CN213185476U - 固态断路器 - Google Patents

Abstract

一种固态断路器，包括固态断路器本体和独立的人机界面单元，固态断路器本体内设有串联在主回路上的功率器件开关单元，与功率器件开关单元连接的控制模块，所述固态断路器本体和人机界面单元通过通讯模块连接，人机界面单元能够通过卡扣和/或卡槽安装在固态断路器本体上，也能从固态断路器本体上取下，在用户有远程操作的需求时，可拿出人机界面单元，将人机界面单元单独安装使用，例如安装在配电柜柜门上，在需要控制固态断路器本体通断时，无需打开配电柜门，操作固态断路器的方式灵活多样。

Description

固态断路器

技术领域

本实用新型涉及开关领域，具体涉及一种固态断路器。

背景技术

现有的电机工作系统由断路器、软启动器、接触器、热继电器及电机一起组成。当电路电流发生过载、短路时，断路器进行脱扣保护，软启动器在电机启动时进行控制，接触器则控制电机的运行与停止，热继电器配合接触器对电路进行三相不平衡、堵转、接地故障等保护，这种电机工作系统较为复杂，成本较高，需要一种成本低的能实现电机保护的系统。

固态断路器采用功率器件开关作为开关元件，随着电力电子器件的发展而发展起来，逐渐被用于越来越多的场合。现有固态断路器存在不能兼容交流电路、缺少根据负载电流实时调节功率和软启动等功能。

此外，随着固态断路器应用场合越来越多，相比于传统断路器大多安装在配电箱里，固态断路器的安装环境较为多样性，但目前现有固态断路器的接线方式还是从传统断路器形式演变的，固定进出线的螺母肉眼可见，存在安全隐患。

此外，现有固态断路器的人机界面和断路器本体是一个整体，用户若需要对固态断路器进行操作时，需要打开配电柜操作，操作固态断路器的方式受限。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、可靠性高的固态断路器。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种固态断路器，包括固态断路器本体和独立的人机界面单元，固态断路器本体内设有串联在主回路上的功率器件开关单元，与功率器件开关单元连接的控制模块，所述固态断路器本体和人机界面单元通过通讯模块连接，人机界面单元能够通过卡扣和/或卡槽安装在固态断路器本体上。

优选的，所述固态断路器本体与人机界面单元的通讯方式为有线和/或无线。

优选的，所述固态断路器本体与人机界面单元通过有线方式通信，所述固态断路器本体上设有第一插口，人机界面单元背部设有第二插口，固态断路器本体与人机界面单元装配在一起或分离时均可通过连接第一插口和第二插口的数据线连接，且固态断路器本体通过第一插口和第二插口给人机界面单元供电。

优选的，所述固态断路器本体与人机界面单元通过无线方式通信，人机界面单元内部有蓄电池，当人机界面单元安装在固态断路器本体上时，固态断路器本体通过无线充电方式给人机界面单元的蓄电池充电。

优选的，所述人机界面单元内部主要包括单元电源电路、单元通信模块、电池及电池管理单元模块、人机界面交互模块，所述人机界面交互模块包括单元控制器，所述单元控制器为微控制器MCU或单片机，用于控制参数输入与数据显示，人机界面交互模块包括与单元控制器连接的显示屏和/或控制按键和或状态指示灯。

优选的，固态断路器本体内还设有主开关单元和控制模块，主开关单元和功率器件开关单元串联在主回路上，控制模块分别与主开关单元和功率器件开关单元连接，闭合时控制模块先控制主开关单元闭合，然后控制功率器件开关单元导通，断开时控制模块先控制功率器件开关单元截止，然后控制主开关单元断开。

优选的，包括分别与主回路连接的电流采集模块和电压采集模块，电流采集模块和电压采集模块连接的控制模块，所述固态断路器具有软启动功能，在负载启动时，控制模块驱动功率器件开关的导通角逐步增大实现软启动，在负载运行过程中所述控制模块通过电流采集模块进行实时电流监测，如果电流大于预设的功率调节电流阈值，控制模块驱动功率器件开关的导通角减小实现功率调节。

