本實(shí)用新型涉及一種用于塑殼斷路器內(nèi)部電子脫扣器的供電電路，該電路采用兩級(jí)穩(wěn)壓分流結(jié)構(gòu)，直接從斷路器內(nèi)置的鐵芯電流互感器取電。
背景技術(shù)：
塑殼斷路器是一種在電氣系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛的支路保護(hù)開(kāi)關(guān)，當(dāng)被監(jiān)測(cè)支路發(fā)生故障時(shí)，塑殼斷路器內(nèi)部電子脫扣器可能無(wú)法直接從電網(wǎng)取電；其次，就算支路電網(wǎng)一直處于正常工作狀態(tài)，由于和斷路器連接的電網(wǎng)電壓和過(guò)電壓等級(jí)比較高，為了保證電氣安全，相應(yīng)的電氣間隙和爬電距離比較大；再者，因?yàn)轭~定工作電壓比較高，對(duì)應(yīng)電壓等級(jí)的元器件尺寸就比較大，這會(huì)導(dǎo)致電子脫扣器的尺寸進(jìn)一步變大。這對(duì)于塑殼斷路器內(nèi)部有限的空間而言，是無(wú)法接受的。
采用塑殼斷路器內(nèi)置的鐵芯電流互感器直接給電子脫扣器供電，解決了上述問(wèn)題：首先，電流互感器二次側(cè)輸出與電網(wǎng)是電氣隔離的，因此電氣間隙和爬電距離變??；其次，當(dāng)被監(jiān)測(cè)支路電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，電流互感器一樣可以從故障過(guò)電流感應(yīng)輸出電流給電子脫扣器使用。
從電流互感器取電也存在一定的風(fēng)險(xiǎn)：當(dāng)被監(jiān)測(cè)故障過(guò)電流非常大的時(shí)候，電流互感器二次側(cè)感應(yīng)出相應(yīng)比例的輸出電流，電子脫扣器供電電路必須能夠把多余的感應(yīng)電流分流掉，否則會(huì)損壞相應(yīng)穩(wěn)壓電路，造成電流互感器二次側(cè)開(kāi)路，從而進(jìn)一步損壞整個(gè)供電電路；其次，當(dāng)斷路器內(nèi)置鐵芯電流互感器出現(xiàn)磁飽和的話，二次側(cè)會(huì)感應(yīng)出較高的電壓尖峰，必須有穩(wěn)壓分流電路進(jìn)行相應(yīng)的防護(hù)；特別是，電流互感器二次側(cè)不能開(kāi)路，否則會(huì)感應(yīng)出非常高的危險(xiǎn)電壓，從而損壞與之相連接的電路，引起電子脫扣器誤動(dòng)作，給斷路器后面負(fù)載造成不可預(yù)測(cè)的損失。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的是：給電子脫扣器提供足夠能量，保證其在被監(jiān)測(cè)支路電網(wǎng)正常工作以及發(fā)生故障過(guò)電流時(shí)，都能安全工作，并確保斷路器的各種極限分?jǐn)嗄芰Α?/p>
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供了一種具有高可靠性的電子脫扣器供電電路，其特征在于，包括塑殼斷路器內(nèi)置的鐵芯電流互感器，鐵芯電流互感器的輸出連接全橋整流電路，第一級(jí)低壓穩(wěn)壓分流電路、第二級(jí)高壓穩(wěn)壓分流電路和線性穩(wěn)壓輸出電路依次與全橋整流電路的輸出相連，線性穩(wěn)壓輸出電路的輸出加載在負(fù)載上。
優(yōu)選地，所述第一級(jí)低壓穩(wěn)壓分流電路包括穩(wěn)壓二極管D1，穩(wěn)壓二極管D1的陰極接所述全橋整流電路的輸出，穩(wěn)壓二極管D1的陽(yáng)極依次串接電阻R1及電阻R2后接地，三極管Q1的基極串接電阻R1及電阻R2后接地，三極管Q1的集電極經(jīng)由電阻R3連接所述全橋整流電路的輸出，三極管Q1的發(fā)射極連接三極管Q2的集電極，三極管Q2的發(fā)射極接地，三極管Q2的基極經(jīng)由電阻R2接地。
優(yōu)選地，所述第二級(jí)高壓穩(wěn)壓分流電路包括穩(wěn)壓二極管D2，穩(wěn)壓二極管D2的陰極連接所述全橋整流電路的輸出，穩(wěn)壓二極管D2的陽(yáng)極連接穩(wěn)壓二極管D3的陰極，穩(wěn)壓二極管D3的陽(yáng)極接地，三極管D3的源極經(jīng)由電阻R4接地，同時(shí)，經(jīng)由穩(wěn)壓二極管D3接地，三極管D3的源極接地，三極管D3的漏極接所述全橋整流電路的輸出。
