一種斷路器熱記憶電路及其充電調(diào)節(jié)方法

專利名稱：一種斷路器熱記憶電路及其充電調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能型斷路器，尤其涉及一種斷路器的熱記憶電路，用以保護(hù)線路及電動(dòng)機(jī)負(fù)載等，屬于斷路器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
斷路器的熱記憶功能是指斷路器將主回路的能量(熱量，主要與主回路電流有關(guān))信息記錄下來并加以保存，以給下次主回路出現(xiàn)過載時(shí)的能量累加提供依據(jù)的功能。 其包括帶電熱記憶和斷電熱記憶兩種。目前帶電熱記憶比較容易實(shí)現(xiàn)，但需要依賴外部電源。斷電熱記憶則可以在系統(tǒng)完全斷電的情況下保存能量信息，并在系統(tǒng)斷電后模擬能量衰減，其需要使用外部儲(chǔ)能器件來實(shí)現(xiàn)。目前斷路器的斷電熱記憶功能普遍采用的是通過控制對(duì)外部儲(chǔ)能電容充電來記錄當(dāng)前主回路的能量累加，以電容的自然放電過程來模擬在斷電情況下主回路的釋能，電容兩端的電壓反映了主回路的能量情況。目前較為普遍采用的斷電熱記憶電路如圖1所示，當(dāng)電流互感器2檢測(cè)到過載電流時(shí)，微處理器4將電流計(jì)算為相應(yīng)的能量，并輸出一定寬度的脈沖來控制開關(guān)單元Ql使其接通，這樣電源電壓VCC就可以通過開關(guān)單元Ql向充電電路的電容Cl充電。同時(shí)微處理器4檢測(cè)該電容Cl上的電壓，與當(dāng)前計(jì)算的相應(yīng)能量的累積值比較后，調(diào)整脈沖寬度來控制該電容上的充電電壓，做到能量累積與電容電壓的匹配；當(dāng)能量累積達(dá)到斷路器1的動(dòng)作條件后，電子脫扣器中的處理器單元驅(qū)動(dòng)磁通變換器3使斷路器1動(dòng)作，系統(tǒng)斷電，電源電壓VCC不再對(duì)充電電路的電容Cl進(jìn)行充電，此時(shí)電容Cl將通過電阻R5開始慢慢放電， 用以模擬斷路器斷電情況下能量的衰減過程。當(dāng)斷路器1再次合閘上電時(shí)，微處理器4通過電壓跟隨電路5讀取電容兩端的剩余電壓，來計(jì)算出衰減后的剩余能量，并將此作為再次能量累積的基數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)斷電后能量的記憶或重復(fù)斷電后能量的連續(xù)累積。此電路需要微處理器4對(duì)電容Cl上的電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并不斷調(diào)節(jié)脈沖寬度來調(diào)節(jié)電容充電，微處理器軟件處理復(fù)雜，占用了較大的軟件資源。同時(shí)由于充電控制完全依賴于微處理器，也降低了產(chǎn)品的可靠性。已知的對(duì)斷路器熱記憶改進(jìn)的技術(shù)，比如中國專利(申請(qǐng)?zhí)?00820185417. X) 公開的一種斷路器熱記憶的電路，包括微控制器、充電電平發(fā)生電路、充電控制電路、充放電電路、反饋緩沖電路。當(dāng)配電系統(tǒng)發(fā)生電流過載時(shí)，低壓斷路器中電子脫扣器的微控制器通過電流互感器檢測(cè)過載電流，將電流計(jì)算為相應(yīng)能量，并將該能量換算為一定比例電壓值，由微控制器的PWM控制輸出，充電電平發(fā)生電路根據(jù)微控制器的輸出得到一定的電壓VCC1，由充放電電路中的電容C2充到此電壓值，當(dāng)能量累積達(dá)到斷路器設(shè)定的動(dòng)作條件后，電子脫扣器的MCU驅(qū)動(dòng)磁通變換器使斷路器動(dòng)作切斷故障線路，斷電時(shí)，充放電電路中 C2電荷通過電阻R2放電，模擬能量衰減，當(dāng)斷路器合閘時(shí)，微控制器在此工作，MCU通過測(cè)量C2上剩余電壓計(jì)算衰減后當(dāng)前剩余能量，將此作為再次能量累積的基數(shù)，實(shí)現(xiàn)斷電后能量的記憶或重復(fù)斷電/過載后能量連續(xù)累積。