进行相对应的调整，PWM脉冲生成单元由中心处理器CPU控制，温度检测单元实时检测SIC电子开关的温度，可燃气体烟雾传感器将收集到的空气中的值送往CPU作分析判断空气中所包含的含量，进而在短路断开时不会导致线路短路产生火花，提高了安全性。

附图说明

图1为本发明一实施方式的碳化硅三相调压型电子断路器的功能框图；

图2为图1所示的一实施方式的电压反馈电路的电路图；

图3为图1所示的在短路和故障电弧时的电流检测出来的波形图；

图4为图1所示的一实施方式的烟雾控制单元的电路图；

图5为图1所示的通讯单元的功能框图；

图6为图1所示的SIC电子开关的电路图；

图7为图1所示的一实施方式的SIC电子开关的电路图及对应的信号波形图；

图8为图1所示的另一实施方式的SIC电子开关的电路图及对应的信号波形图；

图9、图10、图11均为图1所示的辅源电路中的各部分电路图；

图12为图1所示的一实施方式的电压转换电路的电路图；

图13均为图1所示的另一实施方式的电压转换电路的电路图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

这是一种采用碳化硅器件(SIC)制作的单体六单元组合而成的三相可调压式的电子断路器，它将三相分相调压，三相矢量控制，PWM脉宽斩波，短路灭弧，故障电弧探测集成为一体的电子断路器，它在本质上面改变了传统的机械式断路器空气开关简单的保护方式。

这是一种在传统断路器上进行迭代的新型电子断路器，它不比传统的机械式断路器，传统机械式断路器是以电磁脱扣器作为主要的保护单元，双金属弹簧片做为二级保护单元，动静触点作为主要的开关器件，传统的机械式断路器一般只能做为一级主开关器件使用，并且里面的机械器件是有使用寿命的达到一定的年限存在失效的风险，它依靠磁性扣脱扣的方式在大电流或短路的情况下需要达到脱扣的电流值才会进行脱扣，并且脱扣电流值不是非常精准，而电磁脱扣需要很长的时间进行动作，那么带来的情况就是会有很大的火花，这是造成电气起火的主要原因。

另外，它不同于传统的IGBT电子断路器，传统的IGBT电子断路器只能单独的进行过流短路保护时抑制火花，并且硅型IGBT的通态压降比较大，那么在IGBT电子断路器使用的前提下是有着非常高的损耗的，传统的IGBT电子断路器无法做到三相矢量电压调节，不能根据实际的行动情况去调整电网的动态平衡，由于工作频率不是特别的高，那它需要大电感来滤除电流纹波。

对比传统的固态继电器所包含的不同之处为控制方式与逻辑的不同，其中表现为固态继电器只是使用了功率器件做为电子开关的作用其中器件的选型，如传统的采用IGBT或是GTO的架构，而它的启动方式采用的移相角的方式，单一的功能只能实现调压，同时在启动完成后它需要将IGBT或是GTO切除采用继电器进行供电，它的主要目地表现为实现对负载的软启动与无弧化开关作用，再有它的使用方式受限，对于移相架构只实用于对感性负载的一个软启动和保护感性负载无弧化的作用，对于使用面来讲它的功能是单一的。

第二点，移相的控制方式，无法实现三相电源电压的失量调节，也就是说在电网本身就不平衡的情况下面它是无法对电源电压矢量点进行调制的。

本申请的一种碳化硅三相调压型电子断路器，其采用了是PWM调控方式，三组电子开关采用共射方式连接使用PWM对电源电压进行矢量调节，不会产生由移相带来的波形失真，PWM的驱动方式相互错开120度，即使电源电压不平衡PWM的驱动波形也会在电压低的那组加大驱动脉宽，这样才能达到三相平衡，它不受负载的影响，在任何环境下都能使用。采用CPU的算法能对输入电压的失真进行修正，这是移相的方式无法实现的。固态继电器没有低通滤波器，不能对电源里面干扰与杂波进行降噪与滤除，无法实现三相电压的失量控制，所以不能称之为安全电源，所谓的三相调压性电子断路器应具备对电网电压的修正功能，灭弧功能，失量调压功能，过流过载保护功能，数据平台上网功能，远程控制功能等，同时采用碳化硅这种新型材料采能达到损耗小发热小寿命的目地。

