CN204089158U - 一种新型分励和欠压脱扣器控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及断路器技术领域，具体地说是新型分励和欠压脱扣器控制电路，包括壳体内的电路板，电路板上设有芯片、运算放大器、场效应管电子元件，芯片电路IC1采用MB95F570K，内置晶振，工作频率可达8M，功耗在3mA左右，通过ADC采样，精确检测外部电压和控制器规格，控制频率20K的任意占空比的PWM调节维持线圈工作，按照不同欠压或分励规格、不同参数AC230V、AC380V、DC110V、DC230V准确控制动作线圈工作，本实用新型优点在于适用范围广，通过改变单个电阻就可修改功能；双线圈工作，有可靠的自吸功能；可根据断路器检测要求，自动输出PWM信号；电压测量范围广，适用50V～600V；精度高，控制精准；PWM控制波频率高，电磁传导系数低。

Description

一种新型分励和欠压脱扣器控制电路

[技术领域]

本实用新型涉及断路器电路技术领域，具体地说是一种新型分励和欠压脱扣器控制电路。

[背景技术]

低压断路器主要承担配电线路和用电设备的过载、欠电压、短路保护功能。欠电压脱扣器就是上述断路器对低压线路和用电设备进行欠电压保护的设备。欠电压继电器或脱扣器是指当继电器或脱扣器的端电压降至预定值时，使机械开关电器有延时或无延时断开或闭合的继电器或脱扣器。欠电压继电器或脱扣器与开关电器组合在一起，当外施电压下降，甚至缓慢下降至额定电压的70％至35％范围内，与开关电器组合一起的欠电压继电器和脱扣器应动作，使电器断开。

传统用于断路器的欠压脱扣器大多只能助吸，即需要外力的帮助才能完成吸合，这给断路器上电合闸操作带来了不便，并且装配复杂，调试麻烦，加工一致性差，成本高；使用单线圈工作，并用模拟电路进行电压比较，通过RC电路控制PWM波，控制功率管工作，实现控制器脱扣，但是单线圈工作的欠压脱扣器无法实现长时间通电，发热量大，容易损坏，脱扣力较小；用模拟电路电压比较，控制精度差，当控制板的规格较多(AC230V、DC230V、AC400V、DC110V)时需要更改型号，装配繁琐；由于采用RC电路控制开关导通，频率较低，电磁传导系数大，造成抗电磁干扰能力不强。

[发明内容]

本实用新型是根据上述的传统用于断路器的欠压脱扣器装配复杂，调试麻烦，成本高，无法实现长时间通电，发热量大，容易损坏，脱扣力较小的技术问题，提供一种使用单片机芯片MB95F570K作为主芯片，能精确检测外部电压和控制器规格，控制频率20K的任意占空比的PWM调节准确维持控制线圈工作的关测试仪的分励和欠压脱扣器装置。

