断路器的欠电压保护脱扣器的制作方法

    专利2022-07-10  90


    本实用新型涉及低压断路器,具体涉及一种断路器的欠电压保护脱扣器。



    背景技术:

    断路器是一种常见的电路控制元件,在电源电压过低时,断路器的欠电压脱扣器能够切断电源与负载的连接为负载提供保护作用。欠电压脱扣器的线圈与两条电源线连接,当三相交流电源的电压很低时,两条电源线之间的电压也很低,流过欠电压脱扣器线圈的电流较小,线圈产生的磁场较弱,不足以吸引住衔铁,衔铁移动推动杠杆使搭钩脱离,从而使断路器断开电源与负载的连接。目前,市场上大部分的欠电压脱扣器不具备失压保护的功能且规格单一,而且现有的欠电压脱扣器具有线圈发热量大、合闸不稳定等缺陷。



    技术实现要素:

    本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种发热量低、性能稳定的断路器的欠电压保护脱扣器。

    为实现上述目的,本实用新型采用了如下技术方案:

    一种断路器的欠电压保护脱扣器,包括连接在主线路上的电源电路、电压检测比较电路、线圈驱动电路和脱扣器ka;所述电源电路、电压检测比较电路、线圈驱动电路及脱扣器ka连接形成脱扣回路,电源电路为脱扣回路供电;所述电压检测比较电路通过线圈驱动电路控制脱扣器ka的断开或吸合,在主线路电压正常时,所述脱扣器ka保持吸合,在主线路欠压或失压时,脱扣器ka断开;所述线圈驱动电路包括瞬间驱动电路和维持驱动电路,所述瞬间驱动电路和维持驱动电路分别与同一个脱扣器ka连接,在主线路电压恢复后,断开的脱扣器ka由瞬间驱动电路驱动闭合,随后仅由维持驱动电路使脱扣器ka保持吸合状态。

    进一步,所述瞬间驱动电路包括三极管q1和开关管q3,维持驱动电路包括开关管q4,所述电压检测比较电路、瞬间驱动电路通过三极管q1和开关管q3控制脱扣器ka,电压检测比较电路、维持驱动电路通过开关管q4控制脱扣器ka;

    在主线路电压恢复后,电压检测比较电路向线圈驱动电路输出控制信号,所述控制信号导通三极管q1和开关管q4,所述三极管q1驱动开关管q3导通输出启动电流使脱扣器ka瞬间吸合,且开关管q3在瞬间导通后关闭;所述开关管q4导通输出维持闭合电流使脱扣器ka保持吸合状态。

    进一步,所述瞬间驱动电路包括电阻r7、电容器c2、电阻r8、电阻r9、电阻r10、三极管q1、mos管q3、二极管d2和稳压二极管d3;

    电阻r7的一端与电压检测比较电路的输出端连接,电阻r7的另一端与电容器c2的一端连接,电容器c2的另一端与电阻r8、稳压二极管d3的阴极连接,电阻r8的另一端与三极管q1的基极连接,三极管q1的集电极经电阻r9接电源电路,三极管q1的发射极、电阻r10的一端与mos管q3的栅极连接,mos管q3的源极与gnd连接,mos管的漏极、二极管d2的阳极与脱扣器ka的一端连接,二极管d2的阴极、脱扣器ka的另一端与电源电路连接,稳压二极管d3的阳极与电阻r10的另一端连接并与gnd连接。

    进一步,所述维持驱动电路包括电阻r11、稳压二极管d4、电阻r14、mos管q4、电阻r12、电阻r13和二极管d2;

    所述电阻r11的一端与电压检测比较电路的输出端连接,电阻r11的另一端与稳压二极管d4的阴极、电阻r14的一端、mos管q4的栅极连接,稳压二极管d4的阳极与电阻r14的另一端连接并接地,mos管q4的源极与gnd连接,mos管q4的漏极与电阻r13的一端连接,电阻r13的另一端与电阻r12的一端连接,电阻r12的另一端、二极管d2的阳极与脱扣器ka连接,二极管d2的阴极、脱扣器ka的另一端与电源电路连接。

    进一步,所述电源电路包括浪涌吸收电路、整流电路和线性稳压电路,所述电压检测比较电路包括电压采样电路和电压滞回比较电路;