优选的，所述人机界面单元与固态断路器本体连接的背面形成背面凸起部，所述固态断路器本体与人机界面单元连接的正面设有容纳背面凸起部的装配槽，在背面凸起部的侧边上设有限位卡槽，在装配槽上对应的侧边上设有限位卡扣，人机界面单元的背面凸起部装入装配槽内，且限位卡槽与限位卡扣配合固定。

优选的，所述固态断路器本体与人机界面单元连接的正面设有U型的限位凸筋形成的U型卡槽，U型卡槽的开口向着上方一侧，所述人机界面单元与固态断路器本体连接的背面设有与U型卡槽匹配的限位凸块，限位凸块从U型卡槽的开口上方一侧向下滑动卡入U型卡槽内，实现固态断路器本体与人机界面单元的安装。

优选的，所述固态断路器本体与人机界面单元连接的正面上下两侧分别设有凸起的弹性卡扣臂，上下两侧的弹性卡扣臂的距离与人机界面单元的高度匹配，人机界面单元整体卡在上下两侧的弹性卡扣臂形成的卡槽内。

本实用新型的固态断路器，人机界面单元为独立的模块，与固态断路器本体可拆卸的连接，人机界面单元可以装配在固态断路器本体上，也能从固态断路器本体上取下，在用户有远程操作的需求时，可拿出人机界面单元，将人机界面单元单独安装使用，例如安装在配电柜柜门上，在需要控制固态断路器本体通断时，无需打开配电柜门，操作固态断路器的方式灵活多样。

此外，人机界面单元与固态断路器本体的通讯方式可以为有线和/或无线，在有线方式通讯时，通过人机界面单元通过固态断路器本体供电，在无线方式通讯时，当人机界面单元安装在固态断路器本体上时，固态断路器本体通过无线充电方式给人机界面单元的蓄电池充电。

附图说明

图1是本实用新型固态断路器第一实施例的电路结构框图；

图2是本实用新型固态断路器第二实施例的电路结构框图；

图3是本实用新型固态断路器第三实施例的电路结构框图；

图4是本实用新型一个单相固态断路器实施例的电路原理图；

图5是本实用新型一个三相固态断路器实施例的电路原理图；

图6-8是本实用新型可拆卸的固态断路器本体和人机界面单元的结构示意图；

图9是本实用新型固态断路器本体与人机界面单元装配的一个实施例；

图10是本实用新型固态断路器本体与人机界面单元装配的又一个实施例；

图11是本实用新型固态断路器本体与人机界面单元装配的又一个实施例；

图12-14是本实用新型设有螺钉孔罩的固态断路器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图给出的实施例，进一步说明本实用新型的一种固态断路器的具体实施方式。本实用新型的一种固态断路器不限于以下实施例的描述。

本实用新型的一种固态断路器，包括串联在主回路中的主开关单元和功率器件开关单元，分别与主开关单元和功率器件开关单元连接的控制模块，闭合时控制模块先控制主开关单元闭合，然后控制功率器件开关单元导通，断开时控制模块先控制功率器件开关单元截止，然后控制主开关单元断开。固态断路器的该种功率器件开关单元后闭合，先分断的控制方式，使得功率器件开关单元承载着主回路闭合、分断瞬间，能够有效地消除电弧，同时主开关单元能够实现物理隔离，保障用电安全，无需像传统断路器设置相应的灭弧室。

优选的，所述的主开关单元包括继电器或接触器等电磁驱动开关，所述功率器件开关单元包括功率器件开关，所述功率器件开关为功率半导体或IGBT功率管或MOSFET功率管或NPN功率管或晶闸管或可控硅或IGCT或IGET或GTO等功率器件。所述控制模块包括主控制器，所述主控制器为微控制器MCU或者单片机等，主控制器与主开关单元的线圈连接，或者主控制器通过驱动电路与电磁驱动开关连接，或者与继电器或接触器的控制端连接，以驱动电磁驱动开关闭合或断开；主控制器与功率器件开关的控制端连接，以驱动功率器件开关闭合或断开。