但其過載電流檢測(cè)、能量轉(zhuǎn)換、充電控制實(shí)際上仍然完全依賴于微處理器，處理軟件只是相對(duì)簡(jiǎn)化，要克服其缺陷，需要新的電路和控制方式。又比如美國授權(quán)專利 US5850330A “Electronic trip device that detects an imminent drop of the power system voltage and comprises a numerical processing circuit and a thermal memory”。公開了一種具有熱記憶的電子脫扣器，但其針對(duì)脫扣器的改進(jìn)方式與中國專利(申請(qǐng)?zhí)?00820185417.X)類似，也未能克服微處理器的軟件復(fù)雜、產(chǎn)品可靠性低的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種根據(jù)電流獨(dú)立調(diào)節(jié)充電的斷路器熱記憶電路，其特征在于包括電流采樣電路、微處理器、充放電電路、電壓采樣電路、PWM比較發(fā)生電路；所述電流采樣電路與PWM比較發(fā)生電路的輸入相連接，將回路電流的電流采樣信號(hào)提供給PWM比較發(fā)生電路；所述微處理器與PWM比較發(fā)生電路連接，將參考電壓提供給PWM比較發(fā)生電路；所述PWM比較發(fā)生電路的輸出與充放電電路連接，用以驅(qū)動(dòng)充放電電路是否充電；所述電壓采樣電路的輸入與充放電電路連接，所述電壓采樣電路的輸出與微處理器連接，將充放電電路的電壓信息反饋給微處理器。進(jìn)一步的所述PWM比較發(fā)生電路包括第一電阻、第二電阻和第一運(yùn)算放大器/比較器及與之輸出連接的上拉電阻；第一電阻一端連接電流采樣電路的輸出，另一端連接第一運(yùn)算放大器的正向輸入端/比較器一輸入端；第二電阻一端連接微處理器的DA腳，另一端連接第一運(yùn)算放大器的反向輸入端/比較器另一輸入端，微處理器的DA腳提供的參考電壓經(jīng)第二電阻輸入所述PWM比較發(fā)生電路。進(jìn)一步的所述充放電電路包括第三電阻、第四電阻、第五電阻、開關(guān)單元、二極管、 儲(chǔ)能電容；第三電阻一端連接所述PWM比較發(fā)生電路的輸出端，另一端連接開關(guān)單元，當(dāng)電流過載時(shí)，所述PWM比較發(fā)生電路通過第三電阻驅(qū)動(dòng)開關(guān)單元導(dǎo)通；充電電壓VCC在開關(guān)單元導(dǎo)通后，經(jīng)第四電阻和二極管對(duì)儲(chǔ)能電容充電；所述電壓采樣電路的輸入與儲(chǔ)能電容的正極連接；儲(chǔ)能電容充電，直到斷路器累積能量達(dá)設(shè)定值觸發(fā)跳閘后，與儲(chǔ)能電容并聯(lián)的第五電阻進(jìn)行放電。進(jìn)一步的開關(guān)單元采用場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET ；第三電阻的另一端連接MOSFET的門極； 第四電阻一端連接VCC，另一端連接MOSFET的漏極；二極管陽極連接MOSFET的源極，二極管陰極連接儲(chǔ)能電容的正極；第五電阻一端連接儲(chǔ)能電容的正極，另一端連接儲(chǔ)能電容的負(fù)極并接地。進(jìn)一步的第四電阻是充電時(shí)的限流電阻。進(jìn)一步的所述電壓采樣電路包括第六電阻、第七電阻、第二運(yùn)算放大器；第六電阻的一端與所述充放電電路的連接，另一端與第二運(yùn)算放大器的正向輸入端連接；第七電阻的一端與第二運(yùn)算放大器的輸出端連接，另一端與微處理器的AD連接。進(jìn)一步的所述PWM比較發(fā)生電路包括第一電阻、第二電阻、比較器和上拉電阻；第一電阻一端連接電流采樣電路的輸出，另一端連接比較器輸入端；第二電阻一端連接微處理器的DA腳，另一端連接比較器另一輸入端，微處理器的DA腳輸出的參考電壓經(jīng)第二電阻提供給所述PWM比較發(fā)生電路；比較器輸出端連接上拉電阻。