本申请的碳化硅三相调压型电子断路器，它将传统的几种方式的断路器的功能集合为一，它的优势是：体积小，成本低，通态损耗小，可实现交直流双向输入输出，适用于中低压配电系统，三相动态PWM脉冲调平衡。结合烟雾传感器故障电弧探测器的功能，保护终端用户用电安全，做到线路短路不起火，线路接触不良警报，可燃有毒气体提前预知，独特的三相动态PWM脉冲调压技术在三相电压误差很大的情况下进行脉宽调整，减少用电设备对电网的冲击。交直流双向输入输出的功能让碳化硅三相调压型电子断路器不仅能适应0至400HZ的中低压的交流配电系统，也能适应1500V新能源直流配电系统。

具体地，请参阅图1，本发明中的一个实施例，一种碳化硅三相调压型电子断路器包括：三相主回路、检测控制回路及主控回路，

所述三相主回路包括前级LC低通滤波器、SIC电子开关、继电器组、输出LC低通滤波器及电流检测电路，所述前级LC低通滤波器的输入端接入交流电或直流电，所述前级LC低通滤波器的输出端经所述SIC电子开关、继电器组、输出LC低通滤波器、电流检测电路后输出电流。需要说明的是，前级LC低通滤波器是系统的第一道防线，用于滤除电源侧输入的高频率噪声和瞬变电压，确保稳定的电源供给后续电路。LC低通滤波器由电感(L)和电容(C)组成，形成谐振电路，允许低频信号通过而抑制高频干扰。SIC电子开关是碳化硅(Silicon Carbide,SiC)开关以其高速切换性能、高耐压和低导通电阻等特性被广泛应用在高压大功率场合。在这个断路器中，SIC开关用于精确地控制电流的通断以及通过调整开关频率实现对输出电压的有效调节。而继电器组在某些情况下，作为备用或辅助开关元件，用于在特定条件下切换主回路或执行安全隔离操作。输出LC低通滤波器则放置在输出侧，进一步净化电流波形，减少电磁干扰(EMI)，并确保负载得到的是平滑的电流。电流检测电路用于实时监测通过主回路的电流大小，以便控制系统采取相应措施，如过载保护、短路保护等。

所述检测控制回路包括输入检测单元、PWM脉冲生成单元及故障电弧灭弧单元，所述输入检测单元与所述前级LC低通滤波器电连接，所述PWM脉冲生成单元与所述SIC电子开关电连接，所述故障电弧灭弧单元与所述电流检测电路电连接；

所述主控回路包括中心处理器及通讯单元，所述中心处理器分别与所述输入检测单元、PWM脉冲生成单元、故障电弧灭弧单元及所述通讯单元电连接。

如此，通过设置SIC电子开关、继电器组、PWM脉冲生成单元及故障电弧灭弧单元，其中SIC电子开关组由PWM脉冲生成单元进行驱动调整平衡电压后经过容阻吸收电路后送往继电器组，而故障电弧灭弧单元实时分析电流中的数据，将数据返还给中心处理器做分析，当电路中产生短路或是电火花时以US级的速度进行关断，避免产生火花。

所述三相主回路还包括容阻吸收电路，所述容阻吸收电路分别与所述SIC电子开关、继电器组电连接。所述电流检测电路包括霍尔电流传感器及漏电流传感器，所述输出LC低通滤波器经所述霍尔电流传感器、漏电流传感器后输出电流，并且所述故障电弧灭弧单元分别与所述霍尔电流传感器和所述漏电流传感器电连接。

所述故障电弧灭弧单元包括电压反馈电路及信号锁定电路，所述电压反馈电路的检测端与所述电流检测电路电连接，所述电压反馈电路的输出端与所述信号锁定电路电连接，所述信号锁定电路与所述中心处理器电连接。

需要说明的是，所述检测控制回路还包括温度控制单元，所述温度控制单元分别与所述SIC电子开关和所述中心处理器电连接。所述检测控制回路还包括烟雾控制单元，所述烟雾控制单元分别与所述霍尔电流传感器和所述中心处理器电连接。

本发明的电源经过前级LC低通滤波器器后去除电网干扰与噪声后送入SIC电子开关，SIC电子开关由PWM脉冲生成单元进行驱动调整平衡电压后，经过容阻吸收电路后送往继电器组，由于经过了高频调制，所以电源里面是包含很高的高频成份的，再次经过输出LC低通滤波器去除高频得到所要的电源，再经过霍尔电流传感器与漏电流传感器后输出。

输入电源另一部份送给输入检测单元，由检测单元传递信号至中心处理器CPU进行相对应的调整，PWM脉冲生成器由中心处理器CPU控制，温度检测单元实时检测SIC电子开关的温度，可燃气体烟雾传感器将收集到的空气中的值送往中心处理器CPU作分析判断空气中所包含的含量。