本实用新型的固态断路器的一个实施例，所述主开关单元包括一个继电器，所述功率器件开关单元包括一个IGBT功率管，继电器的触点串联在固态断路器的输入端子和输出端子之间的主回路上，IGBT功率管的C极和E极串联在固态断路器的输入端子和输出端子之间的主回路上；所述控制模块包括微控制器MCU 的主控制器，微控制器MCU通过驱动电路与继电器的线圈连接，控制继电器闭合或断开；微控制器MCU与IGBT功率管的G极连接，固态断路器闭合时，微控制器MCU先控制主开关单元闭合，然后控制IGBT功率管导通，断开时微控制器 MCU先控制IGBT功率管截止，然后控制继电器断开。

作为本实用新型的一种改进实施例，所述的功率器件开关单元包括两个按照压降方向相反串联的功率器件开关，实现交直流电路通用。

如图4所示的实施例，一个单相的固态断路器的工作拓扑结构图，主开关单元包括两个电磁驱动开关，两个电磁驱动开关为继电器K1和K2，继电器K1 和K2串联在主回路中，实现电路物理隔离，彻底断电，保障安全；功率器件开关单元包括两个功率器件开关Q1和Q2，功率器件开关Q1和Q2串联在主回路中，且功率器件开关Q1和Q2的压降方向相反，功率器件开关Q1和Q2按照导通引脚端方向相反串联在主回路中，采用大功率及额定电压高的功率开关，实现电路在较高电压下工作，两个继电器K1和K2的线圈与控制模块耦合，所述功率器件开关Q1和Q2的控制端与控制模块连接。断路器闭合时，控制模块先闭合继电器K1、K2，实现主开关闭合，后导通功率器件开关Q1、Q2；断路器断开时，控制模块先断开功率器件开关Q1、Q2，后断开主开关K1、K2。由于功率器件开关承载着电路闭合与断开瞬间产生的能量，所以实现电路无弧化闭合和断开，避免由电弧引起的损坏与安全事故。而且，所述功率器件开关内部存在寄生二极管，所以功率器件开关Q1、Q2在主回路中压降方向相反，即功率器件开关Q1、 Q2的寄生二极管在主回路中的压降方向相反，避免形成短路情况，该设计可控制电路中正半周及负半周电流，可实现交直流通用。

具体的如图4所示，两个继电器K1和K2的触点分别串联在主回路的两端，两个功率器件开关Q1和Q2串联在两个继电器K1和K2之间，本实施例中两个功率器件开关Q1和Q2为MOS管，两个功率器件开关Q1和Q2的控制脚1栅极G 与控制模块连接，功率器件开关Q1的第一连接脚2漏极D与继电器K1连接，第二连接脚3源极S与功率器件开关Q2的第二连接脚3源极S连接，功率器件开关Q2的第一连接脚2漏极D与继电器K2连接，即功率器件开关Q1、Q2按照主回路导通引脚端相反连接，两个功率器件开关Q1和Q2的漏极D分别与两个继电器K1、K2相互连接，两个功率器件开关均包括寄生二极管，两个功率器件开关的寄生二极管在主回路中的压降方向相反，图中功率器件开关Q1和Q2的两个寄生二极管的正极分别与两个继电器K1和K2连接，两个寄生二极管的负极相互连接，本实施例采用两个功率器件开关串联的控制技术，可达到降低成本的效果，采用内阻小、耐压大的的功率器件开关，使得损耗小,增加系统可靠性。其中两个功率器件开关按照压降方向相反的方式串联，实现交直流电路通用。

如图5所示，一个三相的固态断路器的工作拓扑结构图，其原理与单相的固态断路器相同。主开关单元包括一个电磁驱动开关，电磁驱动开关为继电器 K1，继电器K1的三组触点分别串联在U、V、W三相的主回路上，继电器K1的线圈与控制模块耦合，通过主开关单元实现电路物理隔离，彻底断电，保障安全；所述的功率器件开关单元包括分别连接在U、V、W三相的主回路上的三组功率器件开关，每组功率器件开关包括两个功率器件开关，两个功率器件开关串联在对应相的的主回路中，且两个功率器件开关的压降方向相反，每个功率器件开关的控制端均与控制模块连接。具体如图4所示，功率器件开关单元包括功率器件开关Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6，功率器件开关Q1、Q2串联连接在U 相的主回路上，功率器件开关Q1、Q2在U相的主回路中压降方向相反，功率器件开关Q3、Q4串联连接在V相的主回路上，Q3、Q4以压降方向相反的方式连接，功率器件开关Q5、Q6串联连接在W相的主回路上，Q5、Q6以压降方向相反的方式连接。断路器闭合时，控制模块先闭合继电器K1闭合，实现主开关闭合，后导通功率器件开关Q1-Q6；断路器断开时，控制模块先断开功率器件开关Q1-Q6，后断开继电器K1。由于功率器件开关承载着电路闭合与断开瞬间产生的能量，所以实现电路无弧化闭合和断开，避免由电弧引起的损坏与安全事故；通过两个功率器件开关按照压降方向相反的方式串联，实现交直流电路通用。

