一种断路器的制作方法

本实用新型属于电子电路技术领域，具体涉及一种断路器。

背景技术：

随着经济和科技的发展，人们对用电的安全需求越来越高，断路器作为用电安全中的重要元器件，其能够在电流超过跳脱设定后自动切断电流。当前市场上的断路器均不具备智能防窃电功能，当开关柜被打开时无法作出记录和报警，以至于其他非专业操作人员可强制进入配电柜进行电力操作，电能被非法占用，导致采用非法手段不计量或者少计量用电的行为数不胜数。此种窃电行为对人生安全有很大的隐患，同时对国家带来了严重的经济损失。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种断路器，以有效地改善上述问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例提供了一种断路器，应用于开关柜中，所述开关柜包括：柜体、与所述柜体相对应的柜门、用于检测所述柜门开/闭状态的状态检测装置和通信装置。所述断路器包括：防窃电电路、控制器、报警器、开关、与所述开关连接的分闸控制电路和与所述开关连接的合闸控制电路。所述防窃电电路、所述报警器、所述分闸控制电路和所述合闸控制电路均与所述控制器连接，所述防窃电电路还用于与所述状态检测装置和所述通信装置连接。所述防窃电电路用于将所述状态检测装置检测的状态信息发送给所述控制器，以及将所述控制器发送的所述断路器的当前状态发送给所述通信装置。在所述状态信息为打开状态时，所述控制器控制所述分闸控制电路使所述开关从合上状态调整为脱离状态，进而使所述断路器处于分闸状态，同时控制所述报警器进行报警；以及在所述状态信息为关闭状态时，所述控制器控制所述合闸控制电路使所述开关从所述脱离状态调整为所述合上状态，进而使所述断路器处于所述合闸状态。

在本实用新型较佳的实施例中，防窃电电路包括：输入电路、收发电路和外接端口，所述输入电路和所述收发电路均与所述外接端口连接，所述输入电路和所述收发电路还均与所述控制器是连接，所述外接端口用于与所述状态检测装置和所述通信装置连接；所述输入电路用于将所述状态检测装置检测的状态信息发送给所述控制器；所述收发电路用于将所述控制器发送的所述断路器的当前状态发送给所述通信装置。

在本实用新型较佳的实施例中，所述输入电路包括：第一上拉电阻和稳压二极管，所述第一上拉电阻的一端与一电源连接，所述第一上拉电阻的另一端与所述稳压二极管的阴极端连接，所述稳压二极管的阳极端接地，所述第一上拉电阻的另一端还分别与所述外接端口和所述控制器连接。

在本实用新型较佳的实施例中，所述收发电路包括：收发器；所述收发器的第一引脚、第二引脚、第三引脚和第四引脚均与所述控制器连接，所述收发器的第六引脚和第七引脚均与所述外接端口连接。

在本实用新型较佳的实施例中，所述收发电路还包括：第一限流电阻和第二限流电阻，所述第六引脚经所述第一限流电阻与所述外接端口连接，所述第七引脚经所述第二限流电阻与所述外接端口连接。

在本实用新型较佳的实施例中，所述收发电路还包括：瞬态抑制二极管，所述第六引脚还与所述瞬态抑制二极管的一端连接，所述第七引脚还与所述瞬态抑制二极管的另一端连接。

在本实用新型较佳的实施例中，所述分闸控制电路包括：第一控制电路和脱扣器，所述第一控制电路分别与所述控制器和所述脱扣器连接，所述脱扣器与所述开关连接，所述第一控制电路包括：第一开关管和整流装置，所述第一开关管的第一端与所述控制器连接，所述第一开关管的第二端与所述整流装置连接，所述整流装置与所述脱扣器连接，所述控制器通过控制所述第一开关管的导通来控制所述脱扣器使所述开关从合上状态调整为脱离状态从而实现所述断路器的开闸。

在本实用新型较佳的实施例中，所述第一控制电路还包括：第一保护电路，所述第一保护电路与所述第一开关管的第一端连接，用于保护所述第一开关管。

在本实用新型较佳的实施例中，所述合闸控制电路包括：第二控制电路和电机，所述第二控制电路分别与所述控制器和所述电机连接，所述电机与所述开关连接，所述第二控制电路包括：第二开关管和继电器，所述第二开关管的第一端与所述控制器连接，所述第二开关管的第二端与所述继电器的线圈连接，所述继电器的常开触点与所述电机连接，所述继电器的公共触点用于与电源连接，所述控制器通过控制所述第二开关管的导通来控制所述公共触点与所述常开触点导通，从而驱动所述电机转动使所述开关从所述脱离状态调整为所述合上状态，进而实现所述断路器的合闸。