    所述浪涌吸收电路连接在主线路上,整流电路的输入端与浪涌吸收电路的输出端连接,整流电路的输出端与线性稳压电路的输入端连接,整流电路的输出端与脱扣器ka的一端、电压采样电路连接,线性稳压电路的输出端与电压滞回比较电路、瞬间驱动电路连接;所述电压滞回比较电路的输出端分别与瞬间驱动电路和维持驱动电路连接;

    所述电压滞回比较电路包括运算放大器u1a、比较器滞回电路和分压电路,电压采样电路连接在运算放大器u1a的正向输入端与电源电路之间用于采样电源电压,比较器滞回电路并联在运算放大器u1a的正向输入端和输出端,分压电路连接在运算放大器u1a的反向输入端与线性稳压电路之间用于产生基准电压。

    进一步,所述电压采样电路与电压滞回比较电路使运算放大器u1a触发电压产生回差,在电压从35%额定电压上升至正常电压时,在达到70%~85%的额定电压时,脱扣器可吸合;在电压从正常电压下降,在降至35%~70%的额定电压时,脱扣器断开。

    进一步,还包括比较电路,所述比较电路连接在电压滞回比较电路与维持驱动电路之间,比较电路用于消除电压滞回比较电路输出的毛刺电压信号。

    进一步,所述比较电路包括运算放大器u1b、电阻r18和电阻r19,所述运算放大器u1b的反向输入端、输出端分别与维持驱动电路连接,运算放大器u1b的正向输入端分别与电阻r18、电阻r19的一端连接,电阻r18的另一端与电压滞回比较电路连接,电阻r19的另一端与gnd连接。

    进一步,所述维持驱动电路和比较电路包括电阻r18、电阻r19、运算放大器u1b、电阻r11、稳压二极管d4、电阻r14、电阻r20、mos管q4、电阻r12、电阻r13和二极管d2;

    所述运算放大器u1b的正向输入端与电阻r18、电阻r19的一端连接,电阻r18的另一端与电压滞回比较电路连接,电阻r19的另一端与gnd连接,运算放大器u1b的反向输入端与电阻r20、mos管q4的源极连接,运算放大器u1b的输出端与电阻r11的一端连接,电阻r11的另一端与稳压二极管d4的阴极、电阻r14的一端、mos管q4的栅极连接,mos管q4的漏极与电阻r13的一端连接,电阻r13的另一端与电阻r12连接,电阻r12的另一端、二极管d2的阳极与脱扣器ka的一端连接,二极管d2的阴极、脱扣器ka的另一端与电源电路连接。

    进一步,所述电压采样电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3和电容器c1,所述电阻r1的一端与电源电路连接,电阻r1的另一端与电容器c1、电阻r2、电阻r3的一端连接,电容器c1、电阻r2的另一端与gnd连接,电阻r3的另一端连接在运算放大器u1a的正向输入端;

    所述分压电路包括电阻r5和电阻r6,电阻r5的一端与电源电路连接,电阻r5的另一端、电阻r6的一端连接在运算放大器u1a的反向输入端,电阻r6的另一端与gnd连接;

    所述比较器滞回电路包括电阻r4和电容器c5,电阻r4、电容器c5的一端连接在运算放大器u1a的正向输入端,电阻r4、电容器c5的另一端连接在运算放大器u1a的输出端。

    进一步,所述电源电路包括浪涌吸收电路、整流电路和线性稳压电路;

    所述浪涌吸收电路包括压敏电阻rv,压敏电阻rv的两端分别连接在l相线、n相线上;

    所述整流电路包括由多个二极管连接形成的整流桥d1,整流桥d1的两个输入端分别连接在压敏电阻rv的两端,整流桥d1的一个输出端与gnd连接,整流桥d1的另一个输出端与线性稳压电路、线圈驱动电路连接;

    所述线性稳压电路包括电阻r15、电阻r16、电阻r17、稳压二极管d5、三极管q2、电容器c3和电容器c4,所述电阻r15、电阻r16、电阻r17的一端与整流桥d1的一个输出端连接,电阻r15、电阻r16的另一端、稳压二极管d5的阴极与三极管q2的基极连接,电阻r17的另一端与三极管q2的集电极连接,电容器c3的正极、电容器c4的一端与三极管q2的发射极连接,三极管q2的发射极作为电源端与电压检测比较电路、线圈驱动电路连接,电容器c3的负极、电容器c4的另一端、稳压二极管d5的阳极与gnd连接。

