断路器通讯转换模块的制作方法
【专利摘要】断路器通讯转换模块，包括电源电路、控制输出电路、接口电路、状态指示电路和通讯转换电路；所述的电源电路内设有电压转换装置和整流稳压电路，外部交流电源与电压转换装置的输入端连接，电压转换装置的输出端与整流稳压电路的输入端电路连接，所述接口电路可与断路器的智能控制器连接，所述控制输出电路与接口电路连接，将控制信号转换为无源触点信号，所述状态指示电路与接口电路连接，所述通讯转换电路与状态指示电路连接。本实用新型的断路器通讯转换模块功能齐全、组网方便、连接电路简单、可靠、集成度高，用户使用方便，产品的可靠性高和可操作性强。
【专利说明】断路器通讯转换模块
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及低压断路器领域，尤其涉及一种断路器通讯转换模块。
【背景技术】
[0002]断路器广泛应用于低压电力系统中，用于分配电能和保护电路、电源及用电设备，对电力系统的可靠运行起着举足轻重的作用。随着智能电网技术和配电自动化的发展，低压配电系统智能化、网络化成已为一种趋势。现有的电子式智能断路器通常设有通讯模块，是低压断路器的智能控制器(或脱扣器)的通讯附件，智能控制器可以通过通讯模块与通讯主机建立网络连接，实现远程电量参数上传及分合闸控制等功能，方便集中化、网络化管理断路器。目前在低压断路器上使用的通讯模块在组网使用时部件模块多、连接线路复杂、用户的易用性差。且现场使用时需要另外安装电源模块(AC/DC电源模块)给通讯模块提供直流电源，增加了部件模块的数量，连接电路更加复杂，给用户的使用带来了极大的不便。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种操作简便、结构简单可靠的断路器通讯转换模块。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案:
[0005]一种断路器通讯转换模块，包括电源电路11、控制输出电路21、接口电路22、状态指示电路23和通讯转换电路31 ;所述的电源电路11内设有电压转换装置和整流稳压电路，外部交流电源与电压转换装置的输入端连接，电压转换装置的输出端与整流稳压电路的输入端电路连接，电源电路11通过电压转换装置将外部交流电源降压，并通过整流稳压电路转变为直流电源，为通讯转换模块提供工作电源；所述接口电路22可与断路器的智能控制器连接，用于提供通讯转换模块和断路器的智能控制器的连接接口 ；所述控制输出电路与接口电路22连接，将控制信号转换为无源触点信号，用于控制外部电路的接通和断开；所述状态指示电路23与接口电路22连接，用于指示电源状态和通讯工作状态；所述通讯转换电路31与状态指示电路23连接，用于远程通讯信号的转换。
[0006]进一步，所述电压转换装置包括变压器Tl，所述整流稳压电路包括整流桥B1、第一滤波电容Cl、第二滤波电容C2、第三滤波电容C3、第四滤波电容C4和稳压集成Ul ;变压器Tl初级连接外部交流电源，次级和整流桥BI的交流输入端连接，将外部交流电源降压并转换为直流电源；整流桥BI的直流输出端分别与第一滤波电容Cl、第二滤波电容C2连接，稳压集成Ul的输入端与第一滤波电容Cl、第二滤波电容C2连接，输出端与第三滤波电容C3、第四滤波电容C4连接。
[0007]进一步，所述的断路器通讯转换模块由三块线路板构成，所述三块线路板分别为电源板1、接口板2和转换板3 ;所述的电源电路11设于电源板I上，所述的控制输出电路21、接口电路22和状态指示电路23设于接口板2上，所述的通讯转换电路31设于转换板3上。所述三块线路板的结构符合产品热设计和“EMC”设计的要求。
[0008]进一步，所述的三块线路板按“Π”形结构布局；所述“Π”形结构为电源板I和转换板3平行垂直设置，接口板2水平安装于电源板I和转换板3的上方。所述三块线路板的“ Π ”形结构布局散热效果好，结构紧凑，可靠性高。
[0009]进一步，所述的三块线路板按“三”形结构布局；所述“三”形结构为电源板I设于底部，转换板3设于电源板I上方，接口板2设于转换板3上方。
[0010]进一步，所述的三块线路板按“C”形结构布局；所述“C”形结构为电源板I设于底部，转换板3直立设于电源板I 一侧位置，接口板2设于顶部。
[0011]进一步，所述的三块线路板按“F”形结构布局；所述“F”形结构为电源板I直立设置，接口板2和转换板3水平设于电源板I同一侧，转换板3设于接口板2上方。
[0012]进一步，所述的变压器Tl为工频变压器或以高频变压器为核心的开关电源。
[0013]进一步，所述状态指示电路23内设有指示电源状态和通讯工作状态的指示灯；所述的指示灯为发光二极管。所述发光二极管体积小、功耗低、容易驱动、光效高、发光均匀稳定、响应速度快。