在本实用新型较佳的实施例中，所述第二控制电路还包括：第二保护电路，所述第二保护电路与所述第二开关管的第一端连接，用于保护所述第二开关管。

本实用新型实施例提供的断路器应用于开关柜中，所述开关柜包括：柜体、与所述柜体相对应的柜门、用于检测所述柜门开/闭状态的状态检测装置和通信装置。所述断路器包括：防窃电电路、控制器、报警器、开关、与所述开关连接的分闸控制电路和与所述开关连接的合闸控制电路，所述防窃电电路、所述报警器、所述分闸控制电路和所述合闸控制电路均与所述控制器连接所述防窃电电路还用于与所述状态检测装置和所述通信装置连接。所述防窃电电路用于将所述状态检测装置检测的状态信息发送给所述控制器，以及将所述控制器发送的所述断路器的当前状态发送给所述通信装置。在所述状态信息为打开状态时，所述控制器控制所述分闸控制电路使所述开关从合上状态调整为脱离状态，进而使所述断路器处于分闸状态，同时控制所述报警器进行报警；以及在所述状态信息为关闭状态时，所述控制器控制所述合闸控制电路使所述开关从所述脱离状态调整为所述合上状态，进而使所述断路器处于所述合闸状态。该断路器根据状态检测装置检测的状态信息可实现分闸或合闸，当检测到柜门被打开时，断路器自动分闸，以便保证现场人员的安全，同时报警以便给盗电者一种威慑力，以及将断路器当前的状态信息发送给通信装置，以便外部人员能够获知这一状态；当开关柜关闭时，断路器自动合闸，不需要电工至现场手工合闸，极大的节省了人力物力，提高了发电效率。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1示出了本实用新型实施例提供的一种断路器的结构示意图。

图2示出了本实用新型实施例提供的防窃电电路的结构示意图。

图3示出了本实用新型实施例提供的防窃电电路的电路原理图。

图4示出了本实用新型实施例提供的分闸控制电路的结构示意图。

图5示出了本实用新型实施例提供的第一控制电路的电路原理图。

图6示出了本实用新型实施例提供的合闸控制电路的结构示意图。

图7示出了本实用新型实施例提供的第二控制电路的电路原理图。

图标：10－断路器；11－防窃电电路；111－输入电路；112－收发电路；113－外接端口；12－控制器；13－分闸控制电路；131－第一控制电路；1311－第一开关管；1312－整流装置；1313－第一保护电路；132－脱扣器；14－合闸控制电路；141－第二控制电路；1411－第二开关管；1412－继电器；1413－第二保护电路；142－电机；15－开关；16－报警器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供了一种断路器10，如图1所示。该断路器10包括：防窃电电路11、控制器12、分闸控制电路13、合闸控制电路14、报警器16和开关15。

该断路器10应用于开关柜中，该开关柜包括：柜体、与柜体相对应的柜门、状态检测装置和通信装置。该状态检测装置、通信装置和断路器10均设置于该柜体内。作为一种可选的实施方式，该通信装置为RS485设备，通过RS485总线与外围设备进行通信。其中，外围设备可以是电脑。该状态检测装置用于检测柜门的开/闭状态。例如，该状态检测装置可以是一个安全门开关，当柜门被打开或关闭时，均会触发该安全门开关，根据该安全门开关的状态即可知道该柜门的状态。例如，当该柜门被打开时，该安全门开关短接，当柜门关闭时，该安全门开关恢复正常。

该防窃电电路11与控制器12连接，以及还用于与所述状态检测装置和所述通信装置连接。所述防窃电电路11用于将所述状态检测装置检测的状态信息发送给所述控制器12，以及将所述控制器12发送的所述断路器10的当前状态发送给所述通信装置。于本实施例中，如图2所示，该防窃电电路11输入电路111、收发电路112和外接端口113。