    本实用新型的一种断路器的欠电压保护脱扣器,包括瞬间驱动电路和维持驱动电路,分别与同一脱扣器ka连接,在电压恢复正常后,断开的脱扣器ka由瞬间驱动电路产生较大导通电流使脱扣器ka吸合,在脱扣器ka瞬间吸合后仅由维持驱动电路产生较小维持电流使脱扣器ka持续吸合,降低脱扣器ka发热,减少产品温升,提高产品工作稳定性;同时,瞬间驱动电路和维持驱动电路控制同一个脱扣器ka,降低产品成本,节省产品空间。

    此外,还设置有用于消除电压检测比较电路输出的毛刺电压信号,避免脱扣器在吸合时产生震颤,增加了产品的稳定性。

    附图说明

    图1-2是本实用新型一种断路器的欠电压保护脱扣器的结构示意图;

    图3是本实用新型一种断路器的欠电压保护脱扣器的第一实施例的结构示意图;

    图4是本实用新型一种断路器的欠电压保护脱扣器的第二实施例的结构示意图。

    具体实施方式

    以下结合附图1至4给出的实施例,进一步说明本实用新型的一种断路器的欠电压保护脱扣器的具体实施方式。本实用新型的一种断路器的欠电压保护脱扣器不限于以下实施例的描述。

    一种断路器的欠电压保护脱扣器,包括连接在主线路上的电源电路、电压检测比较电路、线圈驱动电路和脱扣器ka;所述电源电路、电压检测比较电路、线圈驱动电路及脱扣器ka连接形成脱扣回路,电源电路为脱扣回路供电;

    所述电压检测比较电路包括电压比较器,所述电压比较器对比采样电压与基准电压后通过线圈驱动电路控制脱扣器ka的断开或闭合,在主线路电压正常时,所述脱扣器ka保持吸合,在主线路欠压或失压时,脱扣器ka断开;

    所述线圈驱动电路包括瞬间驱动电路106和维持驱动电路107,所述瞬间驱动电路106和维持驱动电路107分别与同一个脱扣器ka连接,在主线路电压恢复后,断开的脱扣器ka由瞬间驱动电路106驱动闭合,随后仅由维持驱动电路107使脱扣器ka保持吸合状态。

    本实用新型的一种断路器的欠电压保护脱扣器,包括瞬间驱动电路和维持驱动电路,分别与同一脱扣器ka连接,在电压恢复正常后,断开的脱扣器ka由瞬间驱动电路106产生较大导通电流使脱扣器ka吸合,在脱扣器ka瞬间吸合后仅由维持驱动电路107产生较小维持电流使脱扣器ka持续吸合,降低脱扣器ka发热,减少产品温升,提高产品工作稳定性;同时,瞬间驱动电路106和维持驱动电路107控制同一个脱扣器ka,降低产品成本,节省产品空间。

    结合图1-3提供第一种实施例,一种应用于断路器中的欠电压保护脱扣器,包括连接在主线路上的电源电路、电压检测比较电路、线圈驱动电路和脱扣器ka;所述电源电路、电压检测比较电路、线圈驱动电路及脱扣器ka连接形成脱扣回路,电源电路为脱扣回路供电;

    所述电压检测比较电路包括电压比较器,所述电压比较器对比采样电压与基准电压后通过线圈驱动电路控制脱扣器ka的断开或闭合,在主线路电压正常时,所述脱扣器ka保持吸合,在主线路欠压或失压时,脱扣器ka断开;

    所述线圈驱动电路包括瞬间驱动电路106和维持驱动电路107,所述瞬间驱动电路106和维持驱动电路107分别与同一个脱扣器ka连接,在主线路电压恢复后,断开的脱扣器ka由瞬间驱动电路106驱动闭合,随后仅由维持驱动电路107使脱扣器ka保持吸合状态。