为实现上述目的，设计一种新型分励和欠压脱扣器控制电路，电路板上设有芯片、运算放大器、场效应管电子元件，其特征在于芯片电路IC1采用MB95F570K，芯片电路IC1的管脚1和管脚3通过电容C1连接，管脚2接电源Vcc，管脚4与电阻R14一端连接，并抽头一端与R22一端和电阻R21一端连接，电阻R14另一端连接校正电路的直流电源Vcc，并抽头一线与电阻R22另一端接地，芯片电路IC1的管脚5连接运算放大器IC2A的输出端1，运算放大器IC2A的反向输入端2上设有电阻R4、R3、R2、R1串联在一起，电阻R1的另一端连接二极管D3的负极，电阻R4与运算放大器IC2A反向输入端2连接并抽头一线串联电阻IR12后连接运算放大器IC2A的输出端1，运算放大器IC2A的同相输入端3连接电阻R8和电阻R11一端，电阻R11另一端连接校正电路反馈电压端Vref，电阻R8另一端与电阻R5、R6、R7串联在一起，电阻R5另一端连接二极管D2负极，二极管D4负极与二极管D1负极相连，并抽头一线连接电感L1的P5端，二极管D1正极和二极管D4正极之间设有电容C6、电阻R23、电容C7串联在一起，电容C6、电阻R23、电容C7两端并联输入电压端P1、P2，二极管D1正极抽头一线连接二极管D2负极，二极管D2正极连接二极管D3正极，并抽头一线接地，二极管D3负极抽头一线连接二极管D4正极，在二极管D2负极和D3负极之间设有压敏电阻RV1，芯片电路IC1的管脚6连接电阻R28和电阻R30一端，电阻R28另一端接地，电阻R30另一端接直流电源Vcc，芯片电路IC1的管脚7抽头一线连接电阻R20、电容C3和场效应管V1栅极一端，场效应管V1源极连接电容C3和电阻R20的另一端并接地，场效应管V1漏极上设有P4、P5、P6端点串联构成的两个电感L1和L2，场效应管V1漏极抽头一线连接二极管D5正极，二极管D5负极连接电阻R16一端和线圈L1的P5端，电阻R16抽头一线连接二极管D6负极，二极管D6正极连接线圈L2的P6端和场效应管V2漏极，电阻R16另一端串联连接电阻R17、R 18、R19，电阻R19另一端连接三极管V3集电极，三极管V3基极连接电阻R21另一端，三极管V3发射极分别连接稳压二极管DW2、DW3正极、电解电容C4、电容C2一端，电容C2另一端与运算放大器IC2A的工作电压输入管脚4相连并接直流电源Vcc，运算放大器IC2A的接地端11接地，三极管V3集电极抽头一线连接稳压二极管DW2负极，并抽头一线连接场效应管V2栅极，稳压二极管DW3负极连接场效应管V2源极，并抽头一线连接二极管D7的正极，二极管D7负极连接电源Vcc，并抽头一线与电解电容C4另一端连接，在电解电容C4上并联电容C5，利用单片机作为主芯片，内设晶振电路，工作频率达8M，功耗在3mA，通过上述电路采样，精确检测外部电压，控制频率20k的占空比PWM，准确控制不同参数的动作线圈工作。

运算放大器IC2B输出端7接有电解电容C8、电容C10一端，并抽头一线与运算放大器IC2B反向输入端6连接，在反向输入端6上接有电容C9，电容C9另一端与运算放大器IC2B同相输入端5连接，并抽头一线与电阻R9和电阻R10一端相连，电阻R10另一端与电解电容C8和电容C10另一端相连并接地，电阻R9另一端连接输入电压Vcc，校正电路产生一个VCC/2的纹波小于3mv的比较电压，供下一级运放电路抬高电平使用。

不同参数为AC230V，AC380V，DC110V，DC230准确控制动作线圈工作。

本实用新型同现有技术相比，优点如下：

1.适用范围广，交流230V、直流230V、交流400V、DC110V控制板可通用，通过改变单个电阻就可修改功能；

2.双线圈工作，有可靠的自吸功能；

3.工作电流5～8mA，通过PWM载波控制，电压越小，载波占空比越大，全电压供电时，占空比越小，可根据断路器检测要求，自动输出PWM信号；

4.电压测量范围广(50V～600V)；精度高，控制精准；

5.PWM控制波频率高，电磁传导系数低；

[附图说明]

图1是本实用新型的电路原理示意图。

[具体实施方式]

下面结合附图对本实用新型作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型是根据传统的用于断路器的欠压脱扣器使用单线圈造成的装配复杂，调试麻烦，成本高，无法实现长时间通电，发热量大，容易损坏，脱扣力较小等技术问题，设计的一种使用单片机作为主芯片，能精确检测外部电压和控制器规格，控制频率20K的任意占空比的PWM调节准确维持控制线圈工作的关测试仪的分励和欠压脱扣器装置。

本单片机芯片采用MB95F570K,该芯片内置晶振，工作频率可达8M，功耗在3mA左右，通过ADC采样，精确检测外部电压和控制器规格，控制频率20K的任意占空比的PWM调节维持线圈工作，按照不同规格(欠压或分励)、不同参数(AC230V、AC380V、DC110V、DC230V)准确控制动作线圈工作，已经广泛应用各框架断路器。

参见图1，运算放大器IC2B输出端7接有电解电容C8、电容C10一端，并抽头一线与运算放大器IC2B反向输入端6连接，在反向输入端6上接有电容C9，电容C9另一端与运算放大器IC2B同相输入端5连接，并抽头一线与电阻R9和电阻R10一端相连，电阻R10另一端与电解电容C8和电容C10另一端相连并接地，电阻R9另一端连接输入电压Vcc，校正电路产生一个VCC/2的纹波小于3mv的比较电压，供下一级运放电路抬高电平使用。

