CN201733079U - 开关电器的控制与保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种开关电器的控制与保护电路，包括：信号处理电路，接收输入电流，采样电流信号，处理采样电流信号，输出模拟信号；微处理器电路，连接信号处理电路，对信号处理电路输出的模拟信号进行模拟到数字转换，得到数字信号，对数字信号进行计算，判定故障并输出动作信号；短路检测电路，接收输入电流，判定短路故障并输出短路信号，短路信号输出到该微处理器电路；输出驱动电路，连接微处理器电路和短路检测电路，接收动作信号或者短路信号，产生相应的驱动信号；电源转换电路，连接到交流高电压，转换成直流低电压，该电源转换电路为各部件提供直流低压电；电磁铁驱动电路，连接到微处理器电路，将动作信号转换成电磁铁的驱动电能。

Description

开关电器的控制与保护电路

技术领域

本实用新型涉及低压电器技术领域，更具体地说，涉及开关电器的控制与保护电路。

背景技术

控制与保护开关电器是低压电器领域的一种重要产品，该产品集成了开关电器的控制与保护功能，具有体积小、功能强的优点。

目前，一部分控制与保护开关电器采用双金属片的热磁保护，存在保护功能少，精度差，动作不稳定的问题。另一部分控制与保护开关电器使用了电子方式进行保护，但都没有通过电子电路检测短路故障并输出，以实现短路保护，因而无法缩小开关体积。还有一部分控制与保护开关电器，虽然实现了电子电路检测输出方式实现短路保护，但对控制回路电压无检测，在电压变化超出允许范围时不能有效断开控制电磁铁。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种开关电器的控制与保护电路，以实现电磁铁控制和开关保护功能。

根据本实用新型的一实施例，提出一种开关电器的控制与保护电路，包括：

信号处理电路，接收输入电流，采样电流信号，处理采样电流信号，输出模拟信号；

微处理器电路，连接到信号处理电路，对信号处理电路输出的模拟信号进行模拟到数字转换，得到数字信号，对数字信号进行计算，判定故障并输出动作信号；

短路检测电路，接收输入电流，判定短路故障并输出短路信号，短路信号输出到该微处理器电路；

输出驱动电路，连接到微处理器电路和短路检测电路，接收动作信号或者短路信号，产生相应的驱动信号；

电源转换电路，连接到交流高电压，转换成直流低电压，该电源转换电路还连接到信号处理电路、微处理器电路、短路检测电路、输出驱动电路，提供直流低压电；

电磁铁驱动电路，连接到微处理器电路，将动作信号转换成电磁铁的驱动电能。

在一个实施例中，信号处理电路包括：

整流桥，整流桥连接到输入电流，对输入电流进行整流；

分压电阻，对整流桥输出的电压进行分压，分压后的电压输出到所述微处理器电路；

信号放大及电位提升电路，对采样电流信号进行放大及电位提升。

信号放大及电位提升电路由电阻和MOS管组成。

在一个实施例中，电磁铁驱动电路包括：

开关管，连接到微处理器电路，根据动作信号控制导通和关断；

二极管，在开关管关断时提供电流释放回路。

在一个实施例中，电源转换电路包括：

整流电路，连接到交流高电压输入，对交流高压电输入进行整流；

滤波电路，连接到整流电路，对整流后的交流高压电输入进行滤波；

电源芯片，连接到滤波电路，对经滤波的交流高压电输入进行高频开断控制并对电容充电；

频率振荡电路，连接到电源芯片，产生低压直流电；

电压反馈电路，连接频率振荡电路和电源芯片，将低压直流电的电压反馈给电源芯片；

分压电路，连接到滤波电路，对经滤波的交流高压电输入进行分压；

稳压管，连接到分压电路，将分压后的高压输入点提供给所述微处理器电路进行检测。

滤波电路可由电容实现。

本实用新型的开关电器的控制与保护电路是一种适用于控制与保护开关电器的具有控制与保护功能的电路，应用在低压开关电器内具有体积小，功能强，可靠性高的特点。

附图说明

本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，在附图中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1揭示了根据本实用新型的一实施例的开关电器的控制与保护电路的电路原理图。