    如图2所示,所述电源电路包括浪涌吸收电路101、整流电路102和线性稳压电路103,所述电压检测比较电路包括电压采样电路104和电压滞回比较电路105;所述浪涌吸收电路101连接在主线路上,整流电路102的输入端与浪涌吸收电路101的输出端连接,整流电路102的输出端与线性稳压电路103的输入端连接,整流电路102的输出端与脱扣器ka的一端、电压采样电路104连接,线性稳压电路103的输出端与电压滞回比较电路105、瞬间驱动电路106连接;所述电压滞回比较电路105的输出端分别与瞬间驱动电路106和维持驱动电路107连接。

    所述电压滞回比较电路105包括一个作为电压比较器的运算放大器u1a、比较器滞回电路和分压电路,运算放大器u1a可由线性稳压电路103供电,电压采样电路104连接在运算放大器u1a的正向输入端与电源电路之间用于采样电源电压,比较器滞回电路并联在运算放大器u1a的正向输入端和输出端,分压电路连接在运算放大器u1a的反向输入端与电源电路(具体为电源电路的线性稳压电路103)之间用于产生基准电压;

    所述电压采样电路104与电压滞回比较电路105使运算放大器u1a触发电压产生回差,在电压从35%额定电压上升至正常电压时,在达到70%~85%的额定电压时,脱扣器可吸合;在电压从正常电压下降,在降至35%~70%的额定电压时,脱扣器断开。

    结合图3、4详细介绍在主线路电压恢复正常后,线圈驱动电路驱动脱扣器ka闭合的过程。所述瞬间驱动电路106包括三极管q1和开关管q3,维持驱动电路107包括开关管q4,所述电压检测比较电路、瞬间驱动电路106通过三极管q1和开关管q3控制脱扣器ka,电压检测比较电路、维持驱动电路107通过开关管q4控制脱扣器ka,在本实施例中,开关管q3、开关管q4优选n型mos管,当n型mos管的栅极电压大于阈值电压,n型mos管的漏极、源极导通,当n型mos管的栅极电压小于阈值电压,n型mos管的漏极、源极无法导通

    在主线路电压恢复后,电压检测比较电路向线圈驱动电路输出控制信号,通常控制信号为一个高平电信号,所述高电平的控制信号导通三极管q1和mos管q4,所述三极管q1驱动mos管q3导通使脱扣器ka瞬间闭合,且mos管q3在瞬间导通后关闭;所述mos管q4的导通使脱扣器ka在mos管q3关闭后能保持吸合状态,因而开关管q3瞬间导通后又关闭,在欠压状态恢复时,运算放大器u1a的输出端输出高电平,根据电容器具有通交流阻直流的特点,在电平由低转高的瞬间类似产生一次交变,使电阻r7、电容器c2组成的电路瞬间导通,三极管q1瞬间导通又关闭,mos管q3的栅极受三极管q1控制,因而也在瞬间导通后又关闭。在主线路欠电压时,运算放大器u1a向线圈驱动电路输出低电平信号,此时mos管q3、mos管q4无法导通,脱扣器ka无法吸合,使安装有欠电压脱扣器的断路器无法合闸。当主线路失压时,即线路中无电流通过,脱扣器ka仍保持断开状态。

    优选电源电路如图3、4所示,所述电源电路包括浪涌吸收电路101、整流电路102和线性稳压电路103;所述浪涌吸收电路101包括压敏电阻rv,压敏电阻rv的两端分别连接在l相线、n相线上;

    所述整流电路102包括由多个二极管连接形成的整流桥d1,整流桥d1的两个输入端分别连接在压敏电阻rv的两端,整流桥d1的一个输出端与gnd连接,整流桥d1的另一个输出端与线性稳压电路103、线圈驱动电路连接;

    所述线性稳压电路103包括电阻r15、电阻r16、电阻r17、稳压二极管d5、三极管q2、电容器c3和电容器c4,所述电阻r15、电阻r16、电阻r17的一端与整流桥d1的一个输出端连接,电阻r15、电阻r16的另一端、稳压二极管d5的阴极与三极管q2的基极连接,电阻r17的另一端与三极管q2的集电极连接,电容器c3的正极、电容器c4的一端与三极管q2的发射极连接,三极管q2的发射极作为电源端与电压检测比较电路、线圈驱动电路连接,具体的三极管q2的发射极产生11.4v的电源电压vcc,电源电压vcc与分压电路中的电阻r5的一端连接,用于为运算放大器u1a提供参考基准电压,电源电压的vcc端与瞬间驱动电路106中的三极管q1的集电极连接,用于使三极管q1瞬时驱动mos管q3瞬间导通,电容器c3的负极、电容器c4的另一端、稳压二极管d5的阳极与gnd连接。