所述電流采樣電路的采樣信號(hào)提供給所述PWM比較發(fā)生電路；當(dāng)回路電流超過設(shè)定閾值時(shí)，所述PWM比較發(fā)生電路驅(qū)動(dòng)充放電電路對(duì)儲(chǔ)能電容充電，所述PWM比較發(fā)生電路產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比由回路電流的大小決定，當(dāng)回路電流越大時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比越大，電容充電越快；所述電壓采樣電路將儲(chǔ)能電容的電壓信息反饋給微處理器，在斷路器重復(fù)上電時(shí)提供能量剩余等效值給微處理器處理。當(dāng)回路電流沒有超過設(shè)定閾值時(shí)，參考電壓始終大于電流采樣信號(hào)，所述PWM比較發(fā)生電路不會(huì)驅(qū)動(dòng)電容充放電電路對(duì)儲(chǔ)能電容充電。當(dāng)斷路器再次合閘上電時(shí)，微處理器通過AD檢測(cè)儲(chǔ)能電容上的電壓來直接換算成回路的剩余能量，作為此次能量累積的基數(shù)。還提供一種新的控制方法，根據(jù)電流獨(dú)立調(diào)節(jié)充電的斷路器熱記憶電路的充電調(diào)節(jié)方法，包括所述PWM比較發(fā)生電路基于回路電流的采用信號(hào)及參考電壓驅(qū)動(dòng)充放電電路充電，當(dāng)回路電流超過設(shè)定閾值時(shí)，PWM比較發(fā)生電路驅(qū)動(dòng)充放電電路充電，當(dāng)回路電流沒有超過設(shè)定閾值時(shí)，PWM比較發(fā)生電路不會(huì)驅(qū)動(dòng)充放電電路充電。當(dāng)回路電流超過設(shè)定閾值時(shí)，所述PWM比較發(fā)生電路產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比由回路電流的大小決定，當(dāng)回路電流越大時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比越大，充放電電路充電越快。所述電壓采樣電路將電壓信息反饋給微處理器，在重復(fù)上電時(shí)提供能量剩余等效值給微處理器處理，作為此次能量累積的基數(shù)。采用上述與之前的電路及控制方式不同的技術(shù)方案斷路器的熱記憶電路，其具有對(duì)斷路器的斷電熱記憶功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器的斷電熱記憶。本發(fā)明對(duì)電容的充電控制完全采用模擬電路實(shí)現(xiàn)，具有相對(duì)的獨(dú)立性。當(dāng)采用本方案的斷路器檢測(cè)到過載電流時(shí)，微處理器只需提供一個(gè)參考電壓，對(duì)電容的充電的控制則直接取決于電流采樣信號(hào)的大小， 即實(shí)際電流的大小，微處理器不需要對(duì)累積能量做處理來控制電容充電，對(duì)開關(guān)單元的PWM 控制也完全采用模擬電路來實(shí)現(xiàn)，這就大大減輕了軟件負(fù)擔(dān)，節(jié)省了軟件資源。同時(shí)，這種相對(duì)獨(dú)立的控制方式，是直接由電流信號(hào)來控制電容的充電，避免了中間環(huán)節(jié)，提高了熱記憶功能的精度及可靠性。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的斷電器熱記憶電路圖。圖2為本發(fā)明電路原理框圖。圖3為本發(fā)明電路原理圖。圖4為本發(fā)明具體實(shí)施例的電路圖。圖5至圖7為本發(fā)明仿真波形圖。圖8至圖11為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)波形圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的技術(shù)方案的一種斷路器的熱記憶電路，其具有對(duì)斷路器的斷電熱記憶功能。本發(fā)明對(duì)電容的充電控制完全采用模擬電路實(shí)現(xiàn)，具有相對(duì)的獨(dú)立性，無需完全依賴微控制器的控制。圖2為本發(fā)明的電路原理框圖。