CN211183400U - 电能表外置断路器的电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电能表外置断路器的电路，包括电源电路和脱扣器驱动电路，电源电路包括限流电路、与限流电路相连接的低压转换电路、与限流电路相连接的半波整流二极管和与半波整流二极管相连接的放电控制电路，脱扣器驱动电路包括断路器信号连接端口、与断路器信号连接端口第一引脚相连接的整流限流电路、与整流限流电路相连接的转换滤波电路、与转换滤波电路相连接的图腾柱电路、与图腾柱电路相连接的脱扣控制电路和与脱扣控制电路相连接的脱扣器。本实用新型的结构设置合理，可以避免因残压造成的误动作，同时在断路器脱扣后，可以快速可靠的切断脱扣器电路，有利于防止脱扣器因长时间通电而烧坏，适用性强且实用性好。

Description

电能表外置断路器的电路

技术领域

本实用新型属于断路器技术领域，具体涉及一种电能表外置断路器的电路。

背景技术

随着电力技术的成熟，电能表外置断路器的使用也越来越多，在用户欠费时，电能表发出指令给电能表外置断路器，电能表外置断路器接收到指令后，执行分闸。用户交费前，断路器维持分闸状态(在此状态下，用户一推就滑扣，也就是无法合闸)，交费成功后，电能表发指令给断路器，这时用户可手动合闸(不再出现无法合闸现象)。现有技术的电能表外置断路器中对应的电路结构较为复杂，使用稳定性较为有限，因此现有的电路结构存在可改进之处。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种使用稳定可靠的电能表外置断路器的电路。

实现本实用新型目的的技术方案是：

一种电能表外置断路器的电路，包括电源电路和脱扣器驱动电路，所述电源电路包括限流电路、与所述限流电路相连接的低压转换电路、与所述限流电路相连接的半波整流二极管和与所述半波整流二极管相连接的放电控制电路，在所述电源电路的L极与N极之间连接有第一压敏电阻，所述脱扣器驱动电路包括断路器信号连接端口、与所述断路器信号连接端口第一引脚相连接的整流限流电路、与所述整流限流电路相连接的转换滤波电路、与所述转换滤波电路相连接的图腾柱电路、与所述图腾柱电路相连接的脱扣控制电路和与所述脱扣控制电路相连接的脱扣器，所述脱扣器的第二引脚与脱扣控制电路相连接，脱扣器第一引脚通过第四单向二极管与L级出线端相连接且L级出线端通过串联电阻与断路器信号连接端口的引脚相连接，所述低压转换电路的VCC端与放电电路的VCC端、图腾柱电路的VCC端相连接。

所述限流电路包括依次串联的第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述低压转换电路包括第一单向二极管、稳压二极管、第一电容，所述放电控制电路包括第五电阻、第六电阻、第一三极管、第二电容和第二三极管，所述第一单向二极管的正极与第四电阻的端部相连接，所述稳压二极管与第一电容并联且一端稳压二极管的负极连接在第一单向二极管的负极上且正极接地，所述半波整流二极管的正极连接在第四电阻与第一单向二极管的连接点上，所述第六电阻连接在第一三极管的基极与半波整流二极管的负极之间，所述第一三极管的集电极与第二三极管的基极相连接，所述第一三极管的发射极和第二三极管的发射极接地，所述第二电容连接在第二三极管的基极与发射极之间，所述第五电阻连接在第一三极管的集电极与VCC端之间，所述第一三极管的VCC端和第二三极管的VCC端与第一单向二极管的负极相连接。

