一种断路器的控制电路的制作方法

本发明涉及电开关领域，尤其涉及一种断路器的控制电路。

背景技术：

断路器用于切断或连通电路，它与开关相比，内部设置了防短路和限流装置，安全性较高，因此在楼宇电路和各种电气设备中应用广泛。断路器在电路中除了起通断控制作用外，还具有一定的保护功能，如过负荷、短路、欠压和漏电保护等。现有的断路器跳闸时间长，不能及时控制相关电路从而保护相关设备。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种断路器的控制电路，实现有效缩短控制电路控制断路器断电的时间。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种断路器的控制电路，包括：第一芯片、第二芯片、光耦模块、可控硅模块、整流模块、跳闸线圈模块和断路器模块；

所述第一芯片和可控硅模块分别与所述光耦模块连接；

所述第二芯片和整流模块分别与可控硅模块连接；

所述跳闸线圈模块与整流模块连接；

所述断路器模块包括电磁铁；所述电磁铁用于控制断路器的通断；

所述跳闸线圈模块包括跳闸线圈，用于控制所述电磁铁吸合。

本发明的有益效果在于：本发明提供的控制电路通过第一芯片发送低电平，使光耦模块处于导通状态；第二芯片的供电电压加到可控硅模块上，使可控硅处于导通状态；由于光耦模块和可控硅模块皆处于导通状态，使得跳匝线圈模块中的跳闸线圈上有电流流通，从而产生磁场吸合断路器中的电磁铁，使断路器跳闸断开电路，实现有效缩短控制电路控制断路器断电的时间。

附图说明

图1为本发明一种断路器的控制电路的模块示意图；

图2为本发明一种断路器的控制电路的第一芯片的电路示意图；

图3为本发明一种断路器的控制电路的电路示意图；

标号说明：

100、第一芯片；200、第二芯片；300、光耦模块；400、可控硅模块；500、整流模块；600、跳闸线圈模块；700、断路器模块。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于：通过第一芯片发送低电平，使光耦模块处于导通状态；第二芯片的供电电压加到可控硅模块上，使可控硅处于导通状态；由于光耦模块和可控硅模块皆处于导通状态，使得跳匝线圈模块中的跳闸线圈上有电流流通，从而产生磁场吸合断路器中的电磁铁，使断路器跳闸断开电路，有效缩短了控制电路控制断路器断电的时间。

请参照图1至图3，本发明提供的一种断路器的控制电路，包括：第一芯片100、第二芯片200、光耦模块300、可控硅模块400、整流模块500、跳闸线圈模块600和断路器模块700；

所述第一芯片100和可控硅模块400分别与所述光耦模块300连接；

所述第二芯片200和整流模块500分别与可控硅模块400连接；

所述跳闸线圈模块600与整流模块500连接；

所述断路器模块700包括电磁铁；所述电磁铁用于控制断路器的通断；

所述跳闸线圈模块600包括跳闸线圈，用于控制所述电磁铁吸合。

进一步地，所述光耦模块300包括发光二极管、光敏半导体管、第一电阻和第二电阻；

所述发光二极管的正极与第一电阻的一端连接；所述发光二极管的负极与所述第一芯片100的发射端连接；所述第一电阻的另一端与第一电源连接；

所述光敏半导体管的一端与可控硅模块400的连接；所述光敏半导体管的另一端与第二电阻的一端连接；所述第二电阻的另一端与第二电源连接。

由上述描述可知，第一芯片的低电压通过光耦控制可控硅模块的高电压，并且光耦可使第一芯片和可控硅模块之间电气隔离。

进一步地，所述可控硅模块400包括晶闸管、第一电容和第三电阻；

所述第二芯片200和所述第三电阻的另一端分别与所述晶闸管的阳极连接；所述晶闸管的阴极与所述第一电容的一端连接；所述晶闸管的门极与所述第二芯片200连接；所述第一电容的另一端与所述第三电阻的一端连接。

由上述描述可知，在可控硅的触发极上施加脉冲信号可控硅会导通，导致流过跳闸线圈的电流增大，电磁铁吸合使断路器断开。

进一步地，所述第二芯片200包括第一引脚、第一二极管、第四电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十八电容、第十九电容、第二十电容、第二十一电容、第二十二电容、第二十三电容、第二十三引脚、第二十四引脚、第二十五引脚、第二十六引脚、第二十七引脚、第二十八引脚、第一零序电流互感器和第二零序电流互感器；

