断路器的电动操作机构的功耗控制电路的制作方法

本实用新型涉及低压电器领域，特别涉及一种断路器的电动操作机构的功耗控制电路。

背景技术：

现有市场上的智能电能表配套使用的具有自动重合闸功能的断路器功耗过大，影响用户的用电量统计，并造成电能的浪费。现有断路器的电动操作机构的功耗控制电路缺点：一，开关电源的电源关断采用两个MOS管或三极管及其组合电路，关断电路过于复杂，且关断电路的自身功耗较大的问题；二，采用单路供电电源，无法实现切换，功耗无法降低。

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，提供一种结构简单紧凑，性能安全，节能环保的断路器的电动操作机构的功耗控制电路。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种断路器的电动操作机构的功耗控制电路，包括电源电路，DC/DC开关电源模块电路1，控制电路2，电源开关电路和电机转动模块3；所述电源电路包括整流电路，降压电路和滤波电路；所述整流电路的输入端与外接交流电连接，整流电路的输出端分别与降压电路和滤波电路的输入端连接；所述降压电路的输出端与控制电路2的输入端连接，为控制电路2供电，控制电路2的输出端与电源开关电路的输入端连接，为电源开关电路提供启动信号，控制电路2的输出端同时与电机转动模块3的输入端连接，用于控制电机的正反转；电源开关电路的输出端与DC/DC开关电源模块电路1的输入端连接，DC/DC开关电源模块电路1的输出端与电机转动模块3连接的输入端连接，电机转动模块3与断路器的电动操作机构连接；当断路器的电动操作机构工作时，控制电路2输出控制信号，使得电源开关电路接通，DC/DC电源模块电路恢复供电；当断路器的电动操作机构停止工作后，控制电路2输出控制信号，使得电源开关电路断开切断电源，停止向DC/DC开关电源模块电路1供电；所述电源开关电路包括大功率MOS管Q1，大功率MOS管Q1的源极与控制电路2的输出端连接，大功率MOS管Q1的漏极与DC/DC开关电源模块电路1的输入端连接，大功率MOS管Q1的栅极接地；所述DC/DC开关电源模块电路1包括DC/DC开关电源芯片U1，线圈L1和线圈L2；线圈L1和线圈L2并联连接在电源开关电路和DC/DC开关电源芯片U1之间。

进一步，所述DC/DC开关电源模块电路1还包括保险电阻RF1；线圈L1和线圈L2并联后线圈L1的一端与保险电阻RF1的一端连接，保险电阻RF1的另一端与整流电路的输出端连接，线圈L1的另一端经过电阻R1和电阻R2连接至DC/DC开关电源芯片U1的第一管脚，线圈L2的一端与电源开关电路的输出端连接，另一端接地；极性电容C1和极性电容C2分别并联连接在线圈L1和线圈L2的前后两端；极性电容C4的正极与DC/DC开关电源芯片U1的第一管脚连接，极性电容C4的正极接地。

进一步，所述DC/DC开关电源模块电路1还包括电容C5和电阻R5，DC/DC开关电源芯片U1的第三管脚经过电容C5后接地，DC/DC开关电源芯片U1的第四管脚经过电阻R5后接地，DC/DC开关电源芯片U1的第八管脚接地，电容C3和电阻R4并联连接，并联后电容C3的一端与线圈L1的另一端连接，电容C3和电阻R4并联后的另一端并联连接至变压器T1的输入侧的一路输入端，电阻R3的一端与电容C3的一端连接，另一端与电阻R4的一端连接，二极管D4的负极与电阻R4的一端连接，二极管D4的正极与变压器T1的输入侧的一路输入端连接；DC/DC开关电源芯片U1的第五管脚和DC/DC开关电源芯片U1的第六管脚连接至变压器T1的输入侧的一路输入端，DC/DC开关电源芯片U1的第一管脚经过二极管D5连接至变压器T1的输入侧的另一路输入端；DC/DC开关电源芯片U1的第二管脚经过电阻R8连接至变压器T1的输入侧的另一路输入端，DC/DC开关电源芯片U1的第二管脚经过电阻R9接地；变压器T1的输出侧的一路接地，变压器T1的输出侧的另一端经过二极管D6与电机转动模块3连接；电容C6和电阻R12的两端并联连接在二极管D6的两端，电容C7和电阻R11两联后的一端与二极管D6的负极连接，另一端接地。

进一步，所述控制电路2包括控制芯片U2，极性电容C23和电容C22，极性电容C23和电容C22并联后的一端与控制芯片U2的第一管脚连接，控制芯片U2的第七管脚输出启动信号至电源开关电路，控制芯片U2的第十四管脚接地。

进一步，所述整流电路包括二极管D101，二极管D102和二极管D103；所述二极管D101的正极与电源L1相连接，二极管D101的负极与降压电路的输入端连接，二极管D102的正极与电源L2相连接，二极管D102的负极与降压电路的输入端连接，二极管D103的正极与电源L3相连接，二极管D103的负极与降压电路的输入端连接。

