專利名稱：交流斷路器電子式后備保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種交流電路電流保護電路，特別是涉及一種交流斷路器電子式后備保護裝置。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)被迅速廣泛的應(yīng)用于各種領(lǐng)域中，交流電路的電流保護器也由磁熱式斷路器演變出了電子式智能化斷路器。但是目前有一個普遍的現(xiàn)象是:電子式智能化斷路器在保護精度上確實大大優(yōu)于磁熱式斷路器，但是就短路電流的分斷保護速度來說，電子式智能化斷路器一般是要慢于磁熱式斷路器的。主要是由于電子式智能化斷路器中采集的電流信號來自電流互感器，此信號需經(jīng)過單片機的采樣處理后，才能做出是否動作的判斷，這個過程需要一段時間，但是磁熱式斷路器不需要這個過程。因為短路分斷保護時間極大的關(guān)系到斷路器分斷能力的高低，所以很多電子式智能化斷路器不能完全脫離磁熱式保護的限制，往往只是替代了熱保護，但是必須留下磁保護。有些斷路器在設(shè)計中也加入了相應(yīng)的電子式后備保護電路，但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用電子元器件較多，元器件多了其穩(wěn)定性就相對低一些，造成某些保護精度不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、體積小巧的交流斷路器電子式后備保護裝置。本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:它包括有第一、二、三電流互感器(CT1，CT2，CT3)的信號輸入端子，第一、二、三整流橋(Dl，D2，D3)，第一一第十電阻(R1-R10)，電解電容(Cl)，穩(wěn)壓管(D4)，第一、二運算放大器(AR1，AR2)，三極管(Ql)和執(zhí)行磁 通(Ml)；所述第一電流互感器(CTl)的信號輸入端子的一側(cè)接所述第一整流橋(Dl)的I號腳，所述第一電流互感器(CTl)的信號輸入端子的另一側(cè)接所述第一整流橋(Dl)的3號腳；所述第二電流互感器(CT2)的信號輸入端子的一側(cè)接所述第二整流橋(D2)的I號腳，所述第二電流互感器(CT2)的信號輸入端子的另一側(cè)接所述第二整流橋(D2)的3號腳；所述第三電流互感器(CT3)的信號輸入端子的一側(cè)接所述第三整流橋(D3)的I號腳，所述第三電流互感器(CT3)的信號輸入端子的另一側(cè)接所述第三整流橋(D3)的3號腳；所述第一電阻(Rl)的一端接所述第二電阻(R2)的一端和所述第三電阻(R3)的一端，為本系統(tǒng)的GND端，所述第一電阻(Rl)的另一端接所述第一整流橋(Dl)的4號腳，所述第二電阻(R2)的另一端接所述第二整流橋(D2)的4號腳，所述第三電阻(R3)的另一端接所述第三整流橋(D3)的4號腳；所述第一整流橋(Dl)的2號腳和所述第二整流橋(D2)的2號腳以及所述第三整流橋(D3)的2號腳均接到所述第四電阻(R4)的一端，所述第四電阻(R4)的另一端接電解電容(Cl)的正端，為本系統(tǒng)的VCC ;所述第一整流橋(Dl)的4號腳和所述第二整流橋(D2)的4號腳以及所述第三整流橋(D3)的4號腳均接到所述第七電阻(R7)的一端，所述第七電阻(R7)的另一端接所述第一運算放大器(ARl)的負相輸入端；電解電容(Cl)的正端接穩(wěn)壓管(D4)的陰極和所述第五電阻(R5)的一端，所述第五電阻(R5)的另一端接所述第六電阻(R6)和所述第二運算放大器(AR2)的負相輸入端；穩(wěn)壓管(D4)的陽極接電解電容(Cl)的負極接GND;所述第六電阻(R6)的一端接所述第二運算放大器(AR2)的負相輸入端，所述第六電阻(R6)的另一端接GND ;所述第八電阻(R8)的一端接所述第一運算放大器(ARl)的負相輸入端，所述第八電阻(R8)的另一端接所述第一運算放大器(ARl)的輸出端接所述第二運算放大器(AR2)的正相輸入端；所述第九電阻(R9)的一端接所述第一運算放大器(ARl)的正相輸入端，所述第九電阻(R9)的另一端接GND;所述第十電阻(RlO)的一端接所述第二運算放大器(AR2)的輸出端，所述第十電阻(RlO)的另一端接所述三極管(Ql)的基極；所述第一運算放大器(ARl)的VCC腳接所述第二運算放大器(AR2)的VCC腳接系統(tǒng)的VCC ;所述第一運算放大器(ARl)的VSS腳接所述第二運算放大器(AR2)的VSS腳接系統(tǒng)的GND ;所述執(zhí)行磁通(Ml)的一端接VCC，所述執(zhí)行磁通(Ml)的另一端接所述三極管一 (Ql)的集電極；所述三極管(Ql)的發(fā)射極接GND。本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:電路結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性強，成本較低，短路保護功能可靠，極大的提高了電子式智能斷路器的短路分斷保護動作時間。


