CN219875205U - 智能断路器及断路器供电系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供的一种智能断路器及断路器供电系统，涉及低压电器领域。该智能断路器包括传输接口、电源转换电路，控制模块、内部电源。传输接口内侧分别与电源转换电路、控制模块连接，传输接口外侧用于连接多种外部设备，电源转换电路与内部电源连接，其中，电源转换电路根据外部设备的类型切换供电方向。本申请的智能断路器，由于外部设备类型的不同，通过电源转换电路实现传输接口的双向供电，也可通过传输接口实现外部设备与智能断路器之间的数据交互，提高交互效率。

Description

智能断路器及断路器供电系统

技术领域

本申请涉及低压电器领域，具体而言，涉及一种智能断路器及断路器供电系统。

背景技术

智能化电网是未来电网发展的趋势，低压电网智能化的最重要部分是断路器的智能化，智能化低压断路器必须同时具有数字保护、自动控制和通讯功能。

因此，在智能化低压断路器中设置传输接口的情况越来越多，从而通过传输接口实现对智能化低压断路器的供电和通信，但是目前现有技术只通过传输接口实现单向供电，对双向供电具有局限性，而且需要通过人力去单独配置智能化低压断路器参数，配置效率低。

实用新型内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种智能断路器及断路器供电系统，以便实现传输接口的双向供电，也可通过传输接口实现外部设备与智能断路器之间的数据交互，提高交互效率。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种智能断路器，包括：传输接口、电源转换电路，控制模块、内部电源；

所述传输接口内侧分别与所述电源转换电路、所述控制模块连接，所述传输接口外侧用于连接多种外部设备，所述电源转换电路与所述内部电源连接，其中，所述电源转换电路根据所述外部设备的类型切换供电方向。

在可选的实施方式中，所述电源转换电路包括：多个开关单元、外部供电端、内部供电端、内部输出端以及控制端，所述控制端、所述外部供电端通过所述开关单元与所述内部供电端连通，所述外部供电端通过所述开关单元与所述内部输出端连接，所述内部供电端与所述内部电源连接。

在可选的实施方式中，所述开关单元包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管，其中，所述第一开关管的基极连接所述控制端，所述第一开关管的集电极连接所述第二开关管的栅极，所述第二开关管的源极连接所述外部供电端，第二开关管的漏极连接所述控制模块，所述第三开关管的漏极连接所述外部供电端，所述第三开关管源极连接所述内部供电端，所述第三开关管的栅极连接所述第四开关管的集电极，所述第四开关管的基极连接所述第五开关管的集电极，所述第五开关管的基极连接所述控制端。

在可选的实施方式中，所述传输接口包括下述至少一种类型：Type-C、Mini、Micro。

在可选的实施方式中，所述断路器还包括：显示模块，所述控制模块连接所述显示模块，所述显示模块用于显示断路器的参数信息。

第二方面，本申请实施例还提供了一种断路器供电系统，包括：前述的智能断路器、以及外部设备；

所述智能断路器的所述传输接口用于连接所述外部设备。

在可选的实施方式中，所述外部设备包括下述至少一种：存储设备、供电设备、存储设备转接头。

在可选的实施方式中，所述存储设备，用于保存所述断路器的参数信息；

所述传输接口连接所述存储设备时，所述内部电源通过所述电源转换电路向所述存储设备供电。

在可选的实施方式中，所述供电设备通过所述传输接口连接所述电源转换电路；

所述传输接口连接所述供电设备时，所述供电设备通过所述电源转换电路向所述控制模块供电。

在可选的实施方式中，所述外部设备还包括：终端设备，所述终端设备通过所述传输接口连接所述控制模块，用于与所述控制模块进行数据交互。

本申请的有益效果是：

本申请实施例提供的一种智能断路器及断路器供电系统，包括传输接口、电源转换电路，控制模块、内部电源。传输接口内侧分别与电源转换电路、控制模块连接，传输接口外侧用于连接多种外部设备，电源转换电路与内部电源连接，其中，电源转换电路根据外部设备的类型切换供电方向。本申请的智能断路器，由于外部设备类型的不同，通过电源转换电路实现传输接口的双向供电，也可通过传输接口实现外部设备与智能断路器之间的数据交互，提高交互效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种智能断路器的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种电源转换电路的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种传输接口电路图的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种断路器供电系统的结构示意图。