如图1所示，作为本实用新型的另一个实施例，一种固态断路器，包括串联在主回路中的主开关单元和功率器件开关单元，分别与主回路连接的电流采集模块和电压采集模块，分别与主开关单元、功率器件开关单元、电流采集模块和电压采集模块连接的控制模块，闭合时控制模块先控制主开关单元闭合，然后控制功率器件开关单元导通，断开时控制模块先控制功率器件开关单元截止，然后控制主开关单元断开；控制模块通过电流采集模块、电压采集模块监测负载的电流信号和电压信号，控制断路器断开实现保护。

所述电流采集模块、电压采集模块分别采集负载的电流信号和电压信号传输到控制模块，控制模块的主控制器对电流信号、电压信号进行分析判断是否存在故障，例如进行瞬间短路保护和过载保护，所述的电流采集模块为电流互感器，主回路穿过电流互感器，主控制器基于电流信号判断是否发生短路或过载，当发生短路或过载时，控制模块先控制功率器件开关单元截止，然后控制主开关单元断开，实现固态断路器的短路和过载保护。当然，还可以基于采集的电流和电压信号进行其它的故障判断实现保护，例如将采集的电压与过压阈值进行比较判断是否过压，与欠压阈值比较判断是否欠压，将采集的电流与过流阈值比较判断是否过流，当存在过压或欠压或过流时，控制模块驱动断路器断开，实现固态断路器的过压、欠压、过流保护，当然实现过多的保护会对主控制器的性能要求较高，降低运行效率。所述电流采集模块可以耦合在功率器件开关单元和负载之间，设置在断路器的输出侧，所述的电压采集模块可以连接在负载的两端。

优选的，如图1所示，所述的固态断路器还包括通讯模块，固态断路器可以通过通讯模块与上位机通讯。所述通讯模块的通讯方式可以是有线和/或无线。有线通讯方式可以采用Modbus协议，在固态断路器上设有RJ45插口；无线通讯方式为蓝牙或wifi。当然也可以采用其它通讯方式。

优选的，如图1所示，本实用新型的固态断路器还包括人机界面模块，人机界面模块通过通讯模块与控制模块连接，进行信息互动及控制，所述人机界面为LED或者LCD屏。控制模块可以显示固态断路器的工作状态，监测的电流电压信息，故障信息；通过人机界面对断路器进行参数配置。

优选的，如图1所示，在固态断路器的主回路上还设有浪涌保护模块，防止电路中浪涌电压及电流对元器件造成损坏。所述的主控制器通过隔离驱动电路与功率器件开关单元连接，例如可以通过光耦或变压器进行隔离，驱动功率器件开关单元导通和截止，对主控制器和功率器件开关单元都起到保护作用。所述的主控制器也可以通过驱动电路(图中未示出)驱动主开关单元闭合和断开。

如图2所示，作为本实用新型的又一个实施例，本实施例与图1的实施例的不同点在于，还设有保护监测模块，电流采集模块和电压采集模块与保护监测模块连接，保护监测模块与控制模块的主控制器连接。

所述的保护监测模块监测电流采集模块和电压采集模块传输的电流和电压信号，保护监测模块与主控制器进行数据传输，配合实现欠压保护、过流保护、过压保护、堵转保护、阻塞保护、断相保护、接地保护、电流不平衡保护、启动超时保护等，当出现故障时，主控器先控制功率器件开关单元截止，然后控制主开关单元断开。所述保护监测模块包括电能计量芯片，专职负责数据的采集和计算，提供完善的电能参数数据，所述的主控制器为微处理器MCU，对保护监测模块提供的数据进行逻辑判断，故障时驱动断路器断开，通过通讯模块与人机界面或尚未进行通讯，通过设置的电能计量芯片减少主控制器的工作，提高主控制的反应速度，便于提供高效的电路保护。所述电能计量芯片为三相电能计量芯片、单相电能计量芯片或其它电能计量芯片，例如采用ATT7022E电能计量芯片。