进一步，所述滤波电路包括压敏电阻D21，压敏电阻D22，压敏电阻D23和压敏电阻D24，所述压敏电阻D21和压敏电阻D22串联后的两端并联连接在电源L2相和电源L3相，压敏电阻D22和压敏电阻D23串联后两端并联连接在电源L2相和电源L1相，压敏电阻D23和压敏电阻D24串联后两端并联连接在电源L1相和电源N相。

进一步，所述降压电路包括电阻R70和电阻R71，所述电阻R70和电阻R71串联连接，串联后电阻R70的一端与整流电路的输出端连接，电阻R71的另一端与控制电路2的输入端连接，为控制电路2提供+5V电源。

进一步，所述电机转动模块3包括接口J22，所述接口J22的第二管脚和接口J22的第三管脚同时连接至DC/DC开关电源模块电路1的输出端，接口J22的第五管脚和接口J22的第八管脚接地，接口J22的第六管脚经过电阻R56接地，接口J22的第七管脚经过电阻R57接地，接口J22的第二管脚和接口J22的第二管脚与断路器的电动操作机构连接。

进一步，所述DC/DC开关电源芯片U1的型号为MD18XX。

进一步，所述控制芯片U2的型号为PIC16F1503。

本实用新型断路器的电动操作机构功耗控制电路，当断路器的电动操作机构工作时，控制电路输出控制信号，使得电源开关电路接通，DC/DC电源模块电路恢复供电；当断路器的电动操作机构停止工作后，控制电路输出控制信号，使得电源开关电路断开，停止向DC/DC开关电源模块电路供电；本实用新型采用控制大功率MOS管来切断开关电源集成芯片供电电源的方式，切断更加快速稳定；更大功率的DC/DC电源模块电路可以根据需求而接通断开，降低断路器的电动操作机构的功耗，节约电能，减小成本，电路输出更加平稳，功耗低；DC/DC开关电源模块电路的前端并联两个线圈，为DC/DC开关电源芯片U1提供大电流，DC/DC开关电源芯片U1的通断更加稳定可靠。

附图说明

图1是本实用新型断路器的电动操作机构的功耗控制电路的整体结构图；

图2是本实用新型电源电路、DC/DC开关电源模块电路和电源开关电路的电路图；

图3是本实用新型控制电路的电路图；

图4是本实用新型电机转动模块的电路图。

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断路器的电动操作机构的功耗控制电路的具体实施方式。本实用新型的断路器的电动操作机构的功耗控制电路不限于以下实施例的描述。

如图1-4所示，本实用新型断路器的电动操作机构的功耗控制电路，包括电源电路，DC/DC开关电源模块电路1，控制电路2，电源开关电路和电机转动模块3；所述电源电路包括整流电路，降压电路和滤波电路；所述整流电路的输入端分别与电源L1相，电源L2相，电源L3相和电源N相连接，整流电路的输出端分别与降压电路和滤波电路的输入端连接；所述降压电路的输出端与控制电路2的输入端连接，为控制电路2供电，控制电路2的输出端与电源开关电路的输入端连接，为电源开关电路提供启动信号，控制电路2的输出端同时与电机转动模块3的输入端连接，用于控制电机的正反转；电源开关电路的输出端与DC/DC开关电源模块电路1的输入端连接，DC/DC开关电源模块电路1的输出端与电机转动模块3连接的输入端连接，电机转动模块3与断路器的电动操作机构连接；当断路器的电动操作机构工作时，控制电路2输出控制信号，使得电源开关电路接通，DC/DC电源模块电路恢复供电；当断路器的电动操作机构停止工作后，控制电路2输出控制信号，使得电源开关电路断开切断电源，停止向DC/DC开关电源模块电路1供电；所述电源开关电路包括大功率MOS管Q1，大功率MOS管Q1的源极与控制电路2的输出端连接，大功率MOS管Q1的漏极与DC/DC开关电源模块电路1的输入端连接，大功率MOS管Q1的栅极接地；所述DC/DC开关电源模块电路1包括DC/DC开关电源芯片U1，线圈L1和线圈L2；线圈L1和线圈L2并联连接在电源开关电路和DC/DC开关电源芯片U1之间。本实用新型断路器的电动操作机构功耗控制电路，当断路器的电动操作机构工作时，控制电路输出控制信号，使得电源开关电路接通，DC/DC电源模块电路恢复供电；当断路器的电动操作机构停止工作后，控制电路输出控制信号，使得电源开关电路断开，停止向DC/DC开关电源模块电路供电；本实用新型采用控制大功率MOS管来切断开关电源集成芯片供电电源的方式，切断更加快速稳定；更大功率的DC/DC电源模块电路可以根据需求而接通断开，降低断路器的电动操作机构的功耗，节约电能，减小成本，电路输出更加平稳，功耗低。