主要元件符号说明：100-智能断路器；110-传输接口；120-电源转换电路；130-控制模块；140-内部电源；150-显示模块；200-外部设备；210-存储设备；220-供电设备；230-存储设备转接头；240-终端设备；Q1-第一开关管；Q2-第二开关管；Q3-第三开关管；Q4-第四开关管；Q5-第五开关管；VBUS-外部供电端；T_+5V-内部供电端；USB_ID-控制端；USB_5V-内部输出端。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。

以下结合附图通过多个示例对本申请提供的智能断路器进行具体的示例说明。

图1为本申请实施例提供的一种智能断路器的结构示意图。如图1所示，该断路器包括：传输接口110、电源转换电路120，控制模块130、内部电源140。

传输接口110内侧分别与电源转换电路120、控制模块130连接，传输接口110外侧用于连接多种外部设备200，电源转换电路120与内部电源140连接，其中，电源转换电路120根据外部设备200的类型切换供电方向。

在本实施例中，智能断路器100中的传输接口110用于实现多种外部设备200与智能断路器100的连接，使得外部设备200与智能断路器100可通过传输接口110进行数据交互，控制模块130可对整个智能断路器100进行控制，内部电源140可以为电池或其他储能设备的形式设置在智能断路器100内部，从而通过内部电源140向智能断路器100内部模块供电，以及向外部设备200供电，内部电源140的形式在此不做限制。

智能断路器100中的电源转换电路120用于实现内部电源140与外部设备200之间的电源转换，其中，电源转换电路120具体根据外部设备200的类型，从而确定供电方向，即内部电源140向外部设备200供电，或者外部设备200向智能断路器100供电。

可选地，其中，传输接口110可以为USB接口，USB即通用串行总线(UniversalSerial Bus，USB)是一种串口总线标准，可规范智能断路器100与外部设备200的连接和通讯，USB接口具有热插拔功能，用于连接多种外部设备200。传输接口110的类型可包括下述至少一种类型：Type-C、Mini、Micro。其中，Type-C是一种USB接口外形标准，拥有比Type-A及Type-B均小的体积，既可以应用于计算机又可以应用于其他外部设备200，Mini是一种USB接口标准，可应用在读卡器、MP3、数码相机以及移动硬盘等外部设备200上，Micro是USB标准的一个便携版本，也是Mini-USB的下一代规格，上述传输接口110的类型均可用于多种外部设备200和智能断路器100的连接。

综上所述，本申请实施例提供的一种智能断路器，包括传输接口、电源转换电路，控制模块、内部电源。传输接口内侧分别与电源转换电路、控制模块连接，传输接口外侧用于连接多种外部设备，电源转换电路与内部电源连接，其中，电源转换电路根据外部设备的类型切换供电方向。本申请的智能断路器，由于外部设备类型的不同，通过电源转换电路实现传输接口的双向供电，也可通过传输接口实现外部设备与智能断路器之间的数据交互，提高交互效率。

图2为本申请实施例提供的一种电源转换电路的结构示意图。图3为本申请实施例提供的一种传输接口电路图的结构示意图。如图2所示，上述电源转换电路包括：多个开关单元、外部供电端VBUS、内部供电端T_+5V、内部输出端USB_5V以及控制端USB_ID，控制端USB_ID、外部供电端VBUS通过开关单元与内部供电端T_+5V连通，外部供电端VBUS通过开关单元与内部输出端USB_5V连接，内部供电端T_+5V与内部电源140连接。

在本实施例中，在描述电源转换电路120之前，通过一种传输接口110电路图对传输接口110的引脚进行解释，如图3所示，传输接口110的引脚包括：电源引脚、检测引脚、数据线正引脚、数据线负引脚，地参考引脚。其中传输接口110电路图中的双向二极管、二极管和芯片为传输接口110的防护器件，防止插拔过程产生的静电对传输接口110造成损害。

具体的，传输接口110的电源引脚连接电源转换电路120的外部供电端VBUS，传输接口110的检测引脚连接控制端USB_ID，检测引脚用于识别不同的电缆端点，电源转换电路120中的内部供电端T_+5V用于连接内部电源140，使得可通过内部供电端T_+5V对外部设备200，以及智能断路器100中的控制模块130进行供电。