所述整流限流电路包括第五单向二极管和连接在第五单向二极管负极上且依次串联的第十六电阻、第十三电阻、第十七电阻和第十五电阻，所述转换滤波电路包括第四三极管、第三电容、第四电容、第十八电阻和第十一电阻，所述图腾柱电路包括第三三极管和第六三极管，所述脱扣控制电路包括MOS管、第二压敏电阻、第十九电阻和第十四电阻，所述第十六电阻的一端连接在断路器信号连接端口第一引脚上，所述第十三电阻的一端连接在第四三极管的基极上，所述第四三极管的集电极通过第十一电阻连接VCC端，所述第十八电阻与第三电容并联在第四三极管的基极与发射极之间,所述第四三极管的集电极通过第十四电阻连接在第三三极管和第六三极管的基极上，所述第三三极管的集电极连接在VCC端且第三三极管的发射极与第六三极管的发射极相连接，所述第六三极管的集电极与第四三极管的发射极接地，所述第四电容连接在第四三极管的集电极与发射极之间，所述第十二电阻的一端连接在第三三极管的发射极与第六三极管的发射极连接点上另一端连接在MOS管的栅极上，所述第十九电阻连接在所述MOS管的栅极与源极之间，所述MOS管的源极接地且栅极与脱扣器的第二引脚相连接，所述第二压敏电阻连接在MOS管的源极与漏极之间。

还包括有信号指示灯电路，所述信号指示灯电路的一端接地且另一端连接在第十七电阻与第十三电阻的连接点上。

所述第一三极管、第二三极管、第四三极管和第三三极管为NPN型三极管，所述第六三极管为PNP型三极管，所述MOS管为N沟道MOS管。

本实用新型具有积极的效果：本实用新型的结构设置合理，在用户欠费时，电能表发出指令给电能表外置断路器，电能表外置断路器接收到指令后，及时执行分闸断电动作，同时在断路器脱扣后，可以快速可靠的切断脱扣器电路，有利于防止脱扣器因长时间通电而烧坏，提高了使用稳定性，并且整体电路简洁，有利于降低生产成本。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中：

图1为本实用新型的具体电路示意图。

具体实施方式

见图1所示，图1为本实用新型的具体电路示意图，本实施例中的一种电能表外置断路器的电路，包括电源电路1和脱扣器驱动电路2，所述电源电路1包括限流电路11、与所述限流电路相连接的低压转换电路12、与所述限流电路相连接的半波整流二极管13和与所述半波整流二极管相连接的放电控制电路14，在所述电源电路的L极与N极之间连接有第一压敏电阻VR1，所述脱扣器驱动电路2包括断路器信号连接端口21、与所述断路器信号连接端口21第一引脚相连接的整流限流电路22、与所述整流限流电路相连接的转换滤波电路23、与所述转换滤波电路相连接的图腾柱电路24、与所述图腾柱电路相连接的脱扣控制电路25和与所述脱扣控制电路相连接的脱扣器26，所述脱扣器的第二引脚与脱扣控制电路相连接，脱扣器第一引脚通过第四单向二极管D4与L级出线端相连接且L级出线端通过串联电阻与断路器信号连接端口的引脚相连接，所述低压转换电路的VCC端与放电电路的VCC端、图腾柱电路的VCC端相连接。为了满足产品能够在AC380V电压下，满足在一定时间内不会被烧坏，第一压敏电阻的压敏电压理论要高于380*1.414＝537.32，实际测试发现第一压敏电压大于等于510V时，就能满足标准要求。

所述限流电路11包括依次串联的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，所述低压转换电路12包括第一单向二极管D1、稳压二极管D2、第一电容C1，所述放电控制电路14包括第五电阻R5、第六电阻R6、第一三极管Q1、第二电容C2和第二三极管Q2，所述第一单向二极管D1的正极与第四电阻R4的端部相连接，所述稳压二极管D2与第一电容C1并联且一端稳压二极管的负极连接在第一单向二极管的负极上且正极接地，所述半波整流二极管D3的正极连接在第四电阻R4与第一单向二极管D1的连接点上，所述第六电阻R6连接在第一三极管Q1的基极与半波整流二极管D3的负极之间，所述第一三极管Q1的集电极与第二三极管Q2的基极相连接，所述第一三极管Q1的发射极和第二三极管Q2的发射极接地，所述第二电容C2连接在第二三极管Q2的基极与发射极之间，所述第五电阻R5连接在第一三极管Q1的集电极与VCC端之间，所述第一三极管Q1的VCC端和第二三极管Q2的VCC端与第一单向二极管D1的负极相连接。本实施例中，R1、R2、R3、R4阻值和电容C1要匹配，确保满足上电延时的要求，本实施例中，R1-R4、R6的阻值均为180K，C1的值为100uF；R5的阻值为100K，C2的值为1uF，放电电路的原理是：当市电有电时，市电被R1、R2、R3、R4限流后，通过D3半波整流成脉动信号到Q2基极。脉动信号再经过Q2转换并通过C2滤波后，确保到Q1的基极为低电平，使得Q1保持截止状态。当市电断电时，Q1的基极脚为高电平，Q1导通，帮助C1放电。