    所述电压检测比较电路的连接如图3所示,所述电压采样电路104包括电阻r1、电阻r2、电阻r3和电容器c1,所述电阻r1的一端与电源电路连接,电阻r1的另一端与电容器c1、电阻r2、电阻r3的一端连接,电容器c1、电阻r2的另一端与gnd连接,电阻r3的另一端连接在运算放大器u1a的正向输入端。

    所述分压电路包括电阻r5和电阻r6,电阻r5的一端与电源电路连接,电阻r5的另一端、电阻r6的一端连接在运算放大器u1a的反向输入端,电阻r6的另一端与gnd连接;

    所述比较器滞回电路包括电阻r4和电容器c5,电阻r4、电容器c5的一端连接在运算放大器u1a的正向输入端,电阻r4、电容器c5的另一端连接在运算放大器u1a的输出端。

    所述线圈驱动电路如图3、4所示,所述瞬间驱动电路106包括电阻r7、电容器c2、电阻r8、电阻r9、电阻r10、三极管q1、mos管q3、二极管d2和稳压二极管d3;电阻r7的一端与电压检测比较电路的输出端连接,电阻r7的另一端与电容器c2的一端连接,电容器c2的另一端与电阻r8、稳压二极管d3的阴极连接,电阻r8的另一端与三极管q1的基极连接,三极管q1的集电极经电阻r9接电源电路,三极管q1的发射极、电阻r10的一端与mos管q3的栅极连接,mos管q3的源极与gnd连接,mos管的漏极、二极管d2的阳极与脱扣器ka的一端连接,二极管d2的阴极、脱扣器ka的另一端与电源电路连接,稳压二极管d3的阳极与电阻r10的另一端连接并与gnd连接,稳压二极管d3用于吸收瞬间尖峰脉冲电压。

    所述维持驱动电路107包括电阻r11、稳压二极管d4、电阻r14、mos管q4、电阻r12、电阻r13和二极管d2;所述电阻r11的一端与电压滞回比较电路105连接,电阻r11的另一端与稳压二极管d4的阴极、电阻r14的一端、mos管q4的栅极连接,稳压二极管d4的阳极与电阻r14的另一端连接并接地,稳压二极管d4用于吸收瞬间尖峰脉冲电压,mos管q4的源极与gnd连接,mos管q4的漏极与电阻r13的一端连接,电阻r13的另一端与电阻r12的一端连接,电阻r12的另一端、二极管d2的阳极与脱扣器ka连接,二极管d2的阴极、脱扣器ka的另一端与电源电路连接。

    线圈驱动电路的工作原理为:所述脱扣器ka包括线圈、铁芯和线圈磁轭,在脱扣器断开后,由于线圈磁轭与铁芯的间隙较大,需要较大的电流才能使脱扣器ka吸合,当脱扣器ka吸合后,线圈磁轭与铁芯的间隙降低,需要维持吸合的电流也可以适当降低。

    在电压恢复正常后,运算放大器u1a的输出端立即输出高电平信号,电阻r7、电容器c2和电阻r8会在瞬间导通后关闭,在其三者瞬间导通时可使三极管q1瞬间导通并驱动mos管q3瞬间导通,此时三极管q1、mos管q3瞬间输出启动大电流使脱扣器ka瞬间闭合;同时,在运算放大器u1a的输出端输出高电平信号时,mos管q4也被导通,并且在mos管q3关闭后,由mos管q4持续导通向脱扣器ka输出维持吸合小电流,启动大电流大于维持闭合电流,在mos管q4控制脱扣器ka的电路上连接有电阻r12和电阻r13,由于电阻的限流作用,使用于维持脱扣器ka电流降低,大幅度的降低了脱扣器ka发热,同时,mos管q3、mos管q4控制同一个脱扣器ka,能够降低所占用的空间。

