CN206389101U

CN206389101U - 一种带过欠压保护的控制与保护开关电器

Info

Publication number: CN206389101U
Application number: CN201621453024.3U
Authority: CN
Inventors: 吴彰国
Original assignee: Suzhou Xin Ling Electric Co Ltd
Current assignee: Suzhou Xin Ling Electric Co Ltd
Priority date: 2016-12-28
Filing date: 2016-12-28
Publication date: 2017-08-08
Anticipated expiration: 2026-12-28

Abstract

本实用新型公开了一种带过欠压保护的控制与保护开关电器(CPS)，亦称之为控制与保护开关，符合GB14048.9标准，其包括脱扣模块、电压取样模块、控制模块、以及脱扣驱动模块；所述脱扣模块用于分断或者接通所述主电路；所述电压取样模块用于对所述主电路的电压进行取样，且还用于向所述控制模块输出相应的取样信号；所述控制模块用于接收所述取样信号，并根据所述取样信号和内部预设值比较的结果向所述脱扣驱动模块输出控制信号；所述脱扣驱动模块响应于所述控制信号，并控制所述脱扣模块分断或者接通所述主电路。上述的带过欠压保护的控制与保护开关电器，可以实现以下功能：在主电路处于过压或者欠压的状态时，将主电路分断。

Description

一种带过欠压保护的控制与保护开关电器

技术领域

本实用新型涉及控制与保护开关电器技术领域，特别涉及一种带主电路过欠压保护的控制与保护开关电器。

背景技术

“控制与保护开关电器”(控制保护器)是低压电器中的新型产品，作为新的大类产品，其产品类别代号为“CPS”，是英文“Control and Protective Switching Device”的缩写。CPS的主要特征为：在单一结构形式的产品上实现集成化的、内部协调配合的控制与保护功能，能够替代断路器(熔断器)、接触器、过载(或过流、断相)保护继电器、启动器、隔离器等多种传统的分立元器件。KB0是国内第一代CPS大类产品。KB0主要用于交流50Hz(60Hz)、额定电压至690V、电流自0.16A至125A的电力系统中接通、承载和分断正常条件下包括规定的过载条件下的电流，且能够接通、承载并分断规定的非正常条件下的电流(如短路电流)。KB0采用模块化的单一产品结构型式，集成了传统的断路器(熔断器)、接触器、过载(或过流、断相)保护继电器、启动器、隔离器等的主要功能，具有远距离自动控制和就地直接人力控制功能，具有面板指示及机电信号报警功能，具有协调配合的时间-电流保护特性(具有反时限、定时限和瞬时三段保护特性)。根据需要选配功能模块或附件，即可实现对一般(不频繁起动)的电动机负载、频繁起动的电动机负载、配电电路负载的控制与保护。