所述输入电路111分别与所述外接端口113和所述控制器12连接，用于将所述状态检测装置检测的状态信息发送给所述控制器12。于本实施例中，优选地，如图3中的左下方虚线框所示，该输入电路111包括：第一上拉电阻R1和稳压二极管D1。所述第一上拉电阻R1的一端与一电源(如+5V的电源)连接，所述第一上拉电阻R1的另一端与所述稳压二极管D1的阴极端连接，所述稳压二极管D1的阳极端接地，所述第一上拉电阻R1的另一端还分别与所述外接端口113和所述控制器12连接。

所述收发电路112分别与所述外接端口113和所述控制器12连接，用于将所述控制器12发送的所述断路器10的当前状态发送给所述通信装置。于本实施例中，如图中的左上方虚线框所示，该收发电路112包括：收发器U1、第一限流电阻R2、第二限流电阻R3和瞬态抑制二极管D2。该收发器U1包括：第一引脚(RO)、第二引脚(RE)、第三引脚(DE)、第四引脚(DI)、第五引脚(GND)、第六引脚(A)、第七引脚(B)、第八引脚(VCC)。其中，第一引脚(RO)、第二引脚(RE)、第三引脚(DE)、第四引脚(DI)均与控制器12连接。第六引脚(A)和第七引脚(B)均与所述外接端口113连接，进一步地，第六引脚(A)经所述第一限流电阻R2与所述外接端口113连接；第七引脚(B)经所述第二限流电阻R3与所述外接端口113连接。此外，第六引脚(A)还与所述瞬态抑制二极管D2的一端连接，所述第七引脚(B)还与所述瞬态抑制二极管D2的另一端连接。以及第七引脚(B)还经一下拉电阻R4接地。

其中，该外接端口113分别与所述输入电路111和收发电路112连接，以及还用于与所述状态检测装置和所述通信装置连接，此外，还与控制器12连接。如图3中的右方虚线框所示，优选地，该外接端口113为7孔外接端口113。其中，图3中的J1即为外接端口113。其中，J1中的1、2引脚用于与通信装置连接；J1中的4、5、6引脚用于与状态检测装置连接；J1中的3、7引脚用于与控制器12连接。

其中，当柜门打开时，J1中的4、5引脚短接，此时输入电路111输入给控制器12的电平为零电平，当柜门关闭时，J1中的4、5引脚不再短接，恢复正常，此时输入电路111输入给控制器12的电平为高点平，例如，本实施例中为5V的电平，控制器12根据输入电路111输入电平的变化即可判断箱门的状态，以及箱门被开启的时间。

当柜门的状态信息为打开状态时，即输入电路111输入的电平零电平时，所述控制器12控制所述分闸控制电路13使所述开关15从合上状态调整为脱离状态，进而使所述断路器10处于分闸状态，同时控制所述报警器16进行报警，以便给窃电者一种威慑力，以及将断路器10的当前状态、柜门的状态等信息发送给收发电路112，以便经通信装置传输给外围设备，以便相关人员查阅，及时获知该情况。此外，当柜门的状态信息为关闭状态时，即输入电路111输入的电平高电平时，本实施例中为5V时，所述控制器12控制所述合闸控制电路14使所述开关15从所述脱离状态调整为所述合上状态，进而使所述断路器10处于所述合闸状态，同时，将断路器10的当前状态、柜门被打开的时间等信息发送给收发电路112，以便经通信装置传输给外围设备，以便相关人员查阅，及时获知该情况。

其中，所述控制器12可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的控制器12可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该控制器12也可以是任何常规的处理器等。于本实施例中，优选地，该控制器12可以是STM32系列的处理器，例如STM32F103C8T6、STM32F103VET6等型号。

所述分闸控制电路13用于根据控制器12的控制使所述开关15从合上状态调整为脱离状态从而实现所述断路器10的开闸。如图4所示。该分闸控制电路13包括：第一控制电路131和脱扣器132。

所述第一控制电路131分别与所述控制器12和所述脱扣器132连接，所述脱扣器132与所述开关15连接。于本实施例中，如图4所示，所述第一控制电路131包括：第一开关管1311、整流装置1312和第一保护电路1313。