一種斷路器的熱記憶電路，包括微處理器、電流采樣電路、PWM(脈寬調(diào)制)比較發(fā)生電路、充放電電路(為儲(chǔ)能的電容充放電)、電壓采樣電路，上述各組成部分的關(guān)聯(lián)以及工作流程為微控制器提供參考電壓給PWM比較發(fā)生電路，電流采樣電路的采樣信號(hào)提供給PWM比較發(fā)生電路；當(dāng)回路電流沒有超過設(shè)定閾值時(shí)， 參考電壓始終大于電流采樣信號(hào)，PWM比較發(fā)生電路不會(huì)驅(qū)動(dòng)電容充放電電路對(duì)儲(chǔ)能電容充電；當(dāng)回路電流超過設(shè)定閾值時(shí)，PWM比較發(fā)生電路驅(qū)動(dòng)充放電電路對(duì)儲(chǔ)能電容充電，此時(shí)，PWM比較發(fā)生電路產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比由回路電流的大小決定，如果回路電流越大，則驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比越大，電容充電越快；電壓反饋電路將充放電電容的電壓信息反饋給微處理器，在斷路器重復(fù)上電時(shí)提供能量剩余等效值給微處理器處理。圖3為本發(fā)明的電路原理圖。本發(fā)明的斷路器熱記憶電路，對(duì)電流采樣、微處理器、充放電部分的電路和控制方式進(jìn)行了改變。其包括PWM比較發(fā)生電路7，實(shí)現(xiàn)電容充放電的充放電電路9，電壓采樣電路8，電流采樣，微處理器。PWM比較發(fā)生電路7包括運(yùn)算放大器U12、微處理器DA提供的參考電壓Vref經(jīng)由電阻輸入運(yùn)算放大器U12的一輸入端(如反向輸入端)，電流采樣的輸出到運(yùn)算放大器U12 的另一輸入端(如正向輸入端)，運(yùn)算放大器U12的輸出經(jīng)過電阻R12控制開關(guān)單元Qll的導(dǎo)通狀態(tài)(如連接到MOSFET開關(guān)單元Qll的門極)。電壓采樣電路8包括電阻R14、運(yùn)算放大器U11、電阻R13，電阻R14 —端與充放電電路的儲(chǔ)能電容Cll正極連接、另一端與運(yùn)算放大器Ull的正向輸入端連接，電阻R13的一端與運(yùn)算放大器Ull的輸出端連接、另一端連接到微處理器的AD。充放電電路包括限流電阻，電限流電阻Rll —端連接到充電電壓VCC，限流電阻 Rll另一端連接到開關(guān)單元Qll—端(如場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET漏極)，開關(guān)單元Qll另一端(如 MOSFET的源極)連接到二極管Dll的輸入端(如陽極)，二極管Dll的輸出端(如陰極) 連接到儲(chǔ)能電容Cll 一端(如電容的正極)，放電電阻R15與儲(chǔ)能電容Cll并聯(lián)(如電阻 R15 —端與電容正極，另一端與電容負(fù)極連接并且接地)。當(dāng)斷路器出現(xiàn)過載電流時(shí)，電流采樣的信號(hào)會(huì)相應(yīng)的比較大，當(dāng)其峰值超過參考電壓Vref時(shí)，PWM比較發(fā)生電路7的運(yùn)算放大器U12的輸出端，就會(huì)有驅(qū)動(dòng)充電的PWM輸出，驅(qū)動(dòng)開關(guān)單元Q 11導(dǎo)通，VCC經(jīng)充電限流電阻R11、開關(guān)單元Q11、二極管D11，給充放電電路的儲(chǔ)能電容Cll充電；過載電流越大，電流采樣的信號(hào)輸出也越大，其波形超過Vref的部分也越多，所以PWM的占空比也越大，開關(guān)單元Qll的導(dǎo)通時(shí)間越長，儲(chǔ)能電容Cll充電越快。充電電路會(huì)自動(dòng)根據(jù)實(shí)際電流大小來控制儲(chǔ)能電容Cll是否充電及充電快慢，用以反映能量的累積。當(dāng)斷路器累積能量達(dá)到設(shè)定值觸發(fā)跳閘(脫扣)后，儲(chǔ)能電容Cll會(huì)由放電電阻R15放電，來模擬能量的衰減過程。