目前，一些控制与保护开关电器，也具备过欠压保护功能。但是，它们往往是针对控制电路的，例如，当控制电路处于过压或者欠压的状态时，控制与保护开关电器随即被分断。

然而，在实际应用中，主电路也会出现过欠压，若主电路处于过压或者欠压的状态时，则直接影响到后级的电气设备。

实用新型内容

为解决上述的技术问题，本实用新型提供一种带过欠压保护的控制与保护开关电器，在主电路处于过压或者欠压的状态时，将主电路分断。

本实用新型提供了一种带过欠压保护的控制与保护开关电器，包括脱扣模块、电压取样模块、控制模块、以及脱扣驱动模块；

所述脱扣模块连接在主电路，且用于分断或者接通所述主电路；

所述电压取样模块连接所述脱扣模块的进线端，且用于对所述主电路的电压进行取样，所述电压取样模块还连接所述控制模块，且用于向所述控制模块输出相应的取样信号；

所述控制模块还连接所述脱扣驱动模块，且用于接收所述取样信号，并根据所述取样信号和内部预设值比较的结果向所述脱扣驱动模块输出控制信号；

所述脱扣驱动模块响应于所述控制信号，并控制所述脱扣模块分断或者接通所述主电路。

作为一种可实施方式，所述预设值包括上限值和下限值；

当所述取样信号大于所述上限值或者小于所述下限值时，所述脱扣驱动模块响应于所述控制信号，并控制所述脱扣模块分断所述主电路；

当所述取样信号介于所述上限值和所述下限值之间时，所述脱扣驱动模块响应于所述控制信号，并控制所述脱扣模块接通所述主电路。

作为一种可实施方式，所述电压取样模块包括电压跟随单元、电压提升单元、以及A/D转换单元；

所述电压跟随单元、所述电压提升单元、以及所述A/D转换单元依次连接；

所述电压跟随单元的输入端还连接所述脱扣模块的进线端，且用于对所述脱扣模块和所述电压提升单元进行隔离；

所述电压提升单元用于对取样信号的幅值进行提升；

所述A/D转换单元还连接所述控制模块，且用于对所述取样信号进行模数转换，并向所述控制模块输出转换后的取样信号。

作为一种可实施方式，还包括隔离模块，所述隔离模块连接在所述脱扣模块和所述电压取样模块之间，且用于对所述脱扣模块和所述电压取样模块之间进行电气隔离。

作为一种可实施方式，所述隔离模块为降压变压器，所述降压变压器的输入端连接所述脱扣模块的进线端，所述降压变压器的输出端连接所述电压取样模块。

所述电压跟随单元的输入端还连接所述降压变压器的输出端，且用于对所述降压变压器和所述电压提升单元进行隔离；

所述电压提升单元用于对取样信号的幅值进行提升；

作为一种可实施方式，所述电压提升单元包括偏置电路和反向加法器，所述反向加法器的输入端连接所述电压跟随单元和所述偏置电路，所述反向加法器的输出端连接所述A/D转换单元。

作为一种可实施方式，还包括显示模块，所述显示模块在所述脱扣模块的进线端取电，且对所述取样信号和所述内部预设值比较的结果进行显示。

作为一种可实施方式，所述显示模块包括LED指示灯和数码管；

所述LED指示灯连接所述控制模块，且用于显示所述主电路的电压数值；

所述数码管连接所述控制模块，且用于显示所述主电路过压、欠压或者正常电压的状态。

本实用新型相比于现有技术的有益效果在于：

本实用新型提供的带过欠压保护的控制与保护开关电器，根据取样信号和预设值比较的结果分断主电路或者接通主电路，从而实现过欠压保护功能。并且，在脱扣模块的进线端取电；因此，其对主电路进行取样不受脱扣模块是否分断影响，从而具有自恢复功能，控制方式简单。

附图说明

图1为本实用新型提供的带过欠压保护的控制与保护开关电器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的带过欠压保护的控制与保护开关电器的框图；

图3为本实用新型实施例二提供的带过欠压保护的控制与保护开关电器的框图；

图4为本实用新型实施例三提供的电压取样模块的框图；

图5为本实用新型实施例四提供的带过欠压保护的控制与保护开关电器的框图；

图6为本实用新型实施例五提供的带过欠压保护的控制与保护开关电器的框图。

图中：11、主电路的进线端；12、主电路的出线端；2、控制电路的接线端；100、脱扣模块；200、电压取样模块；201、电压跟随单元；202、电压提升单元；2021、偏置电路；2022、反向加法器；203、A/D转换单元；300、控制模块；400、脱扣驱动模块；500、隔离模块；600、显示模块。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。

参照图1和图2，本实用新型实施例一提供了一种带过欠压保护的控制与保护开关电器，其包括脱扣模块100、电压取样模块200、控制模块300、以及脱扣驱动模块400。

如图1所示，脱扣模块100连接在主电路，用于分断或者接通主电路；此外，电压取样模块200、控制模块300、脱扣驱动模块400、以及脱扣模块100依次连接。并且其中，电压取样模块200用于对主电路的电压进行取样，即取样三相电压或者两相电压。

如图2所示，电压取样模块200对主电路进行取样，在主电路的进线端11取电或者在主电路的出线端12取电，取样380V交流电压；或者，电压取样模块200对控制电路进行取样，在控制电路的接线端取电，取样220V交流电压。

完成电压取样后，电压取样模块200输出相应的取样信号至控制模块300，该取样信号是相关于主电路的电压阀门值的信号。此外，在控制模块300中设置上限值和下限值，若取样信号大于上限值，则说明主电路的电压处于过压状态，此时，控制模块300输出分断控制信号控制脱扣模块100分断；若取样信号小于下限值，则说明主电路的电压处于欠压状态，此时，控制模块300输出分断控制信号控制脱扣模块100分断；若取样信号介于上限值和下限值之间时，则说明主电路的电压处于正常状态，此时，控制模块300输出接通控制信号控制脱扣模块100接通。

鉴于此，本实施例提供的带过欠压保护的控制与保护开关电器，在主电路的电压处于过压或者欠压状态时，脱扣模块100会分断主电路；在主电路的电压恢复正常状态时，脱扣模块100会接通主电路。此外，对主电路进行取样不受脱扣模块100是否分断影响，具有自恢复功能，无需人为将脱扣模块100接通，控制方式简单。