    结合图4提供第二种实施例,本实施例的工作原理与第一种实施例相同,为进一步优化,本实施例还包括比较电路,所述比较电路连接在电压滞回比较电路105与维持驱动电路107之间,比较电路用于消除电压滞回比较电路105输出的毛刺电压信号,避免脱扣器在吸合时产生震颤,增加了产品的稳定性。

    具体如图4所示,所述比较电路包括运算放大器u1b、电阻r18和电阻r19,所述运算放大器u1b的反向输入端、输出端分别与维持驱动电路107连接,运算放大器u1b的正向输入端分别与电阻r18、电阻r19的一端连接,电阻r18的另一端与电压滞回比较电路105连接,电阻r19的另一端与gnd连接。

    结合图4提供一种比较电路与维持驱动电路107的连接方式,具体为,所述比较电路与维持驱动电路107的维持驱动电路107和比较电路包括电阻r18、电阻r19、运算放大器u1b、电阻r11、稳压二极管d4、电阻r14、电阻r20、mos管q4、电阻r12、电阻r13和二极管d2;所述运算放大器u1b的正向输入端与电阻r18、电阻r19的一端连接,电阻r18的另一端与电压滞回比较电路105连接,电阻r19的另一端与gnd连接,运算放大器u1b的反向输入端与电阻r20、mos管q4的源极连接,运算放大器u1b的输出端与电阻r11的一端连接,电阻r11的另一端与稳压二极管d4的阴极、电阻r14的一端、mos管q4的栅极连接,mos管q4的漏极与电阻r13的一端连接,电阻r13的另一端与电阻r12连接,电阻r12的另一端、二极管d2的阳极与脱扣器ka的一端连接,二极管d2的阴极、脱扣器ka的另一端与电源电路连接。

    在本实施例中,当主线路电压正常时,运算放大器u1a的输出端输出高电平,此时运算放大器u1b作为第二比较器,且运算放大器u1b的同向输入端的电压高于其反向输入端的电压,运算放大器u1b的输出端输出高电平,此时由运算放大器u1b组成的比较电路通过维持驱动电路107驱动mos管q3,在维持驱动电路107与电压检测比较电路之间增加比较电路,在mos管q3导通后,运算放大器u1b的反向输入端的电平≠0,消除了由于运算放大器u1a输出的毛刺电压信号导致的脱扣器ka吸合时产生的颤动,增加了产品动作稳定性。

    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。


    技术特征:

    1.一种断路器的欠电压保护脱扣器,包括连接在主线路上的电源电路、电压检测比较电路、线圈驱动电路和脱扣器ka;所述电源电路、电压检测比较电路、线圈驱动电路及脱扣器ka连接形成脱扣回路,电源电路为脱扣回路供电;

    所述电压检测比较电路通过线圈驱动电路控制脱扣器ka的断开或吸合,在主线路电压正常时,所述脱扣器ka保持吸合,在主线路欠压或失压时,脱扣器ka断开;

    其特征在于:所述线圈驱动电路包括瞬间驱动电路(106)和维持驱动电路(107),所述瞬间驱动电路(106)和维持驱动电路(107)分别与同一个脱扣器ka连接,在主线路电压恢复后,断开的脱扣器ka由瞬间驱动电路(106)驱动闭合,随后仅由维持驱动电路(107)使脱扣器ka保持吸合状态。

    2.根据权利要求1所述的一种断路器的欠电压保护脱扣器,其特征在于:所述瞬间驱动电路(106)包括三极管q1和开关管q3,维持驱动电路(107)包括开关管q4,所述电压检测比较电路、瞬间驱动电路(106)通过三极管q1和开关管q3控制脱扣器ka,电压检测比较电路、维持驱动电路(107)通过开关管q4控制脱扣器ka;

    在主线路电压恢复后,电压检测比较电路向线圈驱动电路输出控制信号,所述控制信号导通三极管q1和开关管q4,所述三极管q1驱动开关管q3导通输出启动电流使脱扣器ka瞬间闭合,且开关管q3在瞬间导通后关闭;所述开关管q4导通输出维持吸合电流使脱扣器ka保持吸合状态。

