一种大电流低压断路器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种大电流低压断路器，包括信号采样模块、微处理系统、通断控制模块、显示控制模块、无线通信模块和电源；信号采样模块，用于采集零火线上的实时电流，并将其转换为电压信号发送给微处理系统；微处理系统，用于对接收到的电压信号进行处理、储存，并将处理后的电压信号发送给显示控制模块；还用于发送开关控制信号给通断控制模块；通断控制模块，用于根据开关控制信号执行用电线路的断开和闭合；显示控制模块，用于显示微处理系统发送的信号，并实现大电流低压断路器的人工控制；无线通信模块，用于实现大电流低压断路器的远程控制；电源模块，用于提供通断控制模块和微处理系统工作电源。
【专利说明】一种大电流低压断路器
【技术领域】
[0001]本发明涉及低压断路器，尤其涉及一种智能型大电流断路器。
【背景技术】
[0002]低压断路器又称自动开关，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，已获得了广泛的应用。目前，国外的低压断路器正朝着高性能、小型化、智能化和模块化方向发展，并且与现场总线系统相连，实现网络化。国内一些厂家也曾开发国际标准低压断路器控制器，但其主要缺点是采用大规模集成器件较少，故体积较大，易进入干扰。对于工业领域和家庭用电，比如家用电表，常常面临突发大电流，这就需要断路器具有更好、更灵敏的性能。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种用于实时检测工业领域或家庭用电的大电流低压断路器，能有效降低突发大电流造成的危害，提高低压断路器灵敏性及抗干扰能力。
[0004]为实现上述目的，本发明采取如下技术方案:
[0005]一种大电流低压断路器，包括信号采样模块、微处理系统、通断控制模块、显示控制模块、无线通信模块和电源；
[0006]信号采样模块，用于采集零火线上的实时电流，并将其转换为电压信号发送给微处理系统；
[0007]微处理系统，用于对接收到的电压信号进行处理、储存，并将处理后的电压信号发送给显示控制模块；还用于发送开关控制信号给通断控制模块；
[0008]通断控制模块，用于根据开关控制信号执行用电线路的断开和闭合；
[0009]显示控制模块，用于显示微处理系统发送的信号，并实现大电流低压断路器的人工控制；
[0010]无线通信模块，用于实现大电流低压断路器的远程控制。可以通过一个终端设备控制来控制多个断路器的工作，可以进行大规模地统一管理，在断路器上安装一个无线通信模块，当终端发出指令时，它可以接受指令，并执行指令相应的动作。
[0011 ] 电源模块，用于提供通断控制模块和微处理系统工作电源。
[0012]更进一步的,微处理系统包括Atmegal6单片机,并通过外部接口电路实现单片机与外部电路的连接。
[0013]更进一步的，通断控制模块包括晶闸管，所述晶闸管用于实现用电线路的断开和闭合。并通过连接光耦，用小电流来实现大电流的通断。
[0014]有益效果:(I)本发明以Atmegaie单片机为核心构成一个实时数据采集系统，可将采集的数据进行实时分析、运算和处理，可获得各种不同的保护特性，易于修改；(2)本发明通过无线通信模块的设计使得断路器使用的控制更加规范化，通过显示控制模块的设计使得它的操作性更具有人性化和方便化，它的大电流特性和电源模块部分使它能更广泛地应用于工业领域和家庭用电；(3)本发明通断功能通过光耦和晶闸管的组合实现，提高低压断路器灵敏性及抗干扰能力，能有效降低突发大电流造成的危害。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明的工作原理图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0017]如I图所示，本发明提供的一种大电流低压断路器，包括信号采样模块、微处理系统、通断控制模块、显示控制模块、无线通信模块和电源，下面结合实例作进一步描述:
[0018](I)信号采集模块，用于采集零火线上的实时电流，并将其转换为电压信号发送给微处理系统；本实例通过零序电流互感器对大电流进行信号采样，并结合模拟电子技术中的信号放大和调整，为微处理器系统提供正确可靠的信号。
[0019](2)微处理系统，用于对接收到的电压信号进行处理、储存，并将处理后的电压信号发送给显示控制模块；还用于发送开关控制信号给通断控制模块；本实例由Atmegaie单片机和外部接口电路组成，对电流信号进行实时采集、处理、储存，实现各种保护和辅助功能。Atmegaie单片机包括JTAG 口和3盏显示不同情况的灯，通过JTAG 口可以进行程序的烧入和修改，3盏灯的变化可以显示此时线路的状况