[0014]本实用新型的断路器通讯转换模块，包括电源电路、控制输出电路、接口电路、状态指示电路和通讯转换电路，功能齐全、组网方便、连接电路简单、可靠、集成度高，用户使用方便、快捷，提高了产品的可靠性和可操作性。此外，本实用新型的断路器通讯转换模块结构布局合理，结构紧凑且符合热设计和“EMC”设计。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的原理框图；
[0016]图2是本实用新型电源电路的原理图；
[0017]图3是本实用新型电路板“三”形结构布局图；
[0018]图4是本实用新型电路板“C”形结构布局图；
[0019]图5是本实用新型电路板“F”形结构布局图；
[0020]图6是本实用新型电路板“Π”形结构布局图。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图1至6给出的实施例，进一步说明本实用新型的断路器通讯转换模块的【具体实施方式】。本实用新型的断路器通讯转换模块不限于以下实施例的描述。
[0022]如图1所示，一种断路器通讯转换模块，包括电源电路11、控制输出电路21、接口电路22、状态指示电路23和通讯转换电路31 ;所述的电源电路11内设有电压转换装置和整流稳压电路，外部交流电源与电压转换装置的输入端连接，电压转换装置的输出端与整流稳压电路的输入端电路连接，电源电路11通过电压转换装置将外部交流电源降压，并通过整流稳压电路转变为直流电源，为通讯转换模块提供工作电源；所述接口电路22可与断路器的智能控制器连接，用于提供通讯转换模块和断路器的智能控制器的连接接口 ；所述控制输出电路与接口电路22连接，将控制信号转换为无源触点信号，用于控制外部电路的接通和断开；所述状态指示电路23与接口电路22连接，用于指示电源状态和通讯工作状态；所述通讯转换电路31与状态指示电路23连接，用于远程通讯信号的转换。本实用新型断路器通讯转换模块功能齐全、组网方便、连接电路简单、集成度高，用户使用方便，提高了产品的可靠性和可操作性。通讯转换模块的电源电路11可通过电压转换装置将AC230V、AC400V的高电压外部交流电源转化为AC24V的低电压交流电源，并可通过整流稳压电路将交流电源变换为DC24V的直流电源。所述通讯转换电路23外接通讯主机，通讯转换电路可由高速光耦和485转换集成组成，将电路中的TTL电平转换为RS485电平，实现远程通讯功能。所述状态指示电路23内设有指示电源状态和通讯工作状态的指示灯；所述的指示灯为发光二极管。所述发光二极管体积小、功耗低、容易驱动、光效高、发光均勻稳定、响应速度快。
[0023]如图2所示，所述电压转换装置包括变压器Tl，所述整流稳压电路包括整流桥B1、第一滤波电容Cl、第二滤波电容C2、第三滤波电容C3、第四滤波电容C4和稳压集成Ul ;变压器Tl初级连接外部交流电源，次级和整流桥BI的交流输入端连接，将外部交流电源降压并转换为直流电源，先将高电压交流电源转换成低电压交流电源，然后将低电压交流电源转化成直流脉动电源。整流桥BI的直流输出端分别与第一滤波电容Cl、第二滤波电容C2连接，将直流脉动电源转换为纯直流电源，稳压集成Ul的输入端与第一滤波电容Cl、第二滤波电容C2连接，输出端与第三滤波电容C3、第四滤波电容C4连接，将不稳定的纯直流电源自动稳定在一个准确的电压(如+15V)，为其他电路提供工作电源。所述稳压集成Ul采用LM2575-15，也可以用其他型号的同类型稳压集成代替，如L4960、LM2576等。所述的变压器Tl为工频变压器或以高频变压器为核心的开关电源。所述开关电源效率高、体积小，但成本较高。
[0024]本实用新型断路器通讯转换模块功能齐全、组网方便、连接电路简单、集成度高，但也给通讯转换模块的热设计和EMC设计带来了很大的难度，为了满足产品热设计和EMC设计的要求以及产品结构本身的需要，所述的断路器通讯转换模块由三块线路板构成，所述三块线路板分别为电源板1、接口板2和转换板3 ;所述的电源电路11设于电源板I上，所述的控制输出电路21、接口电路22和状态指示电路23设于接口板2上，所述的通讯转换电路31设于转换板3上。
[0025]如图3-6所示，为了满足产品热设计和EMC设计的要求以及产品结构本身的需要，板间结构布局采用的不同实施例。所述断路器通讯转换模块的板间结构布局为“三”形结构，所述“三”形结构为电源板I设于底部，转换板3设于电源板I上方，接口板2设于转换板3上方；所述断路器通讯转换模块的板间结构布局为还可以为“C”形结构，所述“C”形结构为电源板I设于底部，转换板3直立设于电源板I 一侧位置，接口板2设于顶部；所述断路器通讯转换模块的板间结构布局还可以为“F”形结构，所述“F”形结构为电源板I直立设置，接口板2和转换板3水平设于电源板I同一侧，转换板3设于接口板2上方。作为优选，所述断路器通讯转换模块的板间结构布局为散热效果好的“ Π ”形结构，所述“ Π ”形结构为电源板I和转换板3平行垂直设置，接口板2水平安装于电源板I和转换板3的上方。所述“Π”形结构散热效果好，结构紧凑，可靠性高。三块线路板之间可通过排针将板与板相互连接，当然也可以通过粘接或其它方式连接。