圖1是本發(fā)明的電路原理圖。
具體實施例方式為能進一步了解本發(fā)明的內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下:如圖1所示，電流互感器CTl的一側(cè)接整流橋Dl的I號腳，電流互感器CTl的另一側(cè)接整流橋Dl的3號腳；電流互感器CT2的一側(cè)接整流橋D2的I號腳，電流互感器CT2的另一側(cè)接整流橋D2的3號腳；電流互感器CT3的一側(cè)接整流橋D3的I號腳，電流互感器CT3的另一側(cè)接整流橋D3的3號腳；電`阻Rl的一端接電阻R2的一端和電阻R3的一端，為本系統(tǒng)的GND端，電阻Rl的另一端接整流橋Dl的4號腳，電阻R2的另一端接整流橋D2的4號腳，電阻R3的另一端接整流橋D3的4號腳；整流橋Dl的2號腳和整流橋D2的2號腳以及整流橋D3的2號腳均接到電阻R4的一端，電阻R4的另一端接電解電容Cl的正端，為本系統(tǒng)的VCC ;整流橋Dl的4號腳和整流橋D2的4號腳以及整流橋D3的4號腳均接到電阻R7的一端，電阻R7的另一端接運算放大器ARl的負相輸入端；電解電容Cl的正端接穩(wěn)壓管D4的陰極和電阻R5的一端，電阻R5的另一端接第六電阻R6和運算放大器AR2的負相輸入端；穩(wěn)壓管D4的陽極接電解電容Cl的負極接GND ;電阻R6的一端接運算放大器AR2的負相輸入端，電阻R6的另一端接GND ；電阻R8的一端接運算放大器ARl的負相輸入端，電阻R8的另一端接運算放大器ARl的輸出端接運算放大器AR2的正相輸入端；電阻R9的一端接運算放大器ARl的正相輸入端，電阻R9的另一端接GND ；電阻RlO的一端接運算放大器AR2的輸出端，電阻RlO的另一端接三極管Ql的基極；運算放大器ARl的VCC腳接運算放大器AR2的VCC腳接系統(tǒng)的VCC ;運算放大器ARl的VSS腳接運算放大器AR2的VSS腳接系統(tǒng)的GND ;執(zhí)行磁通Ml的一端接VCC，執(zhí)行磁通的另一端接三極管Ql的集電極；三極管Ql的發(fā)射極接GND。工作原理是:電流互感器CT1、CT2、CT3感應(yīng)出的電流在經(jīng)過整流橋Dl、D2、D3整流后，經(jīng)過電阻R4到電解電容Cl的正極和穩(wěn)壓管D4的陰極，經(jīng)過穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓后產(chǎn)生一個穩(wěn)定的直流電壓VCC，此直流電壓經(jīng)過電阻R5、R6后在電阻R5和電阻R6之間產(chǎn)生一個穩(wěn)定的電壓，此電壓值作為基準值接到運算放大器AR2的負相輸入端。正常情況下，電流互感器CTl、CT2、CT3中流過的電流小于短路保護的設(shè)定電流，其感應(yīng)出的電流在經(jīng)過整流橋Dl、D2、D3整流后，流過電阻Rl、R2、R3后在Rl、R2、R3的非GND端產(chǎn)生一個負信號，此負信號經(jīng)過電阻R7進入運算放大器ARl進行反相比例放大，放大倍數(shù)為電阻R8與R7的比值，反相放大后經(jīng)過運算放大器ARl的輸出端接運算放大器AR2的正相輸入端；此時，信號的幅值小于電阻R5和電阻R6之間的基準電壓值，運算放大器AR2的輸出端輸出低電壓，執(zhí)行磁通不動作，斷路器不斷開。在流經(jīng)三個電流互感器CT1、CT2、CT3中任意某一相或多于一相的電流大于設(shè)定的短路電流值時，其感應(yīng)出的電流在經(jīng)過整流橋Dl、D2、D3整流后，流過電阻Rl、R2、R3后在Rl、R2、R3的非GND端產(chǎn)生一個負信號，此負信號經(jīng)過電阻R7進入運算放大器ARl進行反相比例放大，放大倍數(shù)為電阻R8與R7的比值，反相放大后經(jīng)過運算放大器ARl的輸出端接運算放大器AR2的正相輸入端；此時，信號的幅值大于電阻R5和電阻R6之間的基準電壓值，運算放大器AR2的輸出 端輸出高電壓，執(zhí)行磁通動作，斷路器立刻斷開。