如图2所示，所述DC/DC开关电源模块电路1包括保险电阻RF1；线圈L1和线圈L2并联连接，并联后线圈L1的一端与保险电阻RF1的一端连接，保险电阻RF1的另一端与整流电路的输出端连接，线圈L1的另一端经过电阻R1和电阻R2连接至DC/DC开关电源芯片U1的第一管脚，线圈L2的一端与电源开关电路的输出端连接，另一端接地；极性电容C1和极性电容C2分别并联连接在线圈L1和线圈L2的前后两端；极性电容C4的正极与DC/DC开关电源芯片U1的第一管脚连接，极性电容C4的正极接地。DC/DC开关电源模块电路1的前端并联两个线圈，为DC/DC开关电源芯片U1提供大电流，DC/DC开关电源芯片U1的通断更加稳定可靠。

如图2所示，所述DC/DC开关电源模块电路1还包括电容C5和电阻R5，DC/DC开关电源芯片U1的第三管脚经过电容C5后接地，DC/DC开关电源芯片U1的第四管脚经过电阻R5后接地，DC/DC开关电源芯片U1的第八管脚接地，电容C3和电阻R4并联连接，并联后电容C3的一端与线圈L1的另一端连接，电容C3和电阻R4并联后的另一端并联连接至变压器T1的输入侧的一路输入端，电阻R3的一端与电容C3的一端连接，另一端与电阻R4的一端连接，二极管D4的负极与电阻R4的一端连接，二极管D4的正极与变压器T1的输入侧的一路输入端连接；DC/DC开关电源芯片U1的第五管脚和DC/DC开关电源芯片U1的第六管脚连接至变压器T1的输入侧的一路输入端，DC/DC开关电源芯片U1的第一管脚经过二极管D5连接至变压器T1的输入侧的另一路输入端；DC/DC开关电源芯片U1的第二管脚经过电阻R8连接至变压器T1的输入侧的另一路输入端，DC/DC开关电源芯片U1的第二管脚经过电阻R9接地；变压器T1的输出侧的一路接地，变压器T1的输出侧的另一端经过二极管D6与电机转动模块3连接；电容C6和电阻R12的两端并联连接在二极管D6的两端，电容C7和电阻R11两联后的一端与二极管D6的负极连接，另一端接地。所述DC/DC开关电源芯片U1的型号为MD18XX。

如图3所示，所述控制电路2包括控制芯片U2，极性电容C23和电容C22，极性电容C23和电容C22并联后的一端与控制芯片U2的第一管脚连接，控制芯片U2的第七管脚输出启动信号至电源开关电路，控制芯片U2的第十四管脚接地。所述控制芯片U2的型号为PIC16F1503。

当电路处于待机状态，控制电路2输出的DC/DC开关电源启动信号为低电平，大功率MOS管Q1处于关闭状态，此时开关电源模块3由于电源回路切断，而不消耗电路电流。此时控制电路2消耗流经电阻RF1电能，此电流有效值小于0.2mA。

当控制电路2判定断路器需要完成合闸或分闸状态，则控制器输出DC/DC开关电源启动信号为高电平，大功率MOS管Q1导通，则DC/DC开关电源模块电路1的输入电源得电，DC/DC开关电源模块电路1开始输出，此时控制电路输出电机正反转信号驱动电机转动模块完成正反转工作，通过电机的正反转带动断路器完成合闸分闸动作。

如图1所示，所述整流电路包括二极管D101，二极管D102和二极管D103；所述二极管D101的正极与电源L1相连接，二极管D101的负极与降压电路的输入端连接，二极管D102的正极与电源L2相连接，二极管D102的负极与降压电路的输入端连接，二极管D103的正极与电源L3相连接，二极管D103的负极与降压电路的输入端连接。整流电路将输入的直流电转换为交流电提供给后续电路。

如图1所示，所述滤波电路包括压敏电阻D21，压敏电阻D22，压敏电阻D23和压敏电阻D24，所述压敏电阻D21和压敏电阻D22串联后的两端并联连接在电源L2相和电源L3相，压敏电阻D22和压敏电阻D23串联后两端并联连接在电源L2相和电源L1相，压敏电阻D23和压敏电阻D24串联后两端并联连接在电源L1相和电源N相。

如图1所示，所述降压电路包括电阻R70和电阻R71，所述电阻R70和电阻R71串联连接，串联后电阻R70的一端与整流电路的输出端连接，电阻R71的另一端与控制电路2的输入端连接，为控制电路2提供+5V电源。降压电路对转换后的直流电压进行降压处理，为控制芯片U2供电。

如图4所示，所述电机转动模块3包括接口J22，所述接口J22的第二管脚和接口J22的第三管脚同时连接至DC/DC开关电源模块电路1的输出端，接口J22的第五管脚和接口J22的第八管脚接地，接口J22的第六管脚经过电阻R56接地，接口J22的第七管脚经过电阻R57接地，接口J22的第二管脚和接口J22的第二管脚与断路器的电动操作机构连接。

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。