[0026]本实用新型的断路器通讯转换模块，包括电源电路11、控制输出电路21、接口电路22、状态指示电路23和通讯转换电路31，功能齐全、组网方便、连接电路简单、可靠、集成度高，用户使用方便、快捷，提高了产品的可靠性和可操作性。采用电源板1、接口板2、转换板3的三线路板式结构，其中电源电路11设于电源板I上，控制输出电路21、接口电路22和状态指示电路23设于接口板2上，通讯转换电路31设于转换板3上，符合热设计和“EMC”设计的要求。作为优选，线路板间结构布局为便于安装固定的“ Π ”形结构，结构布局合理，结构紧凑，可靠性高，且线路板间结构布局还可以为“三”形结构或“C”形结构或“F”形结构等，为用户提供了多种选择。
[0027]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。
【权利要求】
1.一种断路器通讯转换模块，其特征在于:包括电源电路(11)、控制输出电路(21)、接口电路(22)、状态指示电路(23)和通讯转换电路(31)； 所述的电源电路(11)内设有电压转换装置和整流稳压电路，外部交流电源与电压转换装置的输入端连接，电压转换装置的输出端与整流稳压电路的输入端电路连接，电源电路(11)通过电压转换装置将外部交流电源降压，并通过整流稳压电路转变为直流电源，为通讯转换模块提供工作电源； 所述接口电路(22)可与断路器的智能控制器连接，用于提供通讯转换模块和断路器的智能控制器的连接接口 ；所述控制输出电路与接口电路(22)连接，将控制信号转换为无源触点信号，用于控制外部电路的接通和断开；所述状态指示电路(23)与接口电路(22)连接，用于指示电源状态和通讯工作状态；所述通讯转换电路(31)与状态指示电路(23)连接，用于远程通讯信号的转换。
2.根据权利要求1所述的断路器通讯转换模块，其特征在于:所述电压转换装置包括变压器Tl，所述整流稳压电路包括整流桥B1、第一滤波电容Cl、第二滤波电容C2、第三滤波电容C3、第四滤波电容C4和稳压集成Ul ;变压器Tl初级连接外部交流电源，次级和整流桥BI的交流输入端连接，将外部交流电源降压并转换为直流电源；整流桥BI的直流输出端分别与第一滤波电容Cl、第二滤波电容C2连接,稳压集成Ul的输入端与第一滤波电容Cl、第二滤波电容C2连接，输出端与第三滤波电容C3、第四滤波电容C4连接。
3.根据权利要求1所述的断路器通讯转换模块，其特征在于:所述的断路器通讯转换模块由三块线路板构成，所述三块线路板分别为电源板(I)、接口板(2)和转换板(3);所述的电源电路(11)设于电源板⑴上，所述的控制输出电路(21)、接口电路(22)和状态指示电路(23)设于接口板(2)上，所述的通讯转换电路(31)设于转换板(3)上。
4.根据权利要求3所述的断路器通讯转换模块，其特征在于:所述的三块线路板按“Π”形结构布局；所述“11”形结构为电源板⑴和转换板(3)平行垂直设置，接口板(2)水平安装于电源板(I)和转换板(3)的上方。
5.根据权利要求3所述的断路器通讯转换模块，其特征在于:所述的三块线路板按“三”形结构布局；所述“三”形结构为电源板⑴设于底部，转换板⑶设于电源板⑴上方，接口板⑵设于转换板⑶上方。
6.根据权利要求3所述的断路器通讯转换模块，其特征在于:所述的三块线路板按“C”形结构布局；所述“C”形结构为电源板(I)设于底部，转换板(3)直立设于电源板(I) 一侧位置，接口板(2)设于顶部。
7.根据权利要求3所述的断路器通讯转换模块，其特征在于:所述的三块线路板按“F”形结构布局；所述“F”形结构为电源板⑴直立设置，接口板(2)和转换板(3)水平设于电源板⑴同一侧，转换板⑶设于接口板⑵上方。
8.根据权利要求2所述的断路器通讯转换模块，其特征在于:所述的变压器Tl为工频变压器或以高频变压器为核心的开关电源。
9.根据权利要求1所述的断路器通讯转换模块，其特征在于:所述状态指示电路(23)内设有指示电源状态和通讯工作状态的指示灯；所述的指示灯为发光二极管。
【文档编号】H03K19/0185GK204190741SQ201420381635
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年7月11日 优先权日:2014年7月11日
【发明者】陈建余, 肖磊, 章龙 申请人:正泰集团股份有限公司, 浙江正泰电器股份有限公司