當(dāng)斷路器再次合閘上電時(shí)，微處理器通過AD 檢測(cè)儲(chǔ)能電容Cll上的電壓來直接換算成回路的剩余能量，作為此次能量累積的基數(shù)。進(jìn)一步的，還有其他可替代的方式，使得其方案達(dá)到同樣的目的和效果，如就電路拓?fù)涠?，以圖3為例，運(yùn)算放大器U12可以采用運(yùn)算放大器，也可以采用比較器，不同之處在于比較器的輸出要加上拉電阻。如圖4，給出了本發(fā)明更具體的實(shí)施方式電路圖。電流采樣電路10 (電流采樣電路使用的電壓Vrefl采用2. 5VDC)，將電流采樣的信號(hào)提供給PWM比較發(fā)生電路11 ；微控制器 DA提供給PWM比較發(fā)生電路11 一參考電壓Vref 2 (采用2. 5VDC+AV1)；充放電電路12，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電容C4的充放電，其包括與儲(chǔ)能電容C4并聯(lián)的放電電阻R8;充電由開關(guān)單元Ql (如采用場(chǎng)效應(yīng)管M0SFET)控制。
電流采樣電路10的輸出端將采樣信號(hào)，經(jīng)PWM比較發(fā)生電路11的電阻R6輸入到 PWM比較發(fā)生電路11的運(yùn)算放大器U2的正向輸入端，參考電壓Vref2則經(jīng)PWM比較發(fā)生電路11的電阻R5提供到PWM比較發(fā)生電路11的運(yùn)算放大器U2的反向輸入端，運(yùn)算放大器 U2的輸出，經(jīng)電阻R7連接到開關(guān)單元Ql (如MOSFET的門極)。在如電流過載的情況發(fā)生時(shí)，驅(qū)動(dòng)開關(guān)單元Ql導(dǎo)通，使得充電電壓VCC經(jīng)限流電阻、二極管Dl向與二極管Dl陰極連接的儲(chǔ)能電容C4 (如與儲(chǔ)能電容C4正極連接)充電以反映能量的累積，當(dāng)斷路器累積能量達(dá)到設(shè)定值觸發(fā)跳閘后，儲(chǔ)能電容C4經(jīng)與其并聯(lián)的放電電阻R8放電，來模擬能量的衰減過程。電壓采樣電路的電阻R9 —端與儲(chǔ)能電容C4正極連接，另一端連接電壓采樣電路的運(yùn)算放大器U3正向輸入端，電壓采樣電路的運(yùn)算放大器U 3的輸出端連接電壓采樣電路的電阻RlO —端，而電阻RlO的另一端連接微處理器的AD。當(dāng)斷路器再次合閘上電時(shí)，微處理器通過AD檢測(cè)儲(chǔ)能電容C4上的電壓來直接換算成回路的剩余能量，作為此次能量累積的基數(shù)。需要說明的是，工作原理以及各部分的連接關(guān)系，圖4反應(yīng)的實(shí)施方式與圖2、3的描述相同，電路組成結(jié)構(gòu)和處理方式，圖3與圖4所示的標(biāo)記雖然不同，但對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)和工作流程實(shí)質(zhì)是一樣的。本發(fā)明可以應(yīng)用于其它任何使用斷電熱記憶電路的保護(hù)類產(chǎn)品，比如塑殼斷路器，電動(dòng)機(jī)保護(hù)類產(chǎn)品等。本發(fā)明的仿真/實(shí)驗(yàn)/使用的情況對(duì)具有電流互感器狀態(tài)檢測(cè)功能的信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，仿真結(jié)果如下如圖5所示，回路電流超過設(shè)定閾值時(shí)，電容充電波形；如圖6所示，回路電流超過設(shè)定閾值時(shí)，且電流較大時(shí)，電容充電波形；和圖5比較可以看出，其充電速率較快。如圖7所示，當(dāng)回路電流超過設(shè)定閾值時(shí)，電容充電的過程示意。使用電流采樣信號(hào)直接對(duì)斷電熱記憶的充放電電容的充電過程進(jìn)行控制。當(dāng)回路電流沒有超過設(shè)定閾值時(shí)，控制充電的MOSFET(如圖4的Ql或圖3的Qll)的門極驅(qū)動(dòng)一直為低電位，Ql (或Qll)不導(dǎo)通，VCC也就不給電容充電；當(dāng)回路電流超過設(shè)定閾值時(shí)，控制充電的Ql (或Qll)的門極驅(qū)動(dòng)占空比的大小由回路電流的大小決定，回路電流越大，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比越大，Ql (或Qll)的導(dǎo)通時(shí)間也就越長，電容充電越快。