所述第一引脚与第一二极管的正极连接；所述第一二极管的负极与所述第四电阻的一端连接；

所述第四电阻的另一端与可控硅模块400连接；

所述第一零序电流互感器和第十八电容的一端分别与所述第十二电阻的一端连接；

所述第二零序电流互感器和第十八电容的另一端分别与所述第十二电阻的另一端连接；

所述第十八电容的一端通过所述第十三电阻与所述第二十四引脚连接；

所述第十八电容的另一端与所述第二十三引脚连接；

所述第二十三引脚通过所述第二十三电容接地；

所述第二十五引脚接地；

所述第二十六引脚通过第十九电容接地；

所述第二十六引脚连接所述第二十七引脚；

所述第二十八引脚通过所述第二十电容与第一引脚连接；

所述第一引脚通过所述第二十二电容接地。

进一步地，所述第二芯片200还包括第二引脚和第五电阻；

所述第二引脚与所述第五电阻的一端连接；

所述第五电阻的另一端与可控硅模块400连接；

所述第二引脚通过所述第二十一电容接地。

由上述描述可知，第二芯片包括一个差分放大器，一个锁存器和一个电压调整器组成。差分放大器的2个输入端连接到用于检测漏电流的零序电流互感器次级。信号被差分放大器放大并且被外接电容积分，连接到锁存器输入端。它的输出是个快速的漏电保护特性，在输入电压低于规定值之前，锁存器一直保持为低，当漏电流超过规定值，输出变高。锁存器的输出连接到可控硅，使它驱动。

进一步地，所述整流模块500包括第二二极管、第三二极管、第四二极管和第五二极管；

所述第二二极管的负极与第四二极管的负极连接；所述第二二极管的正极与第三二极管的负极连接；所述第三二极管的正极与所述第五二极管的正极连接；所述第五二极管的负极与所述第四二极管的正极连接。

由上述描述可知，通过整流模块可将交流电转换成直流电，从而向跳闸线圈提供直流电。

进一步地，还包括：

开关和第六电阻；

所述开关的一端与所述第六电阻的一端连接。

由上述描述可知，可实现模拟当发生漏电时，控制电路是否能够及时控制断路器断电。

进一步地，还包括保护模块；

所述保护模块包括压敏电阻；

零线通过所述压敏电阻与火线连接。

由上述描述可知，通过压敏电阻可有效保护电路。

进一步地，还包括：

第六二极管、第七电阻和第二电容；

所述第六二极管的正极与光耦模块300连接；所述第六二极管的负极与所述第七电阻的一端连接；所述第七电阻的另一端与可控硅模块400连接；

所述第二电容与可控硅模块400连接。

进一步地，所述第一芯片100包括：第三引脚、第四引脚、第五引脚、第六引脚、第七引脚、第八引脚、第九引脚、第十引脚、第十一引脚、第十二引脚、第十三引脚、第十四引脚、第十五引脚、第十六引脚、第十七引脚、第十八引脚、第十九引脚、第二十引脚、第二十一引脚、第二十二引脚、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第十六电容、晶体振荡器和排针；

所述第三引脚与所述光耦模块300连接；

所述第四引脚通过所述第八电阻与所述第十五引脚连接；所述第四引脚通过所述第三电容接地；

所述排针包括第十九引脚和第二十引脚；所述第十九引脚与所述第五引脚连接；所述第二十引脚接地；所述第五引脚通过所述第九电阻与所述第十五引脚连接；

所述第四电容的一端和所述第五电容的一端分别与第六引脚连接；所述第四电容的另一端和所述第五电容的另一端连接后接地；

所述第七引脚通过第六电容接地；

所述第七电容的一端和所述第八电容的一端分别与所述第八引脚连接；所述第七电容的另一端和所述第八电容的另一端连接后接地；

所述第九引脚与所述第十六引脚连接；

所述第十引脚与第一电源连接；所述第九电容的一端和所述第十电容的一端分别与第一电源连接；所述第九电容的另一端和所述第十电容的另一端分别与地连接；

所述第十一引脚通过第十电阻与所述第二十二引脚连接；

所述晶体振荡器包括所述第十七引脚和所述第十八引脚；所述第十七引脚与所述第十二引脚连接；所述第十八引脚与所述第十三引脚连接；所述第十七引脚与所述第十六电容的一端连接；所述第十八引脚与所述第十五电容的一端连接；所述第十六电容的另一端和所述第十五电容的另一端连接后接地；