如图3所示，作为本实用新型的又一个实施例，本实用新型的固态断路器与图2的实施例的区别在于固态断路器还具有软启动功能，控制模块通过控制功率器件开关的导通角实现软启动，当电动机作为负载时可以通过软启动方式启动，在负载启动时，主控制器输出驱动信号，不断增大电压，功率器件开关的导通角逐步增大，电动机逐渐加速，直到功率器件开关全导通，电动机工作在额定电压，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动时固态断路器过流跳闸，将固态断路器接入电源和电动机定子之间。通过在固态断路器闭合时，采用软启动保护负载设备，使起动电流满足电网电能质量相关标准要求，减少电压暂降幅度，减少高次谐波含量。

优选的，本实施例的固态断路器具有电流实时监控功率调节功能，在负载设备运行过程中，控制模块通过电流采集模块进行实时电流监测，如果电流过大，大于预设的功率调节电流阈值，控制模块驱动功率器件开关的导通角减小，减小电流，实现功率调节，保护电路及负载设备。所述控制模块获取电流采集模块的电流信号，当电流过大时，控制模块调节功率器件开关的导通角，使功率器件开关的导通角减小，减小电流，实现功率调节。

本实施例的固态断路器具有软启动控制功能和实时电流监测功率控制功能，在主回路闭合时，通过软启动控制功能，实现电机等非阻性负载的保护，在运行过程中，通过实时电流监测功能，实现功率调节，使得本实用新型的固态断路器能够作为起动与保护系统，替代接触器、热继电器、软启动器与电机连接，降低了成本同时也保障系统更加安全高效。

优选的，所述固态断路器包括人机界面模块，人机界面模块通过通讯模块与控制模块连接，通过人机界面模块能够选择是否打开软启动功能。用户可以根据负载特性选择是否打开软启动控制技术，当负载为电机等非阻性负载时，打开软启动控制，当负载为纯阻性负载，可关闭软启动控制。

如图6-8，本实用新型的一种固态断路器的又一改进，包括固态断路器本体 100和与能够固态断路器本体100分离的独立的人机界面单元200，固态断路器本体100和人机界面单元200通过通讯模块连接，人机界面单元200可以装配在固态断路器本体100上，也能从固态断路器本体100上取下，在用户有远程操作的需求时，可拿出人机界面单元200，将人机界面单元200单独安装使用，例如安装在配电柜柜门上，在需要控制固态断路器本体100通断时，无需打开配电柜门，操作固态断路器的方式灵活多样。

所述固态断路器本体100与人机界面单元200的通讯方式可以为有线和/或无线。其中有线通讯方式优选采用Modbus协议，在固态断路器本体100上设有 RJ45插口，人机界面单元200背部设有RJ45插口，固态断路器本体100与人机界面单元200装配在一起或分离时均可通过RJ45插头的数据线连接，完成数据通信。无线通讯方式优选为蓝牙或wifi，固态断路器本体100与人机界面单元 200装配在一起或分离时均可通过无线通讯方式通信。

优选的，固态断路器本体100与人机界面单元200通过有线方式通讯时，人机界面单元200由固态断路器本体100供电，固态断路器本体100通过RJ45 端口给人机界面单元200供电。

优选的，固态断路器本体100与人机界面单元200通过无线方式通讯时，人机界面单元200内部有蓄电池，当人机界面单元200安装在固态断路器本体 100上时，固态断路器本体100通过无线充电方式给人机界面单元200的蓄电池充电，无线充电完成后，可满足人机界面单元200与固态断路器本体100拆分后远程控制时对电能的需要。当然，人机界面单元200上也可以设置充电插孔，通过充电插孔对蓄电池进行充电。