图2揭示了根据本实用新型的一实施例的开关电器的控制与保护电路的电磁铁驱动原理图。

图3揭示了根据本实用新型的一实施例的开关电器的控制与保护电路的电源转换原理图。

具体实施方式

本实用新型揭示了一种开关电器的控制与保护电路，参考图1所示，图1所示的实施例中，开关电器的控制与保护电路包括：信号处理电路102、微处理器电路104、短路检测电路106、输出驱动电路108、电源转换电路110和电磁铁驱动电路112。

信号处理电路102接收输入电流，采样电流信号，处理采样电流信号，输出模拟信号。在一个实施例中，信号处理电路包括：整流桥、分压电阻和信号放大及电位提升电路。整流桥连接到输入电流，对输入电流进行整流。分压电阻对整流桥输出的电压进行分压，分压后的电压输出到所述微处理器电路。信号放大及电位提升电路对采样电流信号进行放大及电位提升。信号放大及电位提升电路可由电阻和MOS管组成。

微处理器电路104连接到信号处理电路102，对信号处理电路输出的模拟信号进行模拟到数字转换，得到数字信号，对数字信号进行计算，判定故障并输出动作信号。

短路检测电路106接收输入电流，判定短路故障并输出短路信号，短路信号输出到该微处理器电路104。

输出驱动电路108连接到微处理器电路104和短路检测电路106，接收动作信号或者短路信号，产生相应的驱动信号。

电源转换电路110连接到交流高电压，转换成直流低电压，该电源转换电路还连接到信号处理电路102、微处理器电路104、短路检测电路106、输出驱动电路108，提供直流低压电。在一个实施例中，该电源转换电路包括：整流电路、滤波电路、电源芯片、频率振荡电路、电压反馈电路、分压电路和稳压管。整流电路连接到交流高电压输入，对交流高压电输入进行整流。滤波电路连接到整流电路，对整流后的交流高压电输入进行滤波。电源芯片连接到滤波电路，对经滤波的交流高压电输入进行高频开断控制并对电容充电。频率振荡电路连接到电源芯片，产生低压直流电。电压反馈电路连接频率振荡电路和电源芯片，将低压直流电的电压反馈给电源芯片。分压电路连接到滤波电路，对经滤波的交流高压电输入进行分压。稳压管连接到分压电路，将分压后的高压输入点提供给所述微处理器电路进行检测。滤波电路可以由电容实现。

电磁铁驱动电路112连接到微处理器电路104，将动作信号转换成电磁铁的驱动电能。在一个实施例中，电磁铁驱动电路包括：开关管和二极管。开关管连接到微处理器电路，根据动作信号控制导通和关断。二极管在开关管关断时提供电流释放回路。

图2揭示了根据本实用新型的一实施例的开关电器的控制与保护电路的电磁铁驱动原理图。根据该实施例，结合信号处理电路、微处理器电路和电磁铁驱动电路，该实施例中的电磁铁驱动过程如下：

输入电流经过信号处理电路中的整流桥B1进行整流，给电磁铁提供电能，信号处理电路中的分压电路由电阻R1、电阻R2组成，对整流桥B1输出的电压进行分压。分压电压，即T1点的信号传输到微处理器电路MCU的T2点，微处理器电路MCU对输入电流进行检测。微处理器电路MCU的T3点对信号放大及电位提升电路中的MOS管Q1进行开断控制，信号放大及电位提升电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、MOS管Q1和MOS管Q2。信号放大及电位提升电路对信号进行放大及电压提升得到控制IGBT的控制电平信号。电磁铁驱动电路中的开关管Q3连接到微处理器电路，根据微处理器电路的输出进行导通和关断控制，操作电磁铁KM的导通和关断。电磁铁驱动电路中的二极管D1的作用是在开关管Q3关断时为电磁铁KM提供电流释放回路。

