CN202696482U - 漏电断路器用电源电路 - Google Patents

Abstract

一种 漏电断路器用电源电路，属于低压电器技术领域。包括限流单元、过压保护单元、整流单元、电压调节单元，特点：还包括电压转换单元，所述的限流单元与三相电源的A、B、C三相连接，限流单元的输出接入过压保护单元，过压保护单元的输出连接至整流单元，整流后的电压经电压调节单元最后输出至电压转换单元。优点：极大地提高了漏电断路器用电源电路的带载能力，可显著提高电源的使用效率，从而明显降低元器件的工作温升，减少功率器件的使用数量及有利于产品的小型化生产。

Description

漏电断路器用电源电路

技术领域

本实用新型属于低压电器技术领域，具体涉及一种漏电断路器用电源电路。 

背景技术

低压配电系统中装设漏电断路器是防止人身触电的有效措施，也可以防止因漏电而引发的电气火灾及设备损坏事故。一旦线路中有泄露电流并达到规定值时，漏电断路器内部的零序互感器将感应出电流信号给漏电脱扣器，使脱扣装置动作分断漏电断路器。漏电脱扣器工作时需要有可靠的电源电压，一般漏电断路器都取自主回路的线电压或相电压。目前市场上常见的漏电断路器中电子控制部分的电源电路一般由限流单元、过压保护单元、整流单元和稳压单元四部分组成，如图1，限流单元2将A、B、C三相交流电路1输入的交流电压限流后输给过压保护电路3，过压保护电路3对干扰电压进行抑制后连接至由二极管全桥电路构成的整流单元4，整流单元4将交流电压变换为直流电压后输给稳压单元5。由于现有的电源电路的带负载能力不强，因此只能用于工作电流在1mA以下的漏电检测处理芯片，例如漏电检测处理芯片M54133。随着智能电网的发展，传统的带漏电功能的断路器已无法满足用户的需求，市场需要一种带显示及可通信的智能化漏电断路器，也就是需要用到微控制器（MCU）来进行漏电流的处理，并将处理后的数据进行输出。而采用微控制器（MCU）的电子控制电路的工作电流往往远大于1mA，这就要求工作在三相交流电压下的电源电路必须承受很大的功耗，由此导致电源电路工作效率较低，提高了元器件工作时的温升。现有技术的办法是增加大量功率器件的数量，但同时会导致占用产品较大的空间尺寸，不利于产品的小型化设计的缺陷。

鉴于上述已有技术，有必要对现有的漏电断路器用电源电路加以改进，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种通过优化设计后提高了使用效率，在不增加电源电路功耗的同时，使电源的带负载能力增加，从而扩展了漏电断路器的应用范围的漏电断路器用电源电路。

本实用新型的目的是这样来达到的，一种漏电断路器用电源电路，包括限流单元、过压保护单元、整流单元、电压调节单元，其特征在于还包括电压转换单元，所述的限流单元与三相电源的A、B、C三相连接，限流单元的输出接入过压保护单元，过压保护单元的输出连接至整流单元，整流后的电压经电压调节单元最后输出至电压转换单元。

本实用新型所述的电压转换单元，包括电解电容C1、C2、二极管D2、电感L1和DC/DC芯片N1，电解电容C1的正极、DC/DC芯片N1的shdn端和IN端与电压调节单元的晶体管V1的源极连接，DC/DC芯片N1的LX端与电感L1的一端和二极管D2的负极连接，DC/DC芯片N1的OUT端、电感L1的另一端和电解电容C2的正极连接并输出直流电源VCC，电解电容C1的负极、DC/DC芯片N1的FB端、GND端、二极管D2的正极和电解电容C2的负极共同接地。

本实用新型由于采用了上述结构，限流单元将A、B、C三相交流电路输入的交流电压限流后输给过压保护电路，过压保护电路对干扰电压进行抑制后连接至整流单元，整流单元将交流电压变换为直流电压后输出至电压调节单元，电压调节单元将输入电压调整到一个满足后级电压转换单元工作的电压范围，电压转换单元将输入电压转换成漏电断路器的各电路的工作电源。本设计结构具有的优点：电压转换单元采用DC/DC电路，将输入的电压转换成适合智能化漏电断路器微控制器（MCU）的工作电压，由于输入的电压远高于微控制器（MCU）工作电压，根据能量守恒的原则，电压转换单元的输出侧可以得到远大于输入侧的工作电流。因此极大地提高了漏电断路器用电源电路的带载能力，可显著提高电源的使用效率，从而明显降低元器件的工作温升，减少功率器件的使用数量及有利于产品的小型化生产。

附图说明

图1为已有技术的漏电断路器用的电源电路图。

图2为本实用新型的漏电断路器用的电源电路框图。

图3为本实用新型的漏电断路器用的电源电路图。

图4为采用了本实用新型的漏电断路器的结构示意图。

具体实施方式

为了使公众能充分了解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人将在下面结合附图对本实用新型的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本实用新型构思作形式而非实质的变化都应当视为本实用新型的保护范围。