所述整流限流电路22包括第五单向二极管D5和连接在第五单向二极管负极上且依次串联的第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17和第十三电阻R13，所述转换滤波电路23包括第四三极管Q4、第三电容C3、第四电容C4、第十八电阻R18和第十一电阻R11，所述图腾柱电路24包括第三三极管Q3和第六三极管Q6，所述脱扣控制电路25包括MOS管Q5、第二压敏电阻VR2、第十九电阻R19和第十四电阻R14，所述第十六电阻R16的一端连接在断路器信号连接端口P4第一引脚上，所述第十三电阻R13的一端连接在第四三极管Q4的基极上，所述第四三极管Q4的集电极通过第十一电阻R11连接VCC端，所述第十八电阻R18与第三电容C3并联在第四三极管的基极与发射极之间，所述第四三极管Q4的集电极通过第十二电阻R12连接在第三三极管Q3和第六三极管Q6的基极上，所述第三三极管Q3的集电极连接在VCC端且第三三极管Q3的发射极与第六三极管Q6的发射极相连接，所述第六三极管Q6的集电极与第四三极管Q4的发射极接地，所述第四电容C4连接在第四三极管Q4的集电极与发射极之间，所述第十四电阻R14的一端连接在第三三极管Q3的发射极与第六三极管Q6的发射极连接点上另一端连接在MOS管Q5的栅极上，所述第十九电阻R19连接在所述MOS管的栅极与源极之间，所述MOS管Q5的源极接地且栅极与脱扣器P8的第二引脚相连接，所述第二压敏电阻VR2连接在MOS管的源极与漏极之间。当信号线有220V信号时，信号通过D6整流成脉动直流信号，经过R15、R16、R17、R13限流到Q4的基极脚。经过Q4转换和C4滤波后，确保输出给由Q3和Q6组成的图腾柱电路的信号为低电平，进而使得Q5截止。信号线有220V信号时，信号通过D5整流成脉动直流信号，经过R15、R16、R17、R13限流到Q4的基极脚。经过Q4转换和C4滤波后，确保输出给由Q3和Q6组成的图腾柱电路的信号为低电平，进而使得Q5截止。当没有信号时，Q4的集电极输出高电平，由Q3和Q6组成的图腾柱电路输出高电平，Q5导通，脱扣器动作，进而断路器脱扣。由于电路中mos管的耐压值为650V，选择了压敏电压为510V的第二压敏电阻无法很好保护MOS管，在雷击浪涌实验中很容易被击穿烧坏。为了解决这一问题，在MOS管两端并压敏电压为470V的第二压敏电阻。

还包括有信号指示灯电路3，所述信号指示灯电路的一端接地且另一端连接在第十七电阻与第十三电阻的连接点上。

所述第一三极管、第二三极管、第四三极管和第三三极管为NPN型三极管，所述第六三极管为PNP型三极管，所述MOS管为N沟道MOS管。

本实施例中的上述结构设置合理，在用户欠费时，电能表发出指令给电能表外置断路器，电能表外置断路器接收到指令后，及时执行分闸断电动作，同时在断路器脱扣后，可以快速可靠的切断脱扣器电路，有利于防止脱扣器因长时间通电而烧坏，提高了使用稳定性，并且整体电路简洁，有利于降低生产成本。