Claims (3)

1.一种新型分励和欠压脱扣器控制电路，电路板上设有芯片、运算放大器、场效应管电子元件，其特征在于芯片电路IC1采用MB95F570K，芯片电路IC1的管脚1和管脚3通过电容C1连接，管脚2接电源Vcc，管脚4与电阻R14一端连接，并抽头一端与R22一端和电阻R21一端连接，电阻R14另一端连接校正电路的直流电源Vcc，并抽头一线与电阻R22另一端接地，芯片电路IC1的管脚5连接运算放大器IC2A的输出端1，运算放大器IC2A的反向输入端2上设有电阻R4、R3、R2、R1串联在一起，电阻R1的另一端连接二极管D3的负极，电阻R4与运算放大器IC2A反向输入端2连接并抽头一线串联电阻IR12后连接运算放大器IC2A的输出端1，运算放大器IC2A的同相输入端3连接电阻R8和电阻R11一端，电阻R11另一端连接校正电路反馈电压端Vref，电阻R8另一端与电阻R5、R6、R7串联在一起，电阻R5另一端连接二极管D2负极，二极管D4负极与二极管D1负极相连，并抽头一线连接电感L1的P5端，二极管D1正极和二极管D4正极之间设有电容C6、电阻R23、电容C7串联在一起，电容C6、电阻R23、电容C7两端并联输入电压端P1、P2，二极管D1正极抽头一线连接二极管D2负极，二极管D2正极连接二极管D3正极，并抽头一线接地，二极管D3负极抽头一线连接二极管D4正极，在二极管D2负极和D3负极之间设有压敏电阻RV1，芯片电路IC1的管脚6连接电阻R28和电阻R30一端，电阻R28另一端接地，电阻R30另一端接直流电源Vcc，芯片电路IC1的管脚7抽头一线连接电阻R20、电容C3和场效应管V1栅极一端，场效应管V1源极连接电容C3和电阻R20的另一端并接地，场效应管V1漏极上设有P4、P5、P6端点串联构成的两个电感L1和L2，场效应管V1漏极抽头一线连接二极管D5正极，二极管D5负极连接电阻R16一端和线圈L1的P5端，电阻R16抽头一线连接二极管D6负极，二极管D6正极连接线圈L2的P6端和场效应管V2漏极，电阻R16另一端串联连接电阻R17、R18、R19，电阻R19另一端连接三极管V3集电极，三极管V3基极连接电阻R21另一端，三极管V3发射极分别连接稳压二极管DW2、DW3正极、电解电容C4、电容C2一端，电容C2另一端与运算放大器IC2A的工作电压输入管脚4相连并接直流电源Vcc，运算放大器IC2A的接地端11接地，三极管V3集电极抽头一线连接稳压二极管DW2负极，并抽头一线连接场效应管V2栅极，稳压二极管DW3负极连接场效应管V2源极，并抽头一线连接二极管D7的正极，二极管D7负极连接电源Vcc，并抽头一线与电解电容C4另一端连接，在电解电容C4上并联电容C5，利用单片机作为主芯片，内设晶振电路，工作频率达8M，功耗在3mA，通过上述电路采样，精确检测外部电压，控制频率20k的占空比PWM，准确控制不同参数的动作线圈工作。

2.如权利要求1所述的一种新型分励和欠压脱扣器控制电路，其特征在于运算放大器IC2B输出端7接有电解电容C8、电容C10一端，并抽头一线与运算放大器IC2B反向输入端6连接，在反向输入端6上接有电容C9，电容C9另一端与运算放大器IC2B同相输入端5连接，并抽头一线与电阻R9和电阻R10一端相连，电阻R10另一端与电解电容C8和电容C10另一端相连并接地，电阻R9另一端连接输入电压Vcc，校正电路产生一个VCC/2的纹波小于3mv的比较电压，供下一级运放电路抬高电平使用。

3.如权利要求1所述的一种新型分励和欠压脱扣器控制电路，其特征在于不同参数为AC230V，AC380V，DC110V，DC230准确控制动作线圈工作。