以上過程就直接反映了回路上的能量累積過程，并且此控制是不需要微處理器參與的，大大節(jié)省了軟件資源，提高了控制效率和可靠性，從而解決了過度依賴微處理器的控制以及處理軟件過度復(fù)雜的問題，能根據(jù)電流獨(dú)立地調(diào)節(jié)/控制充電。對(duì)電路設(shè)計(jì)在控制板上進(jìn)行了實(shí)際電路的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)波形如下如圖8所示，回路電流超過設(shè)定閾值時(shí)，電容充電波形。如圖9所示，回路電流超過設(shè)定閾值時(shí)，PWM驅(qū)動(dòng)波形。如圖10所示，回路電流超過設(shè)定閾值且比較大時(shí)，電容充電波形。如圖11所示，回路電流超過設(shè)定閾值且比較大時(shí)，充電MOS驅(qū)動(dòng)波形。可見，當(dāng)回路電流大小不一樣時(shí)，電容的充電速度是不同的，電流越大，充電速度越快，符合實(shí)際的熱累積效應(yīng)。
以上描述的僅僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，以便本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或者使用本發(fā)明公開的內(nèi)容。同時(shí)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，對(duì)這些公開內(nèi)容的各種修改都是顯而易見的。本領(lǐng)域在本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)所得到的任何修改、變換、替換的技術(shù)方案均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種根據(jù)電流獨(dú)立調(diào)節(jié)充電的斷路器熱記憶電路，其特征在于包括 電流采樣電路、微處理器、充放電電路、電壓采樣電路、PWM比較發(fā)生電路；所述電流采樣電路與PWM比較發(fā)生電路的輸入相連接，將回路電流的電流采樣信號(hào)提供給PWM比較發(fā)生電路；所述微處理器與PWM比較發(fā)生電路連接，將參考電壓提供給PWM比較發(fā)生電路； 所述PWM比較發(fā)生電路的輸出與充放電電路連接，用以驅(qū)動(dòng)充放電電路是否充電； 所述電壓采樣電路的輸入與充放電電路連接，所述電壓采樣電路的輸出與微處理器連接，將充放電電路的電壓信息反饋給微處理器。
2.如權(quán)利要求1所述的斷路器熱記憶電路，其特征在于所述PWM比較發(fā)生電路包括第一電阻、第二電阻和第一運(yùn)算放大器；第一電阻一端連接電流采樣電路的輸出，另一端連接第一運(yùn)算放大器的正向輸入端； 第二電阻一端連接微處理器的DA腳，另一端連接第一運(yùn)算放大器的反向輸入端，微處理器的DA腳輸出的參考電壓經(jīng)第二電阻提供給所述PWM比較發(fā)生電路。
3.如權(quán)利要求1所述的斷路器熱記憶電路，其特征在于所述充放電電路包括第三電阻、第四電阻、第五電阻、開關(guān)單元、二極管、儲(chǔ)能電容；第三電阻一端連接所述PWM比較發(fā)生電路的輸出端，另一端連接開關(guān)單元，當(dāng)電流過載時(shí)，所述PWM比較發(fā)生電路通過第三電阻驅(qū)動(dòng)開關(guān)單元導(dǎo)通；充電電壓VCC在開關(guān)單元導(dǎo)通后，經(jīng)第四電阻和二極管對(duì)儲(chǔ)能電容充電； 所述電壓采樣電路的輸入與儲(chǔ)能電容的正極連接；儲(chǔ)能電容充電，直到斷路器累積能量達(dá)設(shè)定值觸發(fā)跳閘后，與儲(chǔ)能電容并聯(lián)的第五電阻進(jìn)行放電。