所述固态断路器本体100内部主要功能为电路保护和电路监控，包括控制模块、执行主电路通断的主回路模块、通讯模块(包括有线通信电路和/或无线通信电路)、电流采集模块、电压采集模块和为控制模块等电路供电的电源模块。优选还可以包括无线充电电路。所述主回路模块可以如前述实施例为主开关单元和功率器件开关单元混合组成串联在主回路上；也可为仅包括串联上的功率器件开关单元，不设置主开关单元的机械开关，功率器件开关单元与控制模块连接。所述的控制模块包括主控制器，主控制器为微控制器MCU或单片机，主控制器对主回路进行通断控制和保护，通过通讯模块与人机界面单元200通讯，在接收到人机界面单元200的闭合和断开命令时，主控制器控制主回路接通和断开；在不受人机界面单元200控制的情况下主控制器也能实现对主电路的通断与保护。

所述人机界面单元200内部主要包括单元电源电路、单元通信模块(有线通信电路和或无线通信电路)、电池及电池管理单元模块、人机界面交互模块。优选还包括无线充电接收电路。所述单元电源电路可接收固态断路器本体100 的有线供电及电池的供电进而为人机界面单元200提供电能。所述人机界面交互模块包括单元控制器，所述单元控制器为微控制器MCU或单片机，用于控制参数输入与数据显示，如图3所示，人机界面交互模块包括与单元控制器连接的显示屏和/或控制按键202和或状态指示灯203，所述显示屏为触摸屏201，可通过触摸屏201和/或控制按键202输入控制参数，控制按键202包括对固态断路器本体100状态进行控制的“启动”、“待机”、“停止”等按键，触摸屏201 可进行数据显示，状态指示灯203也可进行数据显示。

优选的，所述人机界面单元200与固态断路器本体100之间可以进行一对一通信控制，也可以进行一对多通信控制，修改控制单元与固态断路器本体100 之间的通信控制设置即可。

优选的，如图9-11所示的三个实施例，所述的固态断路器本体100与人机界面单元200通过卡扣和/或卡槽的结构固定，可轻易拆卸。

如图9所示的实施例，所述人机界面单元200与固态断路器本体100连接的背面形成背面凸起部212，所述固态断路器本体100与人机界面单元200连接的正面设有容纳背面凸起部212的装配槽211，在背面凸起部212的侧边上设有限位卡槽，在装配槽211上对应的侧边上设有限位卡扣，人机界面单元200的背面凸起部212装入装配槽211内，且限位卡槽与限位卡扣配合固定。具体的，背面凸起部212成方形凸起，方形凸起的面积略小于人机界面单元200的背面面积，背面凸起部212的四周形成圆滑倒角，在背面凸起部212的下侧侧边设有条形的第一限位卡槽214，上侧侧边设有多个第一限位卡扣凸点，对应的人机界面单元200的装配槽211四周侧边向底部方向形成圆滑斜面，且装配槽211 设有与第一限位卡槽214配合的凸起的第二限位卡扣条213，以及与多个第一限位卡扣凸点配合的第二限位卡槽215。装配时，人机界面单元200沿垂直于固态断路器本体100正面的方向推入装配。

如图10所示的实施例，所述固态断路器本体100与人机界面单元200连接的正面设有U型的限位凸筋形成的U型卡槽221，U型卡槽221的开口向着上方一侧，所述人机界面单元200与固态断路器本体100连接的背面设有与U型卡槽221匹配的限位凸块222，限位凸块222从U型卡槽221的开口上方一侧向下滑动卡入U型卡槽221内，实现固态断路器本体100与人机界面单元200的安装。进一步的，所述U型卡槽221的两侧侧壁上设有沿着装配方向设置的导向限位槽，限位凸块222的两侧侧壁上设有与导向限位槽配合的凸起的导向限位条，人机界面单元200的限位凸块222滑动安装到U型卡槽221时，导向限位条插入导向限位槽内。

如图11所示的实施例，所述固态断路器本体100与人机界面单元200连接的正面上下两侧分别设有凸起的弹性卡扣臂231，上下两侧的弹性卡扣臂231的距离与人机界面单元200的高度匹配，人机界面单元200整体卡在上下两侧的弹性卡扣臂231形成的卡槽内，弹性卡扣臂231对人机界面单元200起到支撑和卡扣限位的作用。装配时，人机界面单元200倾斜的放在下侧的弹性卡扣臂 231上，然后以下侧的弹性卡扣臂231为支撑转动推入卡槽内，使上侧的弹性卡扣臂231与人机界面单元200上侧卡上。