继续参考图2，开关单元包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5，其中，第一开关管Q1的基极连接控制端USB_ID，第一开关管Q1的集电极连接第二开关管Q2的栅极，第二开关管Q2的源极连接外部供电端VBUS，第二开关管Q2的漏极连接控制模块130，第三开关管Q3的漏极连接外部供电端VBUS，第三开关管Q3源极连接内部供电端T_+5V，第三开关管Q3的栅极连接第四开关管Q4的集电极，第四开关管Q4的基极连接第五开关管Q5的集电极，第五开关管Q5的基极连接控制端USB_ID。

具体的，多个开关单元中第一开关管Q1、第四开关管Q4和第五开关管Q5可以为晶体管，第二开关管Q2和第三开关管Q3可以为MOS管，从而通过多个开关管的导通和截止实现内部电源140与外部电源之间的转换，其中第一开关管Q1的基极还通过第一电阻R1连接控制端USB_ID，第一开关管Q1的基极和发射极之间连接第一电容C1，并通过发射极接地，第一开关管Q1的集电极还通过第二电阻R2连接第二开关管Q2的栅极，第二开关管Q2的栅极和源极之间连接第三电阻R3，第三开关管Q3的栅极和源极之间还连接第四电阻R4，第三开关管Q3的漏极通过保险丝F1连接内部供电端T_+5V，第三开关管Q3的栅极还通过第五电阻R5连接第四开关管Q4的集电极，第四开关管Q4和第五开关管Q5的发射极接地，第五开关管Q5的集电极和发射极之间还连接第六电阻R6，第五开关管Q5的集电极通过第七电阻R7连接内部供电端T_+5V，第五开关管Q5的基极和发射极之间还连接第二电容C2，第五开关管Q5的基极通过第八电阻R8连接控制端USB_ID。

电源转换电路120根据外部设备200的类型切换供电方向有以下几种可能实现方式：

(1)若传输接口110连接的外部设备200具有供电功能，则此时电源转换电路120的控制端USB_ID外接上拉电阻，第一开关管Q1和第二开关管Q2导通状态，外部供电端VBUS向内部输出端USB_5V供电，内部输出端USB_5V可通过电源电路向控制模块130供电，此时，第三开关管Q3和第四开关管Q4为截止状态，第五开关管Q5导通，使得外部供电端VBUS和内部电源140断开连接。

(2)若传输接口110连接的外部设备200不具有供电功能，则此时电源转换电路120的控制端USB_ID外接下拉电阻，第一开关管Q1和第二开关管Q2为截止状态，使得外部供电端VBUS和内部输出端USB_5V断开，此时，第三开关管Q3和第四开关管Q4为导通状态，第五开关管Q5为截止状态，使得内部电源140通过内部供电端T_+5V向外部供电端VBUS供电，从而通过外部供电端VBUS向外部设备200供电。

(3)若传输接口110外部为悬空状态，也即未接入外部设备，则此时电源转换电路120的控制端USB_ID悬空为高阻状态，第一开关管Q1和第二开关管Q2为截止状态，使得外部供电端VBUS和内部输出端USB_5V断开，此时，第三开关管Q3和第四开关管Q4为导通状态，第五开关管Q5为截止状态，使得内部电源140通过内部供电端T_+5V向外部供电端VBUS供电，但由于没有连接外部设备200，所以外部供电端VBUS不向外部设备200供电。

需要说明的是，断路器还包括：显示模块150，控制模块130连接显示模块150，显示模块150用于显示断路器的参数信息，例如参数信息包括额定电压、额定电流、过载电流等，其中显示模块150的显示单元可以为显示屏、液晶屏，在此不做限制。

本申请实施例还提供了一种断路器供电系统，图4为本申请实施例提供的一种断路器供电系统的结构示意图。如图4所示，断路器供电系统包括：智能断路器100、以及外部设备200。

智能断路器100的传输接口110用于连接外部设备200。

可选地，外部设备200包括下述至少一种：存储设备210、供电设备220、存储设备转接头230。其中，存储设备210，用于保存断路器的参数信息，例如额定电压、额定电流、过载电流等，存储设备210也可保存程序升级文件，存储设备210可以为USB闪存盘(USB flashdisk)即U盘、安全数码卡(Secure Digital Memory Card,SD card)即SD存储卡，传输接口110连接存储设备210时，内部电源140通过电源转换电路120向存储设备210供电。其中，存储设备转接头230，用于放置存储设备210，并与传输接口110连接，实现存储设备210与智能断路器100的连接。