    3.根据权利要求1或2所述的一种断路器的欠电压保护脱扣器,其特征在于:所述瞬间驱动电路(106)包括电阻r7、电容器c2、电阻r8、电阻r9、电阻r10、三极管q1、mos管q3、二极管d2和稳压二极管d3;

    电阻r7的一端与电压检测比较电路的输出端连接,电阻r7的另一端与电容器c2的一端连接,电容器c2的另一端与电阻r8、稳压二极管d3的阴极连接,电阻r8的另一端与三极管q1的基极连接,三极管q1的集电极经电阻r9接电源电路,三极管q1的发射极、电阻r10的一端与mos管q3的栅极连接,mos管q3的源极与gnd连接,mos管的漏极、二极管d2的阳极与脱扣器ka的一端连接,二极管d2的阴极、脱扣器ka的另一端与电源电路连接,稳压二极管d3的阳极与电阻r10的另一端连接并与gnd连接。

    4.根据权利要求1或2所述的一种断路器的欠电压保护脱扣器,其特征在于:所述维持驱动电路(107)包括电阻r11、稳压二极管d4、电阻r14、mos管q4、电阻r12、电阻r13和二极管d2;

    所述电阻r11的一端与电压检测比较电路的输出端连接,电阻r11的另一端与稳压二极管d4的阴极、电阻r14的一端、mos管q4的栅极连接,稳压二极管d4的阳极与电阻r14的另一端连接并接地,mos管q4的源极与gnd连接,mos管q4的漏极与电阻r13的一端连接,电阻r13的另一端与电阻r12的一端连接,电阻r12的另一端、二极管d2的阳极与脱扣器ka连接,二极管d2的阴极、脱扣器ka的另一端与电源电路连接。

    5.根据权利要求1所述的一种断路器的欠电压保护脱扣器,其特征在于:所述电源电路包括浪涌吸收电路(101)、整流电路(102)和线性稳压电路(103),所述电压检测比较电路包括电压采样电路(104)和电压滞回比较电路(105);

    所述浪涌吸收电路(101)连接在主线路上,整流电路(102)的输入端与浪涌吸收电路(101)的输出端连接,整流电路(102)的输出端与线性稳压电路(103)的输入端连接,整流电路(102)的输出端与脱扣器ka的一端、电压采样电路(104)连接,线性稳压电路(103)的输出端与电压滞回比较电路(105)、瞬间驱动电路(106)连接;所述电压滞回比较电路(105)的输出端分别与瞬间驱动电路(106)和维持驱动电路(107)连接;

    所述电压滞回比较电路(105)包括运算放大器u1a、比较器滞回电路和分压电路,电压采样电路(104)连接在运算放大器u1a的正向输入端与电源电路之间用于采样电源电压,比较器滞回电路并联在运算放大器u1a的正向输入端和输出端,分压电路连接在运算放大器u1a的反向输入端与线性稳压电路(103)之间用于产生基准电压。

    6.根据权利要求5所述的一种断路器的欠电压保护脱扣器,其特征在于:所述电压采样电路(104)与电压滞回比较电路(105)使运算放大器u1a触发电压产生回差,在电压从35%额定电压上升至正常电压时,在达到70%~85%的额定电压时,脱扣器可吸合;在电压从正常电压下降,在降至35%~70%的额定电压时,脱扣器断开。

    7.根据权利要求5所述的一种断路器的欠电压保护脱扣器,其特征在于:还包括比较电路,所述比较电路连接在电压滞回比较电路(105)与维持驱动电路(107)之间,比较电路用于消除电压滞回比较电路(105)输出的毛刺电压信号。

    8.根据权利要求7所述的一种断路器的欠电压保护脱扣器,其特征在于:所述比较电路包括运算放大器u1b、电阻r18和电阻r19,所述运算放大器u1b的反向输入端、输出端分别与维持驱动电路(107)连接,运算放大器u1b的正向输入端分别与电阻r18、电阻r19的一端连接,电阻r18的另一端与电压滞回比较电路(105)连接,电阻r19的另一端与gnd连接。