当然，固态断路器本体100与人机界面单元200还可以采用其它的方式卡扣和或卡槽的结构固定。

优选的，如图12-14所示的又一个实施例，固态断路器设有人机界面单元 200的面为正面，在固态断路器的正面设有容纳接线螺钉的螺钉孔，所述固态断路器还包括螺钉孔罩300，所述螺钉孔罩300与固态断路器卡扣连接且遮挡螺钉孔。如图12所示，在固态断路器的两端设有分别作为输入端和输出端的第一接线端子和第二接线端子，在固态断路器的正面设有与第一接线端子和第二接线端子对应的安装接线螺钉的第一螺钉孔141和第二螺钉孔142，所述螺钉孔罩300与固态断路器卡扣连接，且遮住第一螺钉孔141和第二螺钉孔142，在用户接线完成后，在安装一个螺钉孔罩300，将用于固定进出线的螺钉孔遮住，使其内的接线螺钉不可见，提升安全性。

如图12-14所示，所述的固态断路器包括固态断路器本体100和人机界面单元200，本实施例中人机界面单元200与固态断路器本体100为一体式结构，人机界面单元200固定安装在固态断路器本体100上，当然人机界面单元200 也可以与固态断路器本体100为可拆卸的装配结构。固态断路器本体100内设有控制模块、执行主电路通断的主回路模块、通讯模块等，所述主回路模块可以如前述实施例为主开关单元和功率器件开关单元混合组成串联在主回路上；也可为仅包括串联上的功率器件开关单元，不设置主开关单元的机械开关，功率器件开关单元与控制模块连接，控制模块驱动功率器件开关单元导通或截止实现断路器的闭合和断开。所述的控制模块包括主控制器，主控制器为微控制器MCU或单片机，主控制器对主回路进行通断控制和保护

优选的，所述螺钉孔罩300为一块的独立的塑料盖，螺钉孔罩300一体成型，中部设有避让人机界面单元200的单元避让孔302，以使人机界面单元200 可以突出。所述螺钉孔罩300的大小依据固态断路器本体100以及第一螺钉孔 141和第二螺钉孔142的位置确定，基本与固态断路器本体100正面的面积匹配。

优选的，所述螺钉孔罩300与固态断路器通过卡扣和或卡槽方式固定。如图13-14所示，在固态断路器本体100上设有盖板卡槽141，在螺钉孔罩300与固态断路器本体100连接的背面上凸起设有与盖板卡槽141配合的盖板凸筋301，螺钉孔罩300安装在固态断路器本体100上时，盖板凸筋301卡入盖板卡槽141 内固定。当然，也可以在固态断路器本体100上设置卡扣，在螺钉孔罩300上设置卡槽。

优选的，固态断路器本体100的两端均设有盖板卡槽141，且一端的盖板卡槽141位于固态断路器本体100一端的多个第一螺钉孔141之间，另一端的盖板卡槽141位于固态断路器本体100另一端的多个第二螺钉孔142之间；所述的螺钉孔罩300的两端对应均设有盖板凸筋301。

优选，所述的盖板卡槽141成T字型，所述的盖板凸筋301成T字型。

优选，在所述的螺钉孔罩300在对应盖板凸筋301的位置设有观察孔303，便于装配。

作为另一种优选实施例，所述的固态断路器本体100和人机界面单元200 为可拆卸的装配结构，人机界面单元200通过卡扣和/或卡槽的方式安装在固态断路器本体100上，固态断路器本体10安装人机界面单元200的面为固态断路器正面，所述的螺钉孔罩300中部设有单元避让孔302，且单元避让孔302的侧边向远离固态断路器本体100的一侧凸起形成避让孔侧壁，避让孔侧壁的远离固态断路器本体100的侧边向单元避让孔302延伸设有侧边限位凸起，用于限位人机界面单元200的正面边缘。在螺钉孔罩300安装在固态断路器本体100 上时，通过螺钉孔罩300同时对人机界面单元200正面边缘进行限位，且不影响人机界面单元200的显示和操作。