本实施例中在实际使用过程中会有外壳、电路板，上述电路均布设在电路板上进行使用，而电源插接端P2和脱扣器U1设置有外壳上，此为现有技术的常规结构，故未详细记载，本专利只保护这种具体的电路结构，其中使用到的电子元件采用现有技术中常规的型号，且电路连接采用现有技术常规方式，故在此不再作出具体叙述。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种电能表外置断路器的电路，包括电源电路和脱扣器驱动电路，其特征在于：所述电源电路包括限流电路、与所述限流电路相连接的低压转换电路、与所述限流电路相连接的半波整流二极管和与所述半波整流二极管相连接的放电控制电路，在所述电源电路的L极与N极之间连接有第一压敏电阻，所述脱扣器驱动电路包括断路器信号连接端口、与所述断路器信号连接端口第一引脚相连接的整流限流电路、与所述整流限流电路相连接的转换滤波电路、与所述转换滤波电路相连接的图腾柱电路、与所述图腾柱电路相连接的脱扣控制电路和与所述脱扣控制电路相连接的脱扣器，所述脱扣器的第二引脚与脱扣控制电路相连接，脱扣器第一引脚通过第四单向二极管与L级出线端相连接且L级出线端通过串联电阻与断路器信号连接端口的引脚相连接，所述低压转换电路的VCC端与放电电路的VCC端、图腾柱电路的VCC端相连接。

2.根据权利要求1所述的电能表外置断路器的电路，其特征在于：所述限流电路包括依次串联的第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述低压转换电路包括第一单向二极管、稳压二极管、第一电容，所述放电控制电路包括第五电阻、第六电阻、第一三极管、第二电容和第二三极管，所述第一单向二极管的正极与第四电阻的端部相连接，所述稳压二极管与第一电容并联且一端稳压二极管的负极连接在第一单向二极管的负极上且正极接地，所述半波整流二极管的正极连接在第四电阻与第一单向二极管的连接点上，所述第六电阻连接在第一三极管的基极与半波整流二极管的负极之间，所述第一三极管的集电极与第二三极管的基极相连接，所述第一三极管的发射极和第二三极管的发射极接地，所述第二电容连接在第二三极管的基极与发射极之间，所述第五电阻连接在第一三极管的集电极与VCC端之间，所述第一三极管的VCC端和第二三极管的VCC端与第一单向二极管的负极相连接。

3.根据权利要求2所述的电能表外置断路器的电路，其特征在于：所述整流限流电路包括第五单向二极管和连接在第五单向二极管负极上且依次串联的第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻和第十三电阻，所述转换滤波电路包括第四三极管、第三电容、第四电容、第十八电阻和第十一电阻，所述图腾柱电路包括第三三极管和第六三极管，所述脱扣控制电路包括MOS管、第二压敏电阻、第十九电阻和第十四电阻，所述第十六电阻的一端连接在断路器信号连接端口第一引脚上，所述第十三电阻的一端连接在第四三极管的基极上，所述第四三极管的集电极通过第十一电阻连接VCC端，所述第十八电阻与第三电容并联在第四三极管的基极与发射极之间,所述第四三极管的集电极通过第十二电阻连接在第三三极管和第六三极管的基极上，所述第三三极管的集电极连接在VCC端且第三三极管的发射极与第六三极管的发射极相连接，所述第六三极管的集电极与第四三极管的发射极接地，所述第四电容连接在第四三极管的集电极与发射极之间，所述第十四电阻的一端连接在第三三极管的发射极与第六三极管的发射极连接点上另一端连接在MOS管的栅极上，所述第十九电阻连接在所述MOS管的栅极与源极之间，所述MOS管的源极接地且栅极与脱扣器的第二引脚相连接，所述第二压敏电阻连接在MOS管的源极与漏极之间。

4.根据权利要求3所述的电能表外置断路器的电路，其特征在于：还包括有信号指示灯电路，所述信号指示灯电路的一端接地且另一端连接在第十七电阻与第十三电阻的连接点上。

5.根据权利要求4所述的电能表外置断路器的电路，其特征在于：所述第一三极管、第二三极管、第四三极管和第三三极管为NPN型三极管，所述第六三极管为PNP型三极管，所述MOS管为N沟道MOS管。

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