请参阅图2，所述的漏电断路器用电源电路包括限流单元、过压保护单元、整流单元、电压调节单元，其特征在于还包括电压转换单元，所述的电压转换单元采用高效率的DC/DC电路。限流单元将A、B、C三相交流电路输入的交流电压限流后输给过压保护单元，过压保护单元抑制由交流电路引入的浪涌电压对后级电路的破坏，对干扰电压进行抑制后连接至由二极管全桥电路构成的整流单元，整流单元将交流电压变换为直流电压后输出至电压调节单元，电压调节单元将输入电压调整到一个满足后级电压转换单元工作的电压范围，电压转换单元将输入电压转换成漏电断路器的各电路的工作电源。

请参阅图3，所述的漏电断路器用电源电路，包括功率电阻R1、R2、R3、R4、压敏电阻RV1、RV2、RV3、整流桥B1、晶体管V1、稳压二极管D1、二极管D2、电解电容C1、C2、电感L1和DC/DC芯片N1，其中，功率电阻R1、R2、R3、R4优先采用线绕电阻，整流桥B1由二极管全桥电路构成，晶体管V1也可选用IGBT来替代，DC/DC芯片N1采用宽输入电压范围、高效率、低功耗的芯片，优先采用（LTC3642）。所述的功率电阻R1、R2、R3构成限流单元，所述的压敏电阻RV1、RV2、RV3构成过压保护单元，整流桥B1即为整流单元，晶体管V1、电阻R4和二极管D1构成电压调节单元，最后，电解电容C1、C2、二极管D2、电感L1和DC/DC芯片N1构成所述的电压转换单元。具体地，电阻R1、R2、R3的一端分别与三相电源的A相、B相、C相连接，电阻R1、R2、R3的另一端分别接压敏电阻RV1、RV2、RV3的一端和整流桥B1的三个输入端，电阻RV1、RV2、RV3另一端相互连接，电阻R4的一端接晶体管V1的漏极和整流桥B1的正输出端，电阻R4的另一端与稳压二极管D1的负极和晶体管V1的栅极连接，晶体管V1的源极与电解电容C1的正极、DC/DC芯片N1的shdn端和IN端连接，DC/DC芯片N1的LX端与电感L1的一端和二极管D2的负极连接，DC/DC芯片N1的OUT端、电感L1的另一端和电解电容C2的正极连接并输出直流电源VCC，整流桥B1的负输出端、稳压二极管D1的正极、电解电容C1的负极、DC/DC芯片N1的FB端、GND端、二极管D2的正极和电解电容C2的负极共同接地。

请参阅图4，为采用了本实用新型的电源电路的漏电断路器的结构示意图。所述的漏电断路器具有断路器触点，其接通或分断三相交流电路，漏电断路器的主要部件零序电流互感器，其与模拟试验电路、信号调理电路连接，零序电流互感器将检测到的A、B、C三相交流电路中的漏电信号送到信号调理电路；模拟试验电路与试验线圈组成漏电测试电路，用于检测断路器的脱扣跳闸功能是否正常，通过微控制器（MCU）发出的PWM信号在模拟试验电路中产生模拟漏电信号，该信号流过试验线圈后在信号调理电路中得到一个足够大的漏电信号；漏电信号经调整处理后送入微控制器，其将得到的模拟信号经A/D转换后进行计算，计算的结果送入显示电路，同时比照设定电路的设定值进行相应的处理，当达到动作条件时，则向控制电路发出相应的指令；执行机构在收到控制电路发来的脱扣信号后，使脱扣装置动作分断漏电断路器；通信接口电路连接断路器外部通信电路后，可实现漏电断路器与上位机之间的实时数据传输；设定电路其用来设定漏电动作值及动作时间；显示电路可用于显示漏电电流、漏电动作设定值及动作故障值。漏电断路器用电源电路将输入电压转换成电子控制电路中微控制器（MCU）、信号调理电路、显示电路、控制电路、通信接口电路的工作电压。因此，漏电断路器用电源电路的带载能力将极大地提高，可实现带显示功能及可通信功能的漏电断路器，满足智能电网的发展方向。可显著提高电源的使用效率，从而明显降低元器件的工作温升，减少功率器件的使用数量及有利于产品的小型化生产。 

Claims (2)

1.一种漏电断路器用电源电路，包括限流单元、过压保护单元、整流单元、电压调节单元，其特征在于还包括电压转换单元，所述的限流单元与三相电源的A、B、C三相连接，限流单元的输出接入过压保护单元，过压保护单元的输出连接至整流单元，整流后的电压经电压调节单元最后输出至电压转换单元。

2.根据权利要求1所述的漏电断路器用电源电路，其特征在于所述的电压转换单元，包括电解电容C1、C2、二极管D2、电感L1和DC/DC芯片N1，电解电容C1的正极、DC/DC芯片N1的shdn端和IN端与电压调节单元的晶体管V1的源极连接，DC/DC芯片N1的LX端与电感L1的一端和二极管D2的负极连接，DC/DC芯片N1的OUT端、电感L1的另一端和电解电容C2的正极连接并输出直流电源VCC，电解电容C1的负极、DC/DC芯片N1的FB端、GND端、二极管D2的正极和电解电容C2的负极共同接地。

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