参照图3，本实用新型实施例二提供了一种带过欠压保护的控制与保护开关电器，其包括脱扣模块100、电压取样模块200、控制模块300、脱扣驱动模块400、以及隔离模块500。

图中，脱扣模块100连接在主电路，用于分断或者接通主电路；此外，隔离模块500、电压取样模块200、控制模块300、脱扣驱动模块400、以及脱扣模块100依次连接。

在本实施例中，电压取样模块200、控制模块300、脱扣驱动模块400、以及脱扣模块100的作用与实施例一的相同，此处不再赘述。本实施例相较于实施例一的改进在于，通过设置隔离模块500将主电路与电压取样模块200隔离开，例如通过在主电路和电压取样模块200之间设置降压变压器。基于此，降低了电压取样模块200取样的电压，可以避免电压取样模块200因长时间过压而损坏。

参照图4，本实用新型实施例三提供了一种电压取样模块200，其包括电压跟随单元201、电压提升单元202、以及A/D转换单元203。

图中，隔离模块500、电压跟随单元201、电压提升单元202、A/D转换单元203、以及控制模块300依次连接；具体的，可以优选隔离模块500作为降压变压器，使电压跟随单元201的输入端还连接降压变压器的输出端。

在本实施例中，首先由降压变压器从主电路取电，将其转换为幅值更低的交流电信号。其次由电压跟随单元201对所述降压变压器和电压提升单元202进行电气隔离，防止降压变压器输出的交流电信号影响后级电路；例如，当降压变压器输出的电信号发生突变，会先经过电压跟随单元201，由电压跟随单元201进行缓冲以及隔离，再经过后级的电压提升单元202或者A/D转换单元203；基于此，可以防止突变的电信号直接影响后级电路。然后由电压提升单元202对取样信号的幅值进行提升；具体的，可以优选偏置电路2021和反向加法器2022作为电压提升单元202，通过偏置电路2021提供的偏置电压和反向加法器2022的加法运算，提升取样信号的幅值；需要注意的是，这里的提升是指将交流电信号加在直流电压上，而直流电压即偏置电压；基于此，有利于后级的A/D转换单元203对取样信号进行读取。最后由控制模块300根据接收到的取样信号和内部预设值比较的结果输出控制信号。

作为另一种可实施的方式，可以将电压取样模块200直接连接脱扣模块100的进线端，即脱扣模块100、电压跟随单元201、电压提升单元202、A/D转换单元203、以及控制模块300依次连接。基于此，也可以达到上述的作用，只是，对电压跟随单元201的耐压值有了更高的要求。

本实施例中的电压取样模块200，其有益效果在于：

使用电压跟随单元201进行缓冲以及隔离，防止突变的电信号直接影响后级电路。需要注意的是，因为脱扣模块100的进线端不会失电，即使主电路处于过压的状态，所以必须由电压跟随单元201进行缓冲以及隔离。

比如，若将电压取样模块200接在脱扣模块100的出线端，则主电路处于过压的状态时会分断，因此不会对电压取样模块200造成影响。但是，将电压取样模块200接在脱扣模块100的出线端，情况就会不同。不同之处在于，即使主电路分断，电压取样模块200依然接收电压信号，如果没有电压跟随单元201，电压信号会直接加在电压跟随单元201的后级电路，例如，电压提升单元202和A/D转换单元203等，因此会对电压取样模块200造成影响。

参照图5，本实用新型实施例四提供了一种带过欠压保护的控制与保护开关电器，其包括脱扣模块100、电压取样模块200、控制模块300、脱扣驱动模块400、隔离模块500、以及显示模块600。

图中，脱扣模块100连接在主电路，用于分断或者接通主电路；此外，隔离模块500、电压取样模块200、控制模块300、脱扣驱动模块400、以及脱扣模块100依次连接；显示模块600连接在主电路和控制模块300之间。

在本实施例中，电压取样模块200、控制模块300、脱扣驱动模块400、以及脱扣模块100的作用与实施例一的相同，此处不再赘述。本实施例相较于实施例一的改进在于，通过设置隔离模块500将主电路与电压取样模块200隔离开，例如通过在主电路和电压取样模块200之间设置降压变压器。基于此，降低了电压取样模块200取样的电压，可以避免电压取样模块200因长时间过压而损坏。还通过设置显示模块600对取样信号和预设值比较的结果进行显示，使用户更加直观地获取主电路的电压状态的信息；例如，通过LED指示灯和数码管对取样信号和预设值比较的结果进行显示；其中，LED指示灯负责指示过压、欠压或者正常电压的状态，数码管负责显示主电路的电压数值。