權(quán)利要求
1.一種交流斷路器電子式后備保護裝置，其特征是:它包括有第一、二、三電流互感器(CT1，CT2，CT3)的信號輸入端子，第一、二、三整流橋(Dl，D2，D3)，第一一第十電阻(Rl-RlO)，電解電容(Cl)，穩(wěn)壓管(D4)，第一、二運算放大器(AR1，AR2)，三極管(Ql)和執(zhí)行磁通(Ml)； 所述第一電流互感器(CTl)的信號輸入端子的一側(cè)接所述第一整流橋(Dl)的I號腳，所述第一電流互感器(CTl)的信號輸入端子的另一側(cè)接所述第一整流橋(Dl)的3號腳；所述第二電流互感器(CT2)的信號輸入端子的一側(cè)接所述第二整流橋(D2)的I號腳，所述第二電流互感器(CT2)的信號輸入端子的另一側(cè)接所述第二整流橋(D2)的3號腳；所述第三電流互感器(CT3)的信號輸入端子的一側(cè)接所述第三整流橋(D3)的I號腳，所述第三電流互感器(CT3)的信號輸入端子的另一側(cè)接所述第三整流橋(D3)的3號腳；所述第一電阻(Rl)的一端接所述第二電阻(R2)的一端和所述第三電阻(R3)的一端，為本系統(tǒng)的GND端，所述第一電阻(Rl)的另一端接所述第一整流橋(Dl)的4號腳，所述第二電阻(R2)的另一端接所述第二整流橋(D2)的4號腳，所述第三電阻(R3)的另一端接所述第三整流橋(D3)的4號腳；所述第一整流橋(Dl)的2號腳和所述第二整流橋(D2)的2號腳以及所述第三整流橋(D3)的2號腳均接到所述第四電阻(R4)的一端，所述第四電阻(R4)的另一端接電解電容(Cl)的正端，為本系統(tǒng)的VCC ;所述第一整流橋(Dl)的4號腳和所述第二整流橋(D2)的4號腳以及所述第三整流橋(D3)的4號腳均接到所述第七電阻(R7)的一端，所述第七電阻(R7)的另一端接所述第一運算放大器(ARl)的負相輸入端；電解電容(Cl)的正端接穩(wěn)壓管(D4)的陰極和所述第五電阻(R5)的一端，所述第五電阻(R5)的另一端接所述第六電阻(R6)和所述第二運算放大器(AR2)的負相輸入端；穩(wěn)壓管(D4)的陽極接電解電容(Cl)的負極接GND ;所述第六電阻(R6)的一端接所述第二運算放大器(AR2)的負相輸入端，所述第六電阻(R6)的另一端接GND ;所述第八電阻(R8)的一端接所述第一運算放大器(ARl)的負相輸入端，所述第八電阻(R8)的另一端接所述第一運算放大器(ARl)的輸出端接所述第二運算放大器(AR2)的正相輸入端；所述第九電阻(R9)的一端接所述第一運算放大器(ARl)的正相輸入端，所述第九電阻(R9)的另一端接GND;所述第十電阻(RlO)的一端接所述第二運算放大器(AR2)的輸出端，所述第十電阻(RlO)的另一端接所述三極管(Ql)的基極；所述第一運算放大器(ARl)的VCC腳接所述第二運 算放大器(AR2)的VCC腳接系統(tǒng)的VCC ;所述第一運算放大器(ARl)的VSS腳接所述第二運算放大器(AR2)的VSS腳接系統(tǒng)的GND ;所述執(zhí)行磁通(Ml)的一端接VCC，所述執(zhí)行磁通(Ml)的另一端接所述三極管一 (Ql)的集電極；所述三極管(Ql)的發(fā)射極接GND。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種交流斷路器電子式后備保護裝置。它包括有三個電流互感器的輸入端子，三個整流橋十個電阻及電解電容、穩(wěn)壓管、運算放大器AR1，AR2，三極管Q1和執(zhí)行磁通M1；流經(jīng)三個電流互感器中任一相或多于一相的電流大于設(shè)定短路電流值時，感應(yīng)電流經(jīng)過三個整流橋整流后，經(jīng)三個電阻在其非GND端產(chǎn)生一個負信號，再經(jīng)過另一電阻進入運算放大器AR1進行反相比例放大再經(jīng)過運算放大器AR1的輸出端接運算放大器AR2的正相輸入端；此時信號的幅值大于另二電阻間的基準電壓值，運算放大器AR2輸出高電壓，執(zhí)行磁通動作斷路器斷開。本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性強，成本較低，短路保護功能可靠，極大的提高了電子式智能斷路器的短路分斷保護動作時間。
文檔編號H02H3/08GK103236679SQ20131018034
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月16日
發(fā)明者史祺, 白文敏, 暴鳳蓉, 劉健勇 申請人:天津市百利電氣有限公司