故障电弧灭弧单元实时分析电流中的数据，将数据返还给中心处理器CPU做分析，当电路中产生短路或是电火花时以US级的速度进行关断，从而避免产生火花，提高安全性。

具体地，请参阅图2～图3，所述电压反馈电路包括比较器U3A及光耦U15，所述比较器U3A的输入端与所述电流检测电路电连接，所述比较器U3A的输出端与所述光耦U15电连接；所述信号锁定电路包括锁定器U20A和锁定器U20B，所述锁定器U20A的一端用于与所述光耦U15的输出端电连接，所述锁定器U20B与所述锁定器U20A形成互锁电路，并且所述锁定器U20B的输出端与所述中心处理器电连接。

具体地，所述信号锁定电路还包括前级复位开关RST3及后级复位开关RST2，所述前级复位开关RST3与所述锁定器U20A的输出端电连接，所述后级复位开关RST2与所述锁定器U20B的同相输入端电连接，当需要进行复位的时候，则可以按一下这两个复位开关，从而可以实现对各自连接的锁定器的复位。还需要说明的是，所述信号锁定电路还包括输出控制模块，所述输出控制模块包括三极管Q12、发光二极管D22、三极管Q11及三极管Q13，所述三极管Q12的基极与所述锁定器U20B的输出端连接，所述三极管Q12的发射极分别与所述发光二极管D22、所述三极管Q11的发射极电连接，所述三极管Q11的集电极输出驱动信号，所述三极管Q11的基极经所述电阻R78与所述三极管Q13的集电极电连接，所述三极管Q13的发射极接地，所述三极管Q13的基极经电阻R85后与开机信号连接。并且所述信号锁定电路还包括串联连接的电阻R72和电阻R83，所述电阻R72的一端与所述三极管Q12的发射极电连接，所述电阻R72的另一端用于连接短路信号。如此，通过设置三极管Q12、发光二极管D22、三极管Q11及三极管Q13，可以接入开机信号，实现驱动信号的输出，并且还可以输入短路信号，可以实现对短路的检测及短路后的电路控制。

如此，当电流短路时输入比较器U13A后，与+1.25V的电压进行比较，当电压超过1.25V时，比较器U13A反转向光耦U15送出锁定信号，此时锁定器U20A与锁定器U20B进行互锁，将短路信号送给中心处理器CPU并将驱动信号锁定，避免产生火花。

当电路中存在故障电弧时，A_OUT信号送至中心处理器CPU做判断，中心处理器CPU将信号与输入电流信号做比较，得到正常的电流视为正常工作，不正常的电流视为故障电弧。

请参阅图4，所述烟雾控制单元包括电阻R99、烟雾传感器U23及放大器U24，所述电阻R99的一端用于连接供电电源，所述电阻R99的另一端与所述烟雾传感器U23电连接，并为所述烟雾传感器U23进行供电，所述烟雾传感器U23的输出端与所述放大器U24的输入端电连接，所述放大器U24的输出端与所述中心处理器连接。

如此，+5V的供电电源经过电阻R99给烟雾传感器U23供电，烟雾传感器得到电压后内部电阻丝开始发热，由于热电效应U23的电场发生改变，当烟雾或者可燃气体接近标定值后，内部电场发生改变使得4脚-6脚发生电势差，这个电势差经过电阻R103，电容C49滤波后送给放大器U24进行放大处理，得到所需的信号经电阻R100送给中心处理器CPU。本发明集成了故障电弧与烟雾探测功能，安全性能更高。

请参阅图5，所述通讯单元通过无线与外部的监控平台连接。所述通讯单元与所述中心处理器电连接。所述电子断路器还包括显示屏，所述显示屏与所述中心处理器电连接。

需要说明的是，请参阅图6～图8，所述SIC电子开关包括三组，每一所述SIC电子开关连接一相的电源线，即连接零线、火线、地线之一。其中在一个所述SIC电子开关中，所述SIC电子开关包括两个串联连接的SIC MOS管开关，两个所述SIC MOS管开关的控制端分别与所述PWM脉冲生成单元电连接；所述容阻吸收电路包括电阻R60、电容C61、电容C62及电感L63，所述电阻R60的第一端和电容C61的第一端串联连接，所述电容C61的第二端分别与所述电感L63、所述电容C62和第二个SIC MOS管开关的输出端连接，所述电阻R60的第二端分别与所述前级LC低通滤波器和第一个SIC MOS管开关的输入端电连接。