所述第十四引脚通过第十一电阻与第一电源连接；所述第十三电容的一端和所述第十四电容的一端分别与所述第十四引脚连接；所述第十三电容的另一端和所述第十四电容的另一端连接后接地；

所述第十二电容的一端和所述第十一电容的一端分别与所述第十五引脚连接；所述第十二电容的另一端和所述第十一电容的另一端连接后接地；

所述第二十一引脚接地。

由上述描述可知，通过第一芯片可发送低电平命令，从而实现触发控制电路工作。

请参照图1至图3，本发明的实施例一为：

本发明提供的一种断路器的控制电路，包括：第一芯片100、第二芯片200、光耦模块300、可控硅模块400、整流模块500、跳闸线圈模块600和断路器模块700；

所述第一芯片100和可控硅模块400分别与所述光耦模块300连接；

所述第二芯片200和整流模块500分别与可控硅模块400连接；

所述跳闸线圈模块600与整流模块500连接；

所述断路器模块700包括电磁铁；所述电磁铁用于控制断路器的通断；

所述跳闸线圈模块600包括跳闸线圈L15，用于控制所述电磁铁吸合。

在本实施例中标注如图2，所述光耦模块300包括发光二极管D12、光敏半导体管D13、第一电阻R17和第二电阻R16；

所述发光二极管D12的正极与第一电阻R17的一端连接；所述发光二极管D12的负极与所述第一芯片100的发射端连接；所述第一电阻R17的另一端与第一电源连接；

所述光敏半导体管D13的一端与可控硅模块400的连接；所述光敏半导体管D13的另一端与第二电阻R16的一端连接；所述第二电阻R16的另一端与第二电源连接，所述第二电源采用12V的电压进行供电。

所述可控硅模块400包括晶闸管SCR、第一电容C58和第三电阻R46；

所述第二芯片200和所述第三电阻R46的另一端分别与所述晶闸管SCR的阳极连接；所述晶闸管SCR的阴极与所述第一电容C58的一端连接；所述晶闸管SCR的门极与所述第二芯片200连接；所述第一电容C58的另一端与所述第三电阻R46的一端连接。

所述第二芯片200包括第一引脚75、第一二极管D5、第四电阻R41、第十二电阻R49、第十三电阻R43、第十八电容C59、第十九电容C60、第二十电容C55、第二十一电容C57、第二十二电容C56、第二十三电容C41、第二十三引脚69、第二十四引脚70、第二十五引脚71、第二十六引脚72、第二十七引脚73、第二十八引脚74、第一零序电流互感器ZCT1和第二零序电流互感器ZCT2；

所述第一引脚75与第一二极管D5的正极连接；所述第一二极管D5的负极与所述第四电阻R41的一端连接；

所述第四电阻R41的另一端与可控硅模块400连接；

所述第一零序电流互感器ZCT1和第十八电容C59的一端分别与所述第十二电阻R49的一端连接；

所述第二零序电流互感器ZCT2和第十八电容C59的另一端分别与所述第十二电阻R49的另一端连接；

所述第十八电容C59的一端通过所述第十三电阻R43与所述第二十四引脚70连接；

所述第十八电容C59的另一端与所述第二十三引脚69连接；

所述第二十三引脚59通过所述第二十三电容C41接地；

所述第二十五引脚71接地；

所述第二十六引脚72通过第十九电容C60接地；

所述第二十六引脚72连接所述第二十七引脚73；

所述第二十八引74脚通过所述第二十电容C55与第一引脚75连接；

所述第一引脚75通过所述第二十二电容C56接地。

所述第二芯片200还包括第二引脚76和第五电阻R48；

所述第二引脚76与所述第五电阻R48的一端连接；

所述第五电阻R48的另一端与可控硅模块400连接；

所述第二引脚76通过所述第二十一电容C57接地。

所述整流模块500包括第二二极管D8、第三二极管D9、第四二极管D10和第五二极管D11；

所述第二二极管D8的负极与第四二极管D10的负极连接；所述第二二极管D8的正极与第三二极管D9的负极连接；所述第三二极管D9的正极与所述第五二极管D11的正极连接；所述第五二极管D11的负极与所述第四二极管D10的正极连接。