4.如權(quán)利要求3所述的斷路器熱記憶電路，其特征在于開關(guān)單元采用場(chǎng)效應(yīng)管 MOSFET ；第三電阻的另一端連接MOSFET的門極； 第四電阻一端連接VCC，另一端連接MOSFET的漏極； 二極管陽極連接MOSFET的源極，二極管陰極連接儲(chǔ)能電容的正極； 第五電阻一端連接儲(chǔ)能電容的正極，另一端連接儲(chǔ)能電容的負(fù)極并接地。
5.如權(quán)利要求1所述的斷路器熱記憶電路，其特征在于所述電壓采樣電路包括第六電阻、第七電阻、第二運(yùn)算放大器；第六電阻的一端與所述充放電電路連接，另一端與第二運(yùn)算放大器的正向輸入端連接；第七電阻的一端與第二運(yùn)算放大器的輸出端連接，另一端與微處理器的AD連接。
6.如權(quán)利要求1所述的斷路器熱記憶電路，其特征在于所述PWM比較發(fā)生電路包括第一電阻、第二電阻、比較器和上拉電阻；第一電阻一端連接電流采樣電路的輸出，另一端連接比較器輸入端； 第二電阻一端連接微處理器的DA腳，另一端連接比較器另一輸入端，微處理器的DA腳輸出的參考電壓經(jīng)第二電阻提供給所述PWM比較發(fā)生電路； 比較器輸出端連接上拉電阻。
7.如權(quán)利要求3或4所述的斷路器熱記憶電路，其特征在于第四電阻是充電時(shí)的限流電阻。
8.權(quán)利要求1至6所述的根據(jù)電流獨(dú)立調(diào)節(jié)充電的斷路器熱記憶電路的充電調(diào)節(jié)方法，包括所述PWM比較發(fā)生電路基于回路電流的采用信號(hào)及參考電壓驅(qū)動(dòng)充放電電路充電，當(dāng)回路電流超過設(shè)定閾值時(shí)，PWM比較發(fā)生電路驅(qū)動(dòng)充放電電路充電，當(dāng)回路電流沒有超過設(shè)定閾值時(shí)，PWM比較發(fā)生電路不會(huì)驅(qū)動(dòng)充放電電路充電。
9.如權(quán)利要求8所述的充電調(diào)節(jié)方法，還包括當(dāng)回路電流超過設(shè)定閾值時(shí)，所述PWM比較發(fā)生電路產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比由回路電流的大小決定，當(dāng)回路電流越大時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比越大，充放電電路充電越快。
10.如權(quán)利要求8所述的充電調(diào)節(jié)方法，還包括所述電壓采樣電路將電壓信息反饋給微處理器，在重復(fù)上電時(shí)提供能量剩余等效值給微處理器處理，作為此次能量累積的基數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種根據(jù)電流獨(dú)立調(diào)節(jié)充電的斷路器熱記憶電路及其充電調(diào)解方法。對(duì)電容的充電控制完全采用模擬電路實(shí)現(xiàn)。電路包括微處理器、電流采樣電路、PWM比較發(fā)生電路、充放電電路、電壓采樣電路，當(dāng)回路電流沒有超過設(shè)定閾值時(shí)，參考電壓始終大于電流采樣信號(hào)，PWM比較發(fā)生電路不會(huì)驅(qū)動(dòng)電容充放電電路對(duì)儲(chǔ)能電容充電；當(dāng)回路電流超過設(shè)定閾值時(shí)，PWM比較發(fā)生電路驅(qū)動(dòng)充放電電路對(duì)儲(chǔ)能電容充電，PWM比較發(fā)生電路產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比由回路電流的大小決定，回路電流越大，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比越大，電容充電越快，電壓反饋電路將充放電電容的電壓信息反饋給微處理器，在斷路器重復(fù)上電時(shí)提供能量剩余等效值給微處理器處理。
文檔編號(hào)H02M3/07GK102570801SQ20121000907
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者張佳, 徐澤亮, 徐首旗, 楊興勇 申請(qǐng)人:上海諾雅克電氣有限公司