如此，交直流电源经过前级LC低通滤波器后，送入SIC电子开关进行PWM脉冲调制成高频方波斩波信号，再经过后级LC低通滤波器进行还原，此时滤除了高频成份剩下所需要的电压再次经过修正后送给继电器组，经电流互感器与漏电流传感器后输出。以A相作为实施例，当A相电源正半周经过SIC电子开关时电流的走向如下：电流经过L与C进行第一阶滤波进入SIC开关组，由于SIC开关组是源漏极相连的那么它的电流方向就可以是双向的，当电流经过开关组后由驱动电路给出PWM脉冲信号调制成等宽不等幅的方波之后，经过第二阶LC滤波器输出。B相、C相与A相工作方式相同。在调整交流电源时它们差相120度进行调制，在调整直流电时，电子开关同步调制。

另外需要说明的是，本发明还包括辅源电路，请参阅图9～图13，当电源F1～F6后进入电阻R7、电阻R10、电阻R19送入共模信号滤除电路，再经过二极管D3、二极管D7整流后送给电容C2、电容C4、电容C6滤波得到537V直流电压经过电阻R66、电阻R67送给辅助电源启动电路得到+18V启动电源。具体地，请参阅图9，所述电子断路器包括辅助电源启动电路，所述辅助电源启动电路与辅源电路电连接，所述辅助电源启动电路包括电阻R4、电阻R5、稳压二极管D8、二极管D19、电阻R34、三极管Q6、电阻R65、二极管D20、电阻R37、电阻R64、三极管Q5、二极管D6；并联连接的电阻R4和电阻R5，所述电阻R4与电阻R67的输出端电连接，并且电阻可以实现降低电流的作用，稳压二极管D8与并联连接的电阻R4的输出端电连接，从而可以实现稳压的作用，所述二极管D19的阴极经过电阻R34与所述三极管Q6的基极电连接，所述电阻R34远离所述二极管D19的一端还与所述电阻R65、二极管D20的阴极电连接，所述三极管Q6的发射极接地，所述三极管Q6的集电极分别与所述电阻R37和电阻R64的一端电连接，所述电阻R64的另一端与所述三极管Q5的基极电连接，所述三极管Q5的发射极与所述二极管D19的阳极共同连接电阻R4的输出端，所述三极管Q5的集电极经所述二极管D6后输出+18V电压，并且还经过电容C17和电容C18进行滤波，从而可以实现对辅助电源的启动。

+18V电源送给主电路启动芯片给主电源供电，由半桥变换器电路进行升压得到稳定的+24V主电源给风机与后续电路供电。+24V电源第二路送给隔离电源分离器，分离成SIC电子开关主控制电源，分别给6组SIC电子开关供电。+24V电源同时经过电压转换器送往多个BUCK电路，分别生成+5V、+3.3V、+12V、-12V电源给中心处理器CPU电路与各检测电路供电。

其中，请参阅图11，所述半桥变换器电路包括电感L2、二极管D14、二极管D16、变压器T2、二极管D15和二极管D17；电感L2的一端与+18V电压电连接，所述电感L2的另一端分别与二极管D14和二极管D16电连接，所述二极管D14、二极管D16的阳极共同与所述变压器T2的初级辅源电绕组连接，变压器T2的次级辅源绕组分别与所述二极管D15和二极管D17的阳极电连接，二极管D15和二极管D17的阴极同时连接电感L3后输出+24V电压，并且还通过电容C23、电容C28、电容C30进行滤波。从而实现对+18V电源进行隔离升压。

请参阅图13，在其中一个所述BUCK电路中，所述BUCK电路包括稳压芯片U13、二极管D50、电感L15、电容C51、电阻R49和发光二极管D51；稳压芯片U13的输入端用于连接电压转换器，所述稳压芯片U13的输出端经过二极管D50进行稳压，并且还经过电感L15、电容C51进行LC滤波后输出+5V电压，同时还通过电阻R49和发光二极管D51进行指示，实现降压和指示灯的作用。

碳化硅做为新型原材料制作的电子元器件它比原有的硅基材料制作的电子元器件有着更高的优势，现在大多数新能源汽车的电控单元大多都采用碳化硅制作的MOS与IGBT，由于碳化硅制作的电子元器件其内阻低，通常为毫欧极别那么由它制作的电子断路器体积将非常小，加上SIC工作频率与使用温度都优于传统的硅基材料在后期的电感上与成本上面都将降低。

由于电网的原因造成的三相不平衡，利用PWM脉宽斩波对三相分相电压进行独立调控，实现电子断路器在输出电压端三相动态平衡与调压达到调整三相矢量和为零。利用SIC高速开关的方式结合故障电弧探测器的原理实现在三相四线输出上能自动识别“短路”、“故障接触不良”的目地，在输出线上出现短路的情况时能以纳秒的速度进行关断，达到短路灭火花的目地，这样大大降低了由于电气线路短路产生的火花而带来的安全隐患。