需要说明的是，存储设备210通过存储设备转接头230插入传输接口110后，存储设备210可与智能断路器100中的控制模块130进行数据交互，控制模块130可将智能断路器100的参数信息导入到存储设备210中，同时，将存储设备210插入到另一个智能断路器100时，可以对显示模块150进行操作将存储设备210中的参数信息复制到另一个智能断路器100中，这样可快速将存储设备210数据导入到其他智能断路器100的控制模块130中，实现智能断路器100的参数快速配置。

若存储设备210中存储有程序升级文件，将存储设备210通过存储设备转接头230插入智能断路器100的传输接口110后，可将程序升级文件导入控制模块130中，从而实现程序升级功能。

可选地，供电设备220通过传输接口110连接电源转换电路120，传输接口110连接供电设备220时，供电设备220通过电源转换电路120向控制模块130供电，供电设备220可以为外部充电器、交流/直流电源、充电宝、电池设备等，在此不做限制。

可选地，外部设备200还包括：终端设备240，终端设备240通过传输接口110连接控制模块130，用于与控制模块130进行数据交互。

其中，终端设备240可以为电脑、平板等移动设备，终端设备240通过与传输接口110匹配的数据线与智能断路器100进行连接，从而终端设备240可直接与控制模块130进行通信，并按照通信协议与控制模块130进行通信即数据交互。

本申请实施例提供的一种断路器供电系统，包括：智能断路器、以及外部设备，智能断路器的传输接口用于连接外部设备，若外部设备为存储设备，可通过存储设备实现智能断路器的参数快速配置以及程序升级功能，从而提高参数配置效率以及程序升级效率，节省人力，若外部设备为供电设备，可通过供电设备为智能断路器中的控制模块供电。

以上仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种智能断路器，其特征在于，包括：传输接口、电源转换电路，控制模块、内部电源；

所述传输接口内侧分别与所述电源转换电路、所述控制模块连接，所述传输接口外侧用于连接多种外部设备，所述电源转换电路与所述内部电源连接，其中，所述电源转换电路根据所述外部设备的类型切换供电方向。

2.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述电源转换电路包括：多个开关单元、外部供电端、内部供电端、内部输出端以及控制端，所述控制端、所述外部供电端通过所述开关单元与所述内部供电端连通，所述外部供电端通过所述开关单元与所述内部输出端连接，所述内部供电端与所述内部电源连接。

3.根据权利要求2所述的断路器，其特征在于，所述开关单元包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管，其中，所述第一开关管的基极连接所述控制端，所述第一开关管的集电极连接所述第二开关管的栅极，所述第二开关管的源极连接所述外部供电端，第二开关管的漏极连接所述控制模块，所述第三开关管的漏极连接所述外部供电端，所述第三开关管源极连接所述内部供电端，所述第三开关管的栅极连接所述第四开关管的集电极，所述第四开关管的基极连接所述第五开关管的集电极，所述第五开关管的基极连接所述控制端。

4.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述传输接口包括下述至少一种类型：Type-C、Mini、Micro。

5.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述断路器还包括：显示模块，所述控制模块连接所述显示模块，所述显示模块用于显示断路器的参数信息。

6.一种断路器供电系统，其特征在于，包括：上述权利要求1-5中任一所述的智能断路器、以及外部设备；

所述智能断路器的所述传输接口用于连接所述外部设备。

7.根据权利要求6所述的供电系统，其特征在于，所述外部设备包括下述至少一种：存储设备、供电设备、存储设备转接头。

8.根据权利要求7所述的供电系统，其特征在于，所述存储设备，用于保存所述断路器的参数信息；

所述传输接口连接所述存储设备时，所述内部电源通过所述电源转换电路向所述存储设备供电。

9.根据权利要求7所述的供电系统，其特征在于，所述供电设备通过所述传输接口连接所述电源转换电路；

所述传输接口连接所述供电设备时，所述供电设备通过所述电源转换电路向所述控制模块供电。

10.根据权利要求6所述的供电系统，其特征在于，所述外部设备还包括：终端设备，所述终端设备通过所述传输接口连接所述控制模块，用于与所述控制模块进行数据交互。