参照图6，本实用新型实施例五提供了一种带过欠压保护的控制与保护开关电器，其包括脱扣模块100、电压取样模块200、控制模块300、脱扣驱动模块400、隔离模块500、以及显示模块600。

图中，分断或者接通主电路；此外，隔离模块500、电压取样模块200、控制模块300、脱扣驱动模块400、以及脱扣模块100依次连接；显示模块600连接在主电路和电压取样模块200之间。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种带过欠压保护的控制与保护开关电器，其特征在于，包括脱扣模块(100)、电压取样模块(200)、控制模块(300)、以及脱扣驱动模块(400)；

所述脱扣模块(100)连接在主电路，且用于分断或者接通所述主电路；

所述电压取样模块(200)连接所述脱扣模块(100)的进线端，且用于对所述主电路的电压进行取样，所述电压取样模块(200)还连接所述控制模块(300)，且用于向所述控制模块(300)输出相应的取样信号；

所述控制模块(300)还连接所述脱扣驱动模块(400)，且用于接收所述取样信号，并根据所述取样信号和内部预设值比较的结果向所述脱扣驱动模块(400)输出控制信号；

所述脱扣驱动模块(400)响应于所述控制信号，并控制所述脱扣模块(100)分断或者接通所述主电路。

2.根据权利要求1所述的带过欠压保护的控制与保护开关电器，其特征在于，所述预设值包括上限值和下限值；

所述控制信号包括分断控制信号和接通控制信号；

当所述取样信号大于所述上限值或者小于所述下限值时，所述脱扣驱动模块(400)响应于所述分断控制信号，并控制所述脱扣模块(100)分断所述主电路；

当所述取样信号介于所述上限值和所述下限值之间时，所述脱扣驱动模块(400)响应于所述接通控制信号，并控制所述脱扣模块(100)接通所述主电路。

3.根据权利要求1所述的带过欠压保护的控制与保护开关电器，其特征在于，所述电压取样模块(200)包括电压跟随单元(201)、电压提升单元(202)、以及A/D转换单元(203)；

所述电压跟随单元(201)、所述电压提升单元(202)、以及所述A/D转换单元(203)依次连接；

所述电压跟随单元(201)的输入端还连接所述脱扣模块(100)的进线端，且用于对所述脱扣模块(100)和所述电压提升单元(202)进行隔离；

所述电压提升单元(202)用于对取样信号的幅值进行提升；

所述A/D转换单元(203)还连接所述控制模块(300)，且用于对所述取样信号进行模数转换，并向所述控制模块(300)输出转换后的取样信号。

4.根据权利要求1所述的带过欠压保护的控制与保护开关电器，其特征在于，还包括隔离模块(500)，所述隔离模块(500)连接在所述脱扣模块(100)和所述电压取样模块(200)之间，且用于对所述脱扣模块(100)和所述电压取样模块(200)之间进行电气隔离。

5.根据权利要求4所述的带过欠压保护的控制与保护开关电器，其特征在于，所述隔离模块(500)为降压变压器，所述降压变压器的输入端连接所述脱扣模块(100)的进线端，所述降压变压器的输出端连接所述电压取样模块(200)。

6.根据权利要求5所述的带过欠压保护的控制与保护开关电器，其特征在于，所述电压取样模块(200)包括电压跟随单元(201)、电压提升单元(202)、以及A/D转换单元(203)；

所述电压跟随单元(201)的输入端还连接所述降压变压器的输出端，且用于对所述降压变压器和所述电压提升单元(202)进行隔离；

所述电压提升单元(202)用于对取样信号的幅值进行提升；

7.根据权利要求3或6所述的带过欠压保护的控制与保护开关电器，其特征在于，所述电压提升单元(202)包括偏置电路(2021)和反向加法器(2022)，所述反向加法器(2022)的输入端连接所述电压跟随单元(201)和所述偏置电路(2021)，所述反向加法器(2022)的输出端连接所述A/D转换单元(203)。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的带过欠压保护的控制与保护开关电器，其特征在于，还包括显示模块(600)，所述显示模块(600)在所述脱扣模块(100)的进线端取电，且对所述取样信号和所述内部预设值比较的结果进行显示。

9.根据权利要求8所述的带过欠压保护的控制与保护开关电器，其特征在于，所述显示模块(600)包括LED指示灯和数码管；

所述LED指示灯连接所述控制模块(300)，且用于显示所述主电路的电压数值；所述数码管连接所述控制模块(300)，且用于显示所述主电路过压、欠压或者正常电压的状态。