[0020](3)通断控制控制模块，用于根据开关控制信号执行用电线路的断开和闭合；本实例通过光耦和晶闸管的组合实现线路的通断，用小电流来实现大电流的通断。
[0021]因为是大电流的控制，传统意义上的继电器就不能用了，本实例采用双向晶闸管，它能通过大电流，而且双向晶闸管可以很方便地闭合和断开，由于大电流的操作危险性高，本实例还用光耦连接双向晶闸管来进行隔离。本实例通过一个三极管作为开关，并通过单片机控制三极管的导通和断开，从而实现光耦的导通与断开，实现了用小电流控制大电流的目的。本研究通过双向晶闸管来代替传统断路器的脱扣器还可以避免产生由于线路通断产生的高压电弧。电弧的产生是由于断路器切断通有电流的回路时，只要电源电压大于IOV?20V，电流大于80mA?100mA，在动、静触头分开瞬间，触头间隙就会出现电弧。此时，触头虽然已经分开，但是电路中的电流还在继续流通，只有熄灭电弧，电路才真正断开。如果用双向晶闸管代替传统的脱扣器，就能避免电弧的产生。首先，晶闸管是一个无触点的开关，不存在触头；其次，双向晶闸管的断开需要在线路中的电压过零点时才能断开，也就是说晶闸管的断开瞬间，线路中是没有电流的，这样就能避免电弧的产生。最后，双向晶闸管的介质是半导体，对于电弧的产生也有一定的抑制作用。所以，本研究通过采用双向晶闸管，线路中可以成功避免电弧的产生。在一系列的测验中，晶闸管承受了 20A?3000A电流的冲击，都没有电弧的产生，同时晶闸管本身没有出现损坏，安全性非常高。
[0022](4)无线通信模块，实现大电流低压断路器的远程控制可以通过一个终端设备控制来控制多个断路器的工作，可以进行大规模地统一管理，在断路器上安装一个无线通信模块，当终端发出指令时，它可以接受指令，并执行指令相应的动作。
[0023]( 5 )显示控制模块，用于显示微处理系统发送的信号，并实现大电流低压断路器的人工控制；本实例用液晶显示加9个数字键来做，可以实现人机互动，便于用户自己设置合适的值以及相应的操作；同时在界面显示旁边会有一个开关，可以用来手动复位。本实例将设计人性化的界面显示，本实例用液晶1602来作为显示屏，配以9个数字键来执行相应的操作。
[0024](6)电源模块，本发明的电源模块直接接入零火线，通过lnk306芯片进行转化，通过调整电阻值来获得通断控制模块所需要的13V电压，实现了 220V到13V的直接转换，从而无需另外给予低压断路器单独供电，由于微处理系统需要5V的电压供电，通过78M05芯片来转化电源部分直接将220V交流电转换为可供控制模块和微处理系统使用的工作电源。
[0025]信号采样模块通过在零火线上各用一个零序电流互感器，采集零火线上的实时电流，将其转换为可控单片机识别的电压信号，通过LM358的放大倍数调整采样的精度。Atmegaie单片机进行相应的数据处理判断，控制通断控制控制模块进行线路的断开和闭合，还将信号发送给显示控制模块以便于实时监控。
[0026]本发明主要将产品应用于家用电器中，并将和电表绑定，这样不但可以保护家用电器，而且还可以便于供电局对电表的管理，无线覆盖范围是200m，可以在每个小区设置一个终端，通过这个终端来控制这个小区的所有断路器的控制，通过终端发出命令，无线模块接受命令，并把命令传递给微处理系统，微处理系统接受命令，并执行相应的操作。界面显示模块的设计为方便用户的操作
[0027]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种大电流低压断路器，其特征在于:包括信号采样模块、微处理系统、通断控制模块、显示控制模块、无线通信模块和电源； 信号采样模块，用于采集零火线上的实时电流，并将其转换为电压信号发送给微处理系统； 微处理系统，用于对接收到的电压信号进行处理、储存，并将处理后的电压信号发送给显示控制模块；还用于发送开关控制信号给通断控制模块； 通断控制模块，用于根据开关控制信号执行用电线路的断开和闭合； 显示控制模块，用于显示微处理系统发送的信号，并实现大电流低压断路器的人工控制； 无线通信模块，用于实现大电流低压断路器的远程控制； 电源模块，用于提供通断控制模块和微处理系统工作电源。
2.根据权利要求1所述的大电流低压断路器，其特征在于:所述微处理系统包括Atmegal6单片机。
3.根据权利要求1所述的大电流低压断路器，其特征在于:所述通断控制模块包括晶闸管，所述晶闸管用于实现用电线路的断开和闭合。
【文档编号】G05B19/04GK103488105SQ201310471501
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年10月10日 优先权日:2013年10月10日
【发明者】王颐 申请人:南京欧格节能科技有限公司