在安装、检修和拆卸固态断路器时，将螺钉孔罩拿下，可操作固定进出线的螺母；在完成安装、检修和拆卸固态断路器之后，将螺钉孔罩装回固态断路器本体上，这样螺钉孔被遮住，提升产品安全性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种固态断路器，其特征在于：包括固态断路器本体(100)和独立的人机界面单元(200)，固态断路器本体(100)内设有串联在主回路上的功率器件开关单元，与功率器件开关单元连接的控制模块，所述固态断路器本体(100)和人机界面单元(200)通过通讯模块连接，人机界面单元(200)能够通过卡扣和/或卡槽安装在固态断路器本体(100)上。

2.根据权利要求1所述的固态断路器，其特征在于：所述固态断路器本体(100)与人机界面单元(200)的通讯方式为有线和/或无线。

3.根据权利要求1所述的固态断路器，其特征在于：所述固态断路器本体(100)与人机界面单元(200)通过有线方式通信，所述固态断路器本体(100)上设有第一插口，人机界面单元(200)背部设有第二插口，固态断路器本体(100)与人机界面单元(200)装配在一起或分离时均可通过连接第一插口和第二插口的数据线连接，且固态断路器本体(100)通过第一插口和第二插口给人机界面单元(200)供电。

4.根据权利要求1所述的固态断路器，其特征在于：所述固态断路器本体(100)与人机界面单元(200)通过无线方式通信，人机界面单元(200)内部有蓄电池，当人机界面单元(200)安装在固态断路器本体(100)上时，固态断路器本体(100)通过无线充电方式给人机界面单元(200)的蓄电池充电。

5.根据权利要求1所述的固态断路器，其特征在于：所述人机界面单元(200)内部主要包括单元电源电路、单元通信模块、电池及电池管理单元模块、人机界面交互模块，所述人机界面交互模块包括单元控制器，所述单元控制器为微控制器MCU或单片机，用于控制参数输入与数据显示，人机界面交互模块包括与单元控制器连接的显示屏和/或控制按键(202)和或状态指示灯(203)。

6.根据权利要求1所述的固态断路器，其特征在于：固态断路器本体(100)内还设有主开关单元和控制模块，主开关单元和功率器件开关单元串联在主回路上，控制模块分别与主开关单元和功率器件开关单元连接，闭合时控制模块先控制主开关单元闭合，然后控制功率器件开关单元导通，断开时控制模块先控制功率器件开关单元截止，然后控制主开关单元断开。

7.根据权利要求6所述的固态断路器，其特征在于：包括分别与主回路连接的电流采集模块和电压采集模块，电流采集模块和电压采集模块连接的控制模块，所述固态断路器具有软启动功能，在负载启动时，控制模块驱动功率器件开关的导通角逐步增大实现软启动，在负载运行过程中所述控制模块通过电流采集模块进行实时电流监测，如果电流大于预设的功率调节电流阈值，控制模块驱动功率器件开关的导通角减小实现功率调节。

8.根据权利要求1所述的固态断路器，其特征在于：所述人机界面单元(200)与固态断路器本体(100)连接的背面形成背面凸起部(212)，所述固态断路器本体(100)与人机界面单元(200)连接的正面设有容纳背面凸起部(212)的装配槽(211)，在背面凸起部(212)的侧边上设有限位卡槽，在装配槽(211)上对应的侧边上设有限位卡扣，人机界面单元(200)的背面凸起部(212)装入装配槽(211)内，且限位卡槽与限位卡扣配合固定。

9.根据权利要求1所述的固态断路器，其特征在于：所述固态断路器本体(100)与人机界面单元(200)连接的正面设有U型的限位凸筋形成的U型卡槽(221)，U型卡槽(221)的开口向着上方一侧，所述人机界面单元(200)与固态断路器本体(100)连接的背面设有与U型卡槽(221)匹配的限位凸块(222)，限位凸块(222)从U型卡槽(221)的开口上方一侧向下滑动卡入U型卡槽(221)内，实现固态断路器本体(100)与人机界面单元(200)的安装。

10.根据权利要求1所述的固态断路器，其特征在于：所述固态断路器本体(100)与人机界面单元(200)连接的正面上下两侧分别设有凸起的弹性卡扣臂(231)，上下两侧的弹性卡扣臂(231)的距离与人机界面单元(200)的高度匹配，人机界面单元(200)整体卡在上下两侧的弹性卡扣臂(231)形成的卡槽内。

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