    9.根据权利要求7或8所述的一种断路器的欠电压保护脱扣器,其特征在于:所述维持驱动电路(107)和比较电路包括电阻r18、电阻r19、运算放大器u1b、电阻r11、稳压二极管d4、电阻r14、电阻r20、mos管q4、电阻r12、电阻r13和二极管d2;

    所述运算放大器u1b的正向输入端与电阻r18、电阻r19的一端连接,电阻r18的另一端与电压滞回比较电路(105)连接,电阻r19的另一端与gnd连接,运算放大器u1b的反向输入端与电阻r20、mos管q4的源极连接,运算放大器u1b的输出端与电阻r11的一端连接,电阻r11的另一端与稳压二极管d4的阴极、电阻r14的一端、mos管q4的栅极连接,mos管q4的漏极与电阻r13的一端连接,电阻r13的另一端与电阻r12连接,电阻r12的另一端、二极管d2的阳极与脱扣器ka的一端连接,二极管d2的阴极、脱扣器ka的另一端与电源电路连接。

    10.根据权利要求5所述的一种断路器的欠电压保护脱扣器,其特征在于:所述电压采样电路(104)包括电阻r1、电阻r2、电阻r3和电容器c1,所述电阻r1的一端与电源电路连接,电阻r1的另一端与电容器c1、电阻r2、电阻r3的一端连接,电容器c1、电阻r2的另一端与gnd连接,电阻r3的另一端连接在运算放大器u1a的正向输入端;

    所述分压电路包括电阻r5和电阻r6,电阻r5的一端与电源电路连接,电阻r5的另一端、电阻r6的一端连接在运算放大器u1a的反向输入端,电阻r6的另一端与gnd连接;

    所述比较器滞回电路包括电阻r4和电容器c5,电阻r4、电容器c5的一端连接在运算放大器u1a的正向输入端,电阻r4、电容器c5的另一端连接在运算放大器u1a的输出端。

    11.根据权利要求1所述的一种断路器的欠电压保护脱扣器,其特征在于:所述电源电路包括浪涌吸收电路(101)、整流电路(102)和线性稳压电路(103);

    所述浪涌吸收电路(101)包括压敏电阻rv,压敏电阻rv的两端分别连接在l相线、n相线上;

    所述整流电路(102)包括由多个二极管连接形成的整流桥d1,整流桥d1的两个输入端分别连接在压敏电阻rv的两端,整流桥d1的一个输出端与gnd连接,整流桥d1的另一个输出端与线性稳压电路(103)、线圈驱动电路连接;

    所述线性稳压电路(103)包括电阻r15、电阻r16、电阻r17、稳压二极管d5、三极管q2、电容器c3和电容器c4,所述电阻r15、电阻r16、电阻r17的一端与整流桥d1的一个输出端连接,电阻r15、电阻r16的另一端、稳压二极管d5的阴极与三极管q2的基极连接,电阻r17的另一端与三极管q2的集电极连接,电容器c3的正极、电容器c4的一端与三极管q2的发射极连接,三极管q2的发射极作为电源端与电压检测比较电路、线圈驱动电路连接,电容器c3的负极、电容器c4的另一端、稳压二极管d5的阳极与gnd连接。

    技术总结
    一种断路器的欠电压保护脱扣器,包括连接在主线路上的电源电路、电压检测比较电路、线圈驱动电路和脱扣器KA;所述电源电路、电压检测比较电路、线圈驱动电路及脱扣器KA连接形成脱扣回路,电源电路为脱扣回路供电;所述线圈驱动电路包括瞬间驱动电路和维持驱动电路,所述瞬间驱动电路和维持驱动电路分别与同一个脱扣器KA连接,在主线路电压恢复后,断开的脱扣器KA由瞬间驱动电路驱动吸合,随后仅由维持驱动电路使脱扣器KA保持吸合状态。在本实用新型中,断开的脱扣器KA由瞬间驱动电路产生较大导通电流使脱扣器KA吸合,在脱扣器KA瞬间吸合后仅由维持驱动电路产生较小维持电流使脱扣器KA持续吸合,降低脱扣器KA发热,减少产品温升。

    技术研发人员:王帮乐;胡应龙;孙肇钊
    受保护的技术使用者:浙江正泰电器股份有限公司
    技术研发日:2020.06.22
    技术公布日:2021.03.12

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