本发明改变了传统机械断路器更改为低内阻的SIC电子开关，使用寿命更长；本发明还改变了传统的电子断路器无法调制电压的情况，SIC开关斩波调压让矢量和一直为零；由硬开关变成了软开关，短路现像产生时NS级的断开时间不会导致线路短路产生火花。

以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种碳化硅三相调压型电子断路器，其特征在于，包括：

三相主回路，所述三相主回路包括前级LC低通滤波器、SIC电子开关、继电器组、输出LC低通滤波器及电流检测电路，所述前级LC低通滤波器的输入端接入交流电或直流电，所述前级LC低通滤波器的输出端经所述SIC电子开关、继电器组、输出LC低通滤波器、电流检测电路后输出电流；

检测控制回路，所述检测控制回路包括输入检测单元、PWM脉冲生成单元及故障电弧灭弧单元，所述输入检测单元与所述前级LC低通滤波器电连接，所述PWM脉冲生成单元与所述SIC电子开关电连接，所述故障电弧灭弧单元与所述电流检测电路电连接；

主控回路，所述主控回路包括中心处理器及通讯单元，所述中心处理器分别与所述输入检测单元、PWM脉冲生成单元、故障电弧灭弧单元及所述通讯单元电连接。

2.根据权利要求1所述的碳化硅三相调压型电子断路器，其特征在于，所述三相主回路还包括容阻吸收电路，所述容阻吸收电路分别与所述SIC电子开关、继电器组电连接；

所述容阻吸收电路包括电阻R60、电容C61、电容C62及电感L63，所述电阻R60的第一端和电容C61的第一端串联连接，所述电容C61的第二端分别与所述电感L63、所述电容C62和所述SIC电子开关的输出端连接，所述电阻R60的第二端分别与所述前级LC低通滤波器和所述SIC电子开关的输入端电连接。

3.根据权利要求1所述的碳化硅三相调压型电子断路器，其特征在于，所述电流检测电路包括霍尔电流传感器及漏电流传感器，所述输出LC低通滤波器经所述霍尔电流传感器、漏电流传感器后输出电流，并且所述故障电弧灭弧单元分别与所述霍尔电流传感器和所述漏电流传感器电连接。

4.根据权利要求3所述的碳化硅三相调压型电子断路器，其特征在于，所述检测控制回路还包括温度控制单元，所述温度控制单元与所述SIC电子开关电连接；所述检测控制回路还包括烟雾控制单元，所述烟雾控制单元与所述霍尔电流传感器电连接。

5.根据权利要求4所述的碳化硅三相调压型电子断路器，其特征在于，所述烟雾控制单元包括电阻R99、烟雾传感器及放大器U24，所述电阻R99的一端用于连接供电电源，所述电阻R99的另一端与所述烟雾传感器电连接，并为所述烟雾传感器进行供电，所述烟雾传感器的输出端与所述放大器U24的输入端电连接，所述放大器U24的输出端与所述中心处理器连接。

6.根据权利要求1所述的碳化硅三相调压型电子断路器，其特征在于，所述通讯单元通过无线与外部的监控平台连接。

7.根据权利要求1所述的碳化硅三相调压型电子断路器，其特征在于，还包括显示屏，所述显示屏与所述中心处理器电连接。

8.根据权利要求1所述的碳化硅三相调压型电子断路器，其特征在于，还包括辅助电源启动电路，所述辅助电源启动电路与辅源电路电连接，所述辅助电源启动电路包括电阻R4、电阻R5、稳压二极管D8、二极管D19、电阻R34、三极管Q6、电阻R65、二极管D20、电阻R37、电阻R64、三极管Q5、二极管D6。

9.根据权利要求1所述的碳化硅三相调压型电子断路器，其特征在于，所述故障电弧灭弧单元包括电压反馈电路及信号锁定电路，所述电压反馈电路的检测端与所述电流检测电路电连接，所述电压反馈电路的输出端与所述信号锁定电路电连接，所述信号锁定电路与所述中心处理器电连接。

10.根据权利要求9所述的碳化硅三相调压型电子断路器，其特征在于，所述电压反馈电路包括比较器U3A及光耦U15，所述比较器U3A的输入端与所述电流检测电路电连接，所述比较器U3A的输出端与所述光耦U15电连接；

所述信号锁定电路包括锁定器U20A和锁定器U20B，所述锁定器U20A的一端用于与所述光耦U15的输出端电连接，所述锁定器U20B与所述锁定器U20A形成互锁电路，并且所述锁定器U20B的输出端与所述中心处理器电连接。