开关K的一端与第六电阻R50的一端连接。

保护模块包括压敏电阻RU；

零线AC220-N通过所述压敏电阻RU与火线AC220-L连接。

第六二极管D7的正极与光耦模块300连接；第六二极管D7的负极与第七电阻R42的一端连接；第七电阻R42的另一端与可控硅模块400连接；

所述第二电容C34与可控硅模块400连接。

所述第一芯片100包括：第三引脚51、第四引脚49、第五引脚44、第六引脚33、第七引脚20、第八引脚12、第九引脚11、第十引脚4、第十一引脚3、第十二引脚64、第十三引脚63、第十四引脚61、第十五引脚60、第十六引脚59、第十七引脚65、第十八引脚66、第十九引脚67、第二十引脚68、第二十一引脚32、第二十二引脚21、第八电阻R45、第九电阻R12、第十电阻R47、第十一电阻R44、第三电容C43、第四电容C33、第五电容C49、第六电容C42、第七电容C52、第八电容C53、第九电容C51、第十电容C54、第十一电容C46、第十二电容C50、第十三电容C54、第十四电容C48、第十五电容C44、第十六电容C47、晶体振荡器Y2和排针JP2；

所述第三引脚51与所述光耦模块300连接；

所述第四引脚49通过所述第八电阻R45与所述第十五引脚60连接；所述第四引脚49通过所述第三电容C43接地；

所述排针JP2包括第十九引脚67和第二十引脚68；所述第十九引脚67与所述第五引脚44连接；所述第二十引脚68接地；所述第五引脚44通过所述第九电阻R12与所述第十五引脚60连接；

所述第四电容C33的一端和所述第五电容C49的一端分别与第六引脚33连接；所述第四电容C33的另一端和所述第五电容C49的另一端连接后接地；

所述第七引脚20通过第六电容C42接地；

所述第七电容C52的一端和所述第八电容C53的一端分别与所述第八引脚12连接；所述第七电容C52的另一端和所述第八电容C53的另一端连接后接地；

所述第九引脚11与所述第十六引脚59连接；

所述第十引脚4与第一电源连接，所述第一电源提供3.3V电压；所述第九电容C51的一端和所述第十电容C54的一端分别与第一电源连接；所述第九电容C51的另一端和所述第十电容C54的另一端分别与地连接；

所述第十一引脚3通过第十电阻R47与所述第二十二引脚21连接；

所述晶体振荡器Y2包括所述第十七引脚65和所述第十八引脚66；所述第十七引脚65与所述第十二引脚64连接；所述第十八引脚66与所述第十三引脚63连接；所述第十七引脚65与所述第十六电容C47的一端连接；所述第十八引脚66与所述第十五电容C44的一端连接；所述第十六电容C47的另一端和所述第十五电容C44的另一端连接后接地；

所述第十四引脚61通过第十一电阻R44与第一电源连接；所述第十三电容C54的一端和所述第十四电容C48的一端分别与所述第十四引脚61连接；所述第十三电容C54的另一端和所述第十四电容C48的另一端连接后接地；

所述第十二电容C50的一端和所述第十一电容C46的一端分别与所述第十五引脚60连接；所述第十二电容C50的另一端和所述第十一电容C46的另一端连接后接地；

所述第二十一引脚32接地。

本实施例提供的控制电路通过第一芯片发送低电平，使光耦模块处于导通状态；第二芯片的供电电压加到可控硅模块上，使可控硅处于导通状态；由于光耦模块和可控硅模块皆处于导通状态，使得跳匝线圈模块中的跳闸线圈上有电流流通，从而产生磁场吸合断路器中的电磁铁，使断路器跳闸断开电路，跳闸时间小于100ms，实现有效缩短控制电路控制断路器断电的时间。

综上所述，本发明提供的一种断路器的控制电路通过第一芯片发送低电平，使光耦模块处于导通状态；第二芯片的供电电压加到可控硅模块上，使可控硅处于导通状态；由于光耦模块和可控硅模块皆处于导通状态，使得跳匝线圈模块中的跳闸线圈上有电流流通，从而产生磁场吸合断路器中的电磁铁，使断路器跳闸断开电路，有效缩短了控制电路控制断路器断电的时间。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。