所述第一开关管1311的第一端与所述控制器12连接，所述第一开关管1311的第二端与所述整流装置1312连接，所述整流装置1312与所述脱扣器132连接，所述控制器12通过控制所述第一开关管1311的导通来控制所述脱扣器132使所述开关15从合上状态调整为脱离状态从而实现所述断路器10的开闸。于本实施例中，如图5所示，优选地，该第一开关管1311为NPN型三极管Q1，所述整流装置1312为整流二极管D3，所述三极管Q1的基极与所述控制器12连接，进一步地，该三极管Q1的基极还通过一限流电阻R8与控制器12连接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极与所述整流二极管D3的阳极端连接。此外，所述整流二极管D3的两端与脱扣器132连接。

其中，为了保护第一开关管1311造成损坏，该第一保护电路1313与所述第一开关管1311的第一端连接，进一步地，该第一保护电路1313与所述第一开关管1311的基极端连接。于本实施例，如图5所示，该第一保护电路1313包括：第七电阻R7和第二电容C2。所述第七电阻R7和所述第二电容C2并联，所述第七电阻R7的一端与所述三极管Q2的基极连接，所述第七电阻R7的另一端接地。该第二电容C2能有效防止电压突变，吸收尖峰状态的过电压，而该第七电阻R7能起到阻尼作用，消耗过电压的能量，从而抑制电路的振荡，此外，该第七电阻R7还吸收第二电容C2的电能，防止该第二电容C2的放电电流过大，避免对第一开关管1311造成损伤。

其中，图5中的J2为脱扣器插头用于与脱扣器132连接，此时，从图中可以看到脱扣器插头上有一个+24V的电压，而通常开关电源DC－DC输出的电压是+12V，因此，可以采用一个升压电路，例如，采用MC34063升压芯片作为电路核心器件的升压电路，将开关电源DC－DC输出的电压升压至+24V为脱扣器132供电。因此，上述的断路器10还可以包括：开关电源DC－DC、升压电路、以及为控制器12供电的电源模块等元器件。

所述合闸控制电路14用于根据控制器12的控制使使所述开关15从所述脱离状态调整为所述合上状态，进而实现所述断路器10的合闸。如图6所示。所述合闸控制电路14包括：第二控制电路141和电机142。

所述第二控制电路141分别与所述控制器12和所述电机142连接，所述电机142与所述开关15连接，于本实施例中，如图6所示，所述第二控制电路141包括：第二开关管1411、继电器1412和第二保护电路1413。

所述第二开关管1411的第一端与所述控制器12连接，所述第二开关管1411的第二端与所述继电器1412的线圈连接，所述继电器1412的常开触点与所述电机142连接，所述继电器1412的公共触点用于与电源连接，所述控制器12通过控制所述第二开关管1411的导通来控制所述公共触点与所述常开触点导通，从而驱动所述电机142转动使所述开关15从所述脱离状态调整为所述合上状态，进而实现所述断路器10的合闸。于本实施例中，如图7所示，优选地，该第二开关管1411为NPN型三极管Q2，所述三极管Q2的基极与所述控制器12连接，进一步地，该三极管Q2的基极还通过一限流电阻R10与控制器12连接，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极与所述继电器1412的线圈连接。

其中，为了保护第二开关管1411造成损坏，该第二保护电路1413与所述第二开关管1411的第一端连接，进一步地，该第二保护电路1413与所述第二开关管1411的基极端连接。于本实施例，如图7所示，该第二保护电路1413包括：第九电阻R9和第三电容C3。所述第九电阻R9和所述第三电容C3并联，所述第九电阻R9的一端与所述三极管Q2的基极连接，所述第九电阻R9的另一端接地。该第三电容C3能有效防止电压突变，吸收尖峰状态的过电压，而该第九电阻R9能起到阻尼作用，消耗过电压的能量，从而抑制电路的振荡，此外，该第九电阻R9还吸收第三电容C3的电能，防止该第三电容C3的放电电流过大，避免对第二开关管1411造成损伤。

其中，图7中的J3为电机插头，用于与电机142连接。

所述报警器16与所述控制器12连接，用于根据控制器12的控制而发出报警提示。进一步地，当柜门被开启时，即输入电路111输入的电平为零电平时，控制器12控制报警器16报警。其中，该提示的方式可以是声音提示，也可以是信号灯闪烁提示，或者两者的结合等。于本实施例中，所述报警器16可以是声光报警器，也可以是蜂鸣器，还可以是警示灯，或者由蜂鸣器和警示灯组成的报警装置，在此不作进一步限定。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。