图3揭示了根据本实用新型的一实施例的开关电器的控制与保护电路的电源转换原理图。根据该实施例，电源转换的过程如下：

交流高电压输入AC1、AC2通过整流电路BD1进行整流，之后通过由电容CD1构成的滤波电路进行滤波。滤波后提供给电源芯片，在该实施例中，电源芯片是集成芯片SD1，集成芯片SD1对回路电压进行高频开断控制，并对电容进行充电。频率振荡电路连接到电源芯片，产生低压直流电。电压反馈电路连接频率振荡电路和电源芯片，将低压直流电的电压反馈给电源芯片。在该实施例中，频率振荡电路和电压反馈电路由电容CD3、电容CD4、电阻RD2、电阻RD3、电感LD1、二极管DD2、二极管DD3构成。电阻RD1和电阻RD2构成分压电路，分压电路连接到滤波电路，对经滤波的交流高压电输入进行分压。分压后的电压，即T4点的电压经电容CD2滤波和稳压管DD1钳电位后传输到微处理器电路MCU的T5，从而微处理器电路MCU可以检测到外部输入电源的电压状况。

本实用新型的开关电器的控制与保护电路是一种适用于控制与保护开关电器的具有控制与保护功能的电路，应用在低压开关电器内具有体积小，功能强，可靠性高的特点。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本实用新型的，熟悉本领域的人员可在不脱离本实用新型的实用新型思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本实用新型的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (6)

1.一种开关电器的控制与保护电路，其特征在于，包括：

信号处理电路，接收输入电流，采样电流信号，处理采样电流信号，输出模拟信号；

微处理器电路，连接到信号处理电路，对信号处理电路输出的模拟信号进行模拟到数字转换，得到数字信号，对数字信号进行计算，判定故障并输出动作信号；

短路检测电路，接收输入电流，判定短路故障并输出短路信号，短路信号输出到该微处理器电路；

输出驱动电路，连接到微处理器电路和短路检测电路，接收动作信号或者短路信号，产生相应的驱动信号；

电源转换电路，连接到交流高电压，转换成直流低电压，该电源转换电路还连接到信号处理电路、微处理器电路、短路检测电路、输出驱动电路，提供直流低压电；

电磁铁驱动电路，连接到微处理器电路，将动作信号转换成电磁铁的驱动电能。

2.如权利要求1所述的开关电器的控制与保护电路，其特征在于，所述信号处理电路包括：

整流桥，整流桥连接到输入电流，对输入电流进行整流；

分压电阻，对整流桥输出的电压进行分压，分压后的电压输出到所述微处理器电路；

信号放大及电位提升电路，对采样电流信号进行放大及电位提升。

3.如权利要求2所述的开关电器的控制与保护电路，其特征在于，所述信号放大及电位提升电路由电阻和MOS管组成。

4.如权利要求1所述的开关电器的控制与保护电路，其特征在于，所述电磁铁驱动电路包括：

开关管，连接到微处理器电路，根据动作信号控制导通和关断；

二极管，在开关管关断时提供电流释放回路。

5.如权利要求1所述的开关电器的控制与保护电路，其特征在于，所述电源转换电路包括：

整流电路，连接到交流高电压输入，对交流高压电输入进行整流；

滤波电路，连接到整流电路，对整流后的交流高压电输入进行滤波；

电源芯片，连接到滤波电路，对经滤波的交流高压电输入进行高频开断控制并对电容充电；

频率振荡电路，连接到电源芯片，产生低压直流电；

电压反馈电路，连接频率振荡电路和电源芯片，将低压直流电的电压反馈给电源芯片；

分压电路，连接到滤波电路，对经滤波的交流高压电输入进行分压；

稳压管，连接到分压电路，将分压后的高压输入点提供给所述微处理器电路进行检测。

6.如权利要求5所述的开关电器的控制与保护电路，其特征在于，

所述滤波电路是电容。

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