優(yōu)選地，所述線性穩(wěn)壓輸出電路包括線性穩(wěn)壓芯片，線性穩(wěn)壓芯片的輸入端連接有電容C1及電容C2，線性穩(wěn)壓芯片的輸出連接有電容C3及電容C4，由所述全橋整流電路為電容C1及電容C2充電。
本實(shí)用新型具有高可靠性的兩級(jí)穩(wěn)壓分流電流，從塑殼斷路器內(nèi)置鐵芯電流互感器直接取電，給電子脫扣器提供足夠能量，保證其在被監(jiān)測(cè)支路電網(wǎng)正常工作以及發(fā)生故障過(guò)電流時(shí)，都能安全工作，并確保斷路器的各種極限分?jǐn)嗄芰Α?/p>
本實(shí)用新型的主要特點(diǎn)是，在鐵芯電流互感器感應(yīng)電流小的時(shí)候，兩個(gè)穩(wěn)壓分流電路都不工作，只啟動(dòng)線性穩(wěn)壓電路，從而使電子脫扣器可以快速上電工作；當(dāng)電流互感器感應(yīng)較多電流時(shí)，第一級(jí)低壓穩(wěn)壓分流電路工作，保證線性穩(wěn)壓電路的輸入電壓處于較低范圍，維持供電電路處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)發(fā)生故障過(guò)電流時(shí)，第二級(jí)高壓穩(wěn)壓分流電路及時(shí)啟動(dòng)，協(xié)同第一級(jí)低壓穩(wěn)壓電流一起穩(wěn)壓分流，持續(xù)到電子脫扣器動(dòng)作，消除故障過(guò)電流為止。
本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用元器件數(shù)量少，穩(wěn)態(tài)工作時(shí)的功耗低，并且具有良好的冗余設(shè)計(jì)。兩個(gè)穩(wěn)壓分流電路和一個(gè)線性穩(wěn)壓電路協(xié)同工作，極大地提高了斷路器供電電路的可靠性和安全性。該供電電路也可以應(yīng)用在各種從電流互感器取電、對(duì)安全和可靠性有較高要求的場(chǎng)合。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型提供的一種具有高可靠性的電子脫扣器供電電路的原理圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加明了易懂，以結(jié)合具體實(shí)例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
考慮到塑殼斷路器內(nèi)部預(yù)留給電子脫扣器的空間有限，因此，本實(shí)用新型供電電路必須結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，元器件數(shù)量少，電路本身的功耗低。最關(guān)鍵的是，考慮到鐵芯電流互感器的特性要求，該電路在滿足電子脫扣器供電要求的同時(shí)，必須絕對(duì)安全可靠，就算發(fā)生單一元器件或者單一功能故障時(shí)，還能確保電流互感器二次側(cè)不會(huì)開(kāi)路，避免損壞整個(gè)供電電路，從而引起斷路器誤動(dòng)作。
結(jié)合圖1，本實(shí)用新型提供的一種具有高可靠性的電子脫扣器供電電路，其特征在于，包括塑殼斷路器內(nèi)置的鐵芯電流互感器1，鐵芯電流互感器1的輸出連接全橋整流電路2，第一級(jí)低壓穩(wěn)壓分流電路3、第二級(jí)高壓穩(wěn)壓分流電路4和線性穩(wěn)壓輸出電路5依次與全橋整流電路2的輸出相連，線性穩(wěn)壓輸出電路5的輸出加載在負(fù)載LOARD上。
第一級(jí)低壓穩(wěn)壓分流電路3包括穩(wěn)壓二極管D1，穩(wěn)壓二極管D1的陰極接全橋整流電路2的輸出，穩(wěn)壓二極管D1的陽(yáng)極依次串接電阻R1及電阻R2后接地，三極管Q1的基極串接電阻R1及電阻R2后接地，三極管Q1的集電極經(jīng)由電阻R3連接全橋整流電路2的輸出，三極管Q1的發(fā)射極連接三極管Q2的集電極，三極管Q2的發(fā)射極接地，三極管Q2的基極經(jīng)由電阻R2接地。
