CN209471166U - 一种电流互感器的自取能电路及其电流采样电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电流互感器的自取能电路及其电流采样电路,包括自取能电路，以及与自取能电路连接的测量切换电路；所述的自取能电路中包含与电流互感器输出端连接的整流桥，整流桥的输出端连接的电流采样信号输出端和调压电路，所述调压电路与测量切换电路连接。本实用新型通过测量切换电路的设计，在测量小电流时，可以将QH信号设置为高电平，使得MOS管Q203导通，自动稳压电路从原有的电路中被屏蔽掉，电流采样信号正常，可以准确的测量出小电流的值。
Description
技术领域
本实用新型涉及保护电路和采样电路，具体涉及一种电流互感器的自取能电路及其电流采样电路。
背景技术
电源是智能塑壳断路器工作的基础，其性能直接关系着断路器的保护性能和可靠性。由于过载和短路保护是断路器基本保护功能，因此自生电源是断路器控制器主要供电电源。自生电源使用电流互感器，从被保护线路中感应出电流，以此为能量建立电源，在发生过电流故障时，仍有充足的能量供应，产生可靠的电源。国标 GB/T 22710— 2008《低压断路器电子式控制器》规定，低压断路器、电子式控制器应至少具有一个由被保护线路能量产生的自生电源。
自生电源电路既为控制器工作电源，又为控制器提供电流采样信号。由于被保护线路电流变化非常大，将电流互感器输出端接到自取能电路上，由自取能电路给负载提供直流电压和电流采样信号。由于该电路为自取能电路和电流采样电路为一体的电路，当电流小于一定值时，自动调压电路对电流采样信号有严重的干扰，无法测量小电流。
发明内容
针对上述的技术问题，本技术方案提供了一种电流互感器的自取能电路及其电流采样电路，能有效的解决上述问题。
本实用新型通过以下技术方案实现：
一种电流互感器的自取能电路及其电流采样电路,包括自取能电路，以及与自取能电路连接的测量切换电路；所述的自取能电路中包含与电流互感器输出端连接的整流桥，整流桥的输出端连接的电流采样信号输出端和调压电路，所述调压电路与测量切换电路连接。
进一步的，整流桥的输出端设置有两路，其中一路连接自动稳压电路和测量切换电路，另一路连接电流采样信号输出端，电流采样信号输出端通过自动稳压电路后与测量切换电路连接。
进一步的，所述整流桥的输出端包括正电压输出端和负电压输出端；所述的正电压输出端直接与自动稳压电路和测量切换电路连接。
进一步的，所述整流桥的负电压输出端通过负载电阻R201后与电流采样信号输出端B2-IC连接；负电压输出端通过采样电阻R225后与自动稳压电路连接。
进一步的，所述的电流采样信号输出端B2-IC通过滤波电容C201后与自动稳压电路连接。
进一步的，所述的自动稳压电路由两个稳压二极管、三个电阻和两个三极管相互连接组成。
进一步的，所述的自动稳压电路输出稳定的直流电源，输出直流电源的值为11-13V。
进一步的，所述的测量切换电路由一个MOS管，以及分别与MOS管连接的两个电阻连接组成。
进一步的，所述的整流桥采用的是MB6S芯片，所述的稳压二极管采用的是IN4734，所述的三极管采用的是2SC2983，所述的MOS管采用的是CJA03N10。
有益效果
本实用新型提出的一种电流互感器的自取能电路及其电流采样电路,与现有技术相比较，其具有以下有益效果：
（1）测量切换电路的设计，在测量小电流时，可以将QH信号设置为高电平，使得MOS管Q203导通，自动稳压电路从原有的电路中被屏蔽掉，电流采样信号正常，可以准确的测量出小电流的值。
（2）整流桥的设计，将电流互感器输出端输出的交流电转换为直流电输入到电路中使用，增加了保护电路的稳定性。
（3）电流采样信号输出端B2-IC通过与其连接的负载电阻和滤波电容，增加了输出电流的稳定性。
（4）自动稳压电路的设计，输出稳定的12V左右的直流电源，增加了整体电路的稳定性。
附图说明
图1是本实用新型整体结构的电路连接示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围。
实施例：
如图1所示，一种电流互感器的自取能电路及其电流采样电路,包括自取能电路，以及与自取能电路连接的测量切换电路；自取能电路中包含与电流互感器输出端连接的整流桥，整流桥采用的是MB6S芯片，其输出端设置有正电压输出端和负电压输出端。
其中，正电压输出端直接与自动稳压电路和测量切换电路连接。负电压输出端通过负载电阻R201后与电流采样信号输出端B2-IC连接，电流采样信号输出端B2-IC通过滤波电容C201后与自动稳压电路连接；负电压输出端通过采样电阻R225后与自动稳压电路连接。
其中，自动稳压电路由两个稳压二极管（D202、D204）、三个电阻（R209、R202、R206）和两个三极管（Q201、Q202）相互连接组成。三极管采用的是2SC2983，自动稳压电路输出稳定的直流电源，输出直流电源的值为11-13V。
将电流信号转化为电压信号需要配置适当的电阻；根据U=I*R的公式设定，为了得到稳定的电压U，当电流I变大时，将电阻R变小；电流I变小时，将电阻R变大。在本实施例中稳压二极管采用的是IN4734，其稳压值为5.6V，两个稳压管串联后稳压值最小为11.2V。
其中，测量切换电路由一个MOS管（Q203），以及分别与MOS管（Q203）连接的两个电阻（R223、R224）连接组成。MOS管采用的是CJA03N10。
CT-C1和CT-C2为一组电流互感器输出端，电流互感器输出端CT-C1和CT-C2与整流桥MB6S的输入端连接，整流桥MB6S的正电压输出端直接与自动稳压电路中稳压二极管D202的负极、电阻R202的一端连接，和测量切换电路中电阻R223的一端连接。
稳压二极管D202的正极与稳压二极管D204的负极和三极管Q201的基极连接，稳压二极管D204的正极接电阻R209的一端和三极管Q202的基极，电阻R209的另一端和三极管Q202的发射极连接，三极管Q202的集电极和电阻R206的一端连接，电阻R206的另一端与三极管Q201的发射极连接，三极管Q201的集电极与电阻R202的另一端连接。
电阻R223的另一端与MOS管Q203的一脚连接，MOS管Q203的第二脚接QH信号和电阻R224的一端，电阻R224的另一端和MOS管Q203的第3脚连接后接地。
整流桥MB6S的负电压输出端接负载电阻R201和采样电阻R225的一端，负载电阻R201的另一端与电流采样信号输出端B2-IC连接，电流采样信号输出端B2-IC通过滤波电容C201后与自动稳压电路中R209的另一端连接；负载电阻R225的另一端与滤波电容C201的一端连接后与自动稳压电路中R209的另一端连接。
工作原理：
电流采样信号输出端B2-IC通过调理电路后与主控芯片EMC的ADC采样引脚。主控芯片EMC根据ADC采样来的电流信号，进过相关计算后得到当前电流值。当电流值小于80A时，发出高电平控制信号给QH，控制Q203导通；自动稳压电路从原有的电路中屏蔽，电流采样信号正常，可以测量准确的值。当电流值大于80A时，发出低电平控制信号给QH，关断MOS管Q203，自动稳压电路正常工作，为设备提供电能。
在本实施例中，EMC主控芯片采用的是STM32F103芯片，电流互感器采用的是南京舜义恩佳电气有限公司的型号为SY3.563.001的互感器。
Claims (10)
1.一种电流互感器的自取能电路及其电流采样电路,其特征在于：包括自取能电路，以及与自取能电路连接的测量切换电路；所述的自取能电路中包含与电流互感器输出端连接的整流桥，整流桥的输出端连接的电流采样信号输出端和调压电路，所述调压电路与测量切换电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种电流互感器的自取能电路及其电流采样电路,其特征在于：整流桥的输出端设置有两路，其中一路连接自动稳压电路和测量切换电路，另一路连接电流采样信号输出端，电流采样信号输出端通过自动稳压电路后与测量切换电路连接。
3.根据权利要求2所述的一种电流互感器的自取能电路及其电流采样电路,其特征在于：所述整流桥的输出端包括正电压输出端和负电压输出端；所述的正电压输出端直接与自动稳压电路连接和测量切换电路连接。
4.根据权利要求3所述的一种电流互感器的自取能电路及其电流采样电路,其特征在于：所述整流桥的负电压输出端通过负载电阻R201后与电流采样信号输出端B2-IC连接；负电压输出端通过采样电阻R225后与自动稳压电路连接。
5.根据权利要求4所述的一种电流互感器的自取能电路及其电流采样电路,其特征在于：所述的电流采样信号输出端B2-IC通过滤波电容C201后与自动稳压电路连接。
6.根据权利要求2-5其中任一项所述的一种电流互感器的自取能电路及其电流采样电路,其特征在于：所述的自动稳压电路由两个稳压二极管、三个电阻和两个三极管相互连接组成。
7.根据权利要求6所述的一种电流互感器的自取能电路及其电流采样电路,其特征在于：所述的自动稳压电路输出稳定的直流电源，输出直流电源的值为11-13V。
8.根据权利要求1-5或7其中任一项所述的一种电流互感器的自取能电路及其电流采样电路,其特征在于：所述的测量切换电路由一个MOS管，以及分别与MOS管连接的两个电阻连接组成。
9.根据权利要求8所述的一种电流互感器的自取能电路及其电流采样电路,其特征在于：所述的整流桥采用的是MB6S芯片，所述的MOS管采用的是CJA03N10。
10.根据权利要求6所述的一种电流互感器的自取能电路及其电流采样电路,其特征在于：所述的稳压二极管采用的是IN4734，所述的三极管采用的是2SC2983。
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