第二級(jí)高壓穩(wěn)壓分流電路4包括穩(wěn)壓二極管D2，穩(wěn)壓二極管D2的陰極連接全橋整流電路2的輸出，穩(wěn)壓二極管D2的陽(yáng)極連接穩(wěn)壓二極管D3的陰極，穩(wěn)壓二極管D3的陽(yáng)極接地，三極管D3的源極經(jīng)由電阻R4接地，同時(shí)，經(jīng)由穩(wěn)壓二極管D3接地，三極管D3的源極接地，三極管D3的漏極接全橋整流電路2的輸出。
線性穩(wěn)壓輸出電路5包括線性穩(wěn)壓芯片U1，線性穩(wěn)壓芯片U1的輸入端連接有電容C1及電容C2，線性穩(wěn)壓芯片U1的輸出連接有電容C3及電容C4，由全橋整流電路2為電容C1及電容C2充電。
本實(shí)用新型的具體工作原理是：斷路器內(nèi)置鐵芯電流互感器1從被監(jiān)測(cè)的支路電流感應(yīng)出相應(yīng)比例的二次側(cè)電流，經(jīng)過(guò)全橋整流電路2，對(duì)電容C1，C2充電，當(dāng)電容兩端電壓上升到一定程度，線性穩(wěn)壓輸出電路5開(kāi)始工作，電子脫扣器進(jìn)入工作狀態(tài)；與此同時(shí)，電容兩端電壓持續(xù)上升，當(dāng)其大于第一級(jí)低壓穩(wěn)壓分流電路3中D1的穩(wěn)壓電壓時(shí)，有電流流過(guò)R1、R2，當(dāng)R2兩端的電壓大于Q2導(dǎo)通電壓時(shí)，Q2導(dǎo)通，R1上面的電流增大，隨后導(dǎo)通Q1，從而使多余的感應(yīng)電流從R3，Q1，Q2分流掉，不繼續(xù)對(duì)C1和C2充電，電容C1，C2兩端的電壓基本穩(wěn)定在D1的穩(wěn)壓電壓加上R1，R2兩端的電壓。
由于第二級(jí)高壓穩(wěn)壓分流電路4中的D2穩(wěn)壓電壓大于第一級(jí)低壓穩(wěn)壓分流電路3中D1的穩(wěn)壓電壓，所以，當(dāng)斷路器內(nèi)置鐵芯電流互感器1工作在正常穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時(shí)，電容C1，C2兩端的電壓不足以使D2擊穿，D3和R4兩端沒(méi)有電流流過(guò)，開(kāi)關(guān)管Q3處于關(guān)閉狀態(tài)，第二級(jí)高壓穩(wěn)壓分流電路5是不工作的。
一旦斷路器監(jiān)測(cè)支路出現(xiàn)故障過(guò)電流，鐵芯電流互感器1感應(yīng)出比較大的電流，此時(shí)，第一級(jí)低壓穩(wěn)壓分流電路3流過(guò)R3，Q1和Q2的分流電流急劇上升，Q1和Q2甚至趨向于飽和狀態(tài)，為了驅(qū)動(dòng)Q1和Q2，流過(guò)R1和R2的電流也會(huì)同時(shí)增加，這會(huì)導(dǎo)致C1和C2兩端的電壓也急速增大，如果不采取措施，線性穩(wěn)壓輸出電路5會(huì)因?yàn)檩斎腚妷哼^(guò)高而損壞。
由上可知，當(dāng)?shù)谝患?jí)低壓穩(wěn)壓分流電路3無(wú)法分流更多電流時(shí)，C1和C2兩端電壓急速增大，隨后，第二級(jí)高壓穩(wěn)壓分流電路4中的D2擊穿，電流流過(guò)D3和R4，第二級(jí)高壓穩(wěn)壓分流電路4開(kāi)始工作，與第一級(jí)低壓穩(wěn)壓分流電路3共同承擔(dān)穩(wěn)壓分流工作，保證線性穩(wěn)壓電路5輸入電壓在安全范圍內(nèi)。與此同時(shí)，電子脫扣器監(jiān)測(cè)到故障過(guò)電流，斷路器及時(shí)動(dòng)作，消除故障過(guò)電流，確保斷路器監(jiān)測(cè)的電網(wǎng)支路以及電子脫扣器本身的安全。
雖然本實(shí)用新型已參照上述實(shí)例來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型，應(yīng)理解其中可作各種變化和修改而在廣義上沒(méi)有脫離本實(shí)用新型，所以并非作為對(duì)本實(shí)用新型限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述的實(shí)施例的變化，變形都將落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍。