专利名称：直流断路器的短路延时脉冲脱扣控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种断路器控制装置，尤其是一种直流断路器的短路延时脉冲脱口控制装置。
背景技术：
直流系统是电力系统中控制、保护、信号及自动装置等的电源。直流供电系统由直流供电电源、供电线路、直流断路器以及负载构成。直流断路器的可靠性直接关系到电力系统的安全。在多级直流断路器系统中，要求上下级间实现选择性保护，这就要求断路器具体短路延时脱扣功能，即三段保护式断路器。在现有技术中，三段式直流断路器采用电磁分励脱扣器，电磁分励脱扣器长时间通电，容易烧毁，另外短路延时时间的精度不高，增加了生 产调试时间，延时电路容易受干扰产生误动作，产品性能不稳定。
实用新型内容本实用新型提供了一种保护直流断路器不被烧毁的直流断路器的短路延时脉冲脱口控制装置。实现本实用新型目的的直流断路器的短路延时脉冲脱扣控制装置包括全桥整流滤波电路、稳压电路、延时脉冲脱扣电路、脱扣器和短路微动开关。所述延时脉冲脱扣电路包括两个精密单稳态触发器，第一个触发器的复位端和第一个触发器的电源输入端一起接到稳压电路中，第一个触发器的第一输入端接地，第一个触发器的输出端与第二个触发器的第二输入端连接，第一个触发器的第二输入端接第二个电阻的一端，并且还与第四个电容器的一端连接，第二个电阻的另一端接第二个触发器的反向输出端，第四个电容器的另一端接所述短路微动开关，第一个触发器的第二延时输入端接第三个电阻的一端，并且还与第五个电容器的正极连接，第三个电阻的另一端接到稳压电路中，第五个电容器的负极接第一个触发器的第一延时输入端，并且还接地，第二个触发器的第二延时输入端接第四个电阻的一端，并且还与第六个电容器的正极连接，第四个电阻的另一端接到稳压电路中，第六个电容器的负极接第二个触发器的第一延时输入端，并且还接地，第二个触发器的复位端连接短路微动开关，并且连接第五个电阻的一端，并且还与第七个电容器的一端连接，第二个触发器的输出端与第二个触发器的第一输入端相连，并且连接第六个电阻的一端，第六个电阻的另一端与第七个电阻的一端相连。所述短路微动开关，包括一对常闭触点和一对常开触点以及N沟道绝缘栅场效应管；所述常闭触点一端和常开触点的一端连在一起，即为一个公共端，并且接地，第二个触发器的复位端连接一对常闭触点的另一端，第四个电容器的另一端接所述一对常开触点的另一端；所述N沟道绝缘栅场效应管的栅极与所述第六个电阻的另一端和第七个电阻的一端相连，所述N沟道绝缘栅场效应管的源极与全桥整流滤波电路的负极输出端相连，所述N沟道绝缘栅场效应管的漏极与脱扣器的一端相连，并与第一个二极管的阳极相连，脱扣器的另一端与整流桥的正极输出端相连，并与第一个二极管的阴极相连。[0006]所述稳压电路包括稳压二极管、滤波电容、第一电阻、第二电容和第三电容；所述第二个电容的负极接到所述稳压二极管的阳极，所述稳压二极管两端还与所述第三个电容的两端并联，所述稳压二极管的阴极还连接所述第一个电阻的一端，所述第一个电阻的另一端连接所述全桥整流滤波电路的正极输出端，还与所述滤波电容的正极相连，所述滤波电容的负极连接所述全桥整流滤波电路的负极输出端，并还与所述稳压二极管的阳极相连；所述第一个触发器的复位端和第一个触发器的电源输入端一起接到所述稳压电路中的稳压二极管的阴极，并还与第二个电容的正极相连；所述第五个电阻的另一端接到稳压电路中的稳压二极管的阴极，所述第七个电容器的另一端接地，所述第四个电阻的另一端接到稳压电路中的稳压二极管的阴极，所述第三个电阻的另一端接到稳压电路中稳压二极管的阴极。本实用新型的直流断路器的短路延时脉冲脱口控制装置，通过连续触发信号电路避免了由于断路器机构或其他异常问题造成的脱扣器长时间通电烧毁不良，保护了直流断路器的短路延时脉冲脱扣控制装置不被烧毁，以及异常问题解除后能可靠脱扣；通过使用短路微动开关的一对常闭触点和一对常开触点的连锁关系，避免了延时脉冲脱扣电路受干扰产生的误动作，提高了可靠性。
图I为本实用新型直流断路器的短路延时脉冲脱口控制装置的结构示意图。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型的直流断路器的短路延时脉冲脱扣控制装置包括全桥整流滤波电路、稳压电路、延时脉冲脱扣电路、脱扣器LI和短路微动开关SW，短路微动开关SW保护一对常闭触点NC、一对常开触点NO和N沟道绝缘栅场效应管Ql构成。其中所述的延时脉冲脱扣电路由两个精密单稳态触发器U1、U2。第一个触发器Ul的复位端CD和第一个触发器Ul的电源输入端VCC —起接到稳压电路中的稳压二极管Zl的阴极，并还与第二个电容C2的正极相连，第二个电容C2的负极接到稳压电路中的稳压二极管Zl的阳极，稳压二极管Zl两端还与第三个电容C3的两端并联，稳压二极管Zl的阴极还连接第一个电阻Rl的一端，第一个电阻Rl的另一端连接整流桥DBl的正极输出端，还与滤波电容Cl的正极相连，滤波电容Cl的负极连接整流桥DBl的负极输出端，并还与稳压二极管Zl的阳极相连，此接点作为直流断路器的短路延时脉冲脱扣控制装置电路的参考地。第一个触发器Ul的第一输入端A接地,第一个触发器Ul的输出端Q与第二个触发器U2的第二输入端B连接，第一个触发器Ul的第二输入端B接第二个电阻R2的一端，并且还与第四个电容器C4的一
端连接，第二个电阻R2的另一端接第二个触发器U2的反向输出端g，第四个电容器C4的
另一端接短路微动开关SW的一对常开触点NO的一端，短路微动开关SW的常开触点NO另一端接地，第一个触发器Ul的第二延时输入端T2接第三个电阻R3的一端，并且还与第五个电容器C5的正极连接，第三个电阻R3的另一端接到稳压电路中稳压二极管Zl的阴极，第五个电容器C5的负极接第一个触发器Ul的第一延时输入端Tl，并且还接地，第二个触发器U2的第二延时输入端T2接第四个电阻R4的一端，并且还与第六个电容器C6的正极连接，第四个电阻R4的另一端接到稳压电路中的稳压二极管Zl的阴极，第六个电容器C6的负极接第二个触发器U2的第一延时输入端Tl，并且还接地，第二个触发器U2的复位端⑶连接短路微动开关SW的一对常闭触点NC的一端，并且连接第五个电阻R5的一端，并且还与第七个电容器C7的一端连接，短路微动开关的常闭触点另一端接地，第五个电阻R5的另一端接到稳压电路中的稳压二极管Zl的阴极，第七个电容器C7的另一端接地，第二个触发器U2的输出端Q与第二个触发器U2的第一输入端A相连,并且连接第六个电阻R6的一端，第六个电阻R6的另一端与第七个电阻R7的一端相连，并且还与N沟道绝缘栅场效应管Ql的栅极相连，N沟道绝缘栅场效应管Ql的源极与整流桥DBl的负极输出端相连，N沟道绝缘栅场效应管Ql的漏极与脱扣器LI的一端相连，并与第一个二极管Dl的阳极相连，脱扣器LI的另一端与整流桥DBl的正极输出端相连，并与第一个二极管Dl的阴极相连。本实用新型的直流断路器的短路延时脉冲控制装置的工作原理如下电源经过全桥整流滤波电路后对电解电容Cl进行充电储能，整流后的电源经过第一电阻Rl和稳压二级管Zl稳压后，给精密单稳态触发器Ul和U2提供一个可靠的工作 电源电压。当直流系统正常工作时，短路微动开关SW的一对常闭触点NC为闭合状态，使第二个触发器U2始终复位，即第二个触发器U2不允许任何信号触发，第二个触发器U2的输出端Q输出始终为低电平，脱扣器不动作，此时第二个触发器U2的反向输出端&输出为高电平。当短路故障发生时，短路微动开关SW的一对常闭触点NC由闭合状态转变为开通状态后，才允许第二个触发器U2的第二输入端B在下降沿下触发，只有在短路微动开关SW的一对常闭触点NC处在开通状态后，短路微动开关SW的一对常开触点NO才由开通状态转变为闭合状态，使常闭触点NC和常开触点NO构成了连锁，避免了单稳态触发器电路受干扰产生的误动作。并且当常开触点NO处在闭合状态后，第二个触发器U2的反向输出端0输出的高电平经过R2对C4充电，在第一个触发器Ul的第二输入端B上产生了一个下降沿触发信号，使第一个触发器Ul的输出端Q输出为高电平，延时tl = (R3*C5)(此实例中R3阻值为30K，钽电解电容C5为luF，tl = 30ms)时间后，使第一个触发器Ul的输出端Q由高电平为低电平，此时在第二个触发器U2的第二输入端B上产生了一个下降沿触发信号，使第二个触发器U2的输出端Q由低电平变为高电平，使N沟道绝缘栅场效应管Ql导通，使脱扣器LI得电执行脱扣，延时t2 = (R4*C6)(此实例中R4阻值为8. 2K，钽电解电容C6为luF，t2 =
8.2ms)时间后，使第二个触发器U2的输出端Q由高电平变为低电平，关断N沟道绝缘栅场效应管Q1，脱扣器LI停止通电，避免了脱扣器长期通电造成脱扣器LI和N沟道绝缘栅场效应管Ql烧毁；在第二个触发器U2的输出端Q由低电平变为高电平的同时，第二个触发器U2
的反向输出端&由高电平变为低电平，此时电容C4通过R2对地进行放电，此时在第一个触
发器Ul的第二输入端B上产生了下一个下降沿触发信号，这样循环进行下去，构成了连续触发信号电路，此种方式即避免了由于断路器机构或其他异常问题造成的脱扣器长时间通电烧毁不良，又保护了直流断路器的短路延时脉冲脱扣控制装置不被烧毁，以及异常问题解除后能可靠的脱扣。上面的tl和t2时间都是通过精密单稳态触发器电路来实现的，精密单稳态触发器电路实现的延时时间精度较高，能到达6%以上，使直流断路器的短路延时时间比较准确，实现了上下级间选择性保护，另外生产中也无需调试，提高了生产效率。tl时间为短路延时时间，t2时间为脱扣器LI在正常情况下可靠脱扣的时间。如果在设定的tl短路延时时间还未结束时，此时短路故障消除，系统恢复正常，此时短路微动开关SW的一对常闭触点NC由开通状态转变为闭合状态，使第二个触发器U2复位，即不允许第二个触发器U2被任何信号触发，保证了脱扣装置在设定的时间内能够可靠的脱扣。上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
权利要求1.一种直流断路器的短路延时脉冲脱扣控制装置，包括全桥整流滤波电路、稳压电路、延时脉冲脱扣电路、脱扣器和短路微动开关；其特征在于所述延时脉冲脱扣电路包括两个单稳态触发器，第一个触发器的复位端和第一个触发器的电源输入端一起接到稳压电路中，第一个触发器的第一输入端接地，第一个触发器的输出端与第二个触发器的第二输入端连接，第一个触发器的第二输入端接第二个电阻的一端，并且还与第四个电容器的一端连接，第二个电阻的另一端接第二个触发器的反向输出端，第四个电容器的另一端接所述短路微动开关，第一个触发器的第二延时输入端接第三个电阻的一端，并且还与第五个电容器的正极连接，第三个电阻的另一端接到稳压电路中，第五个电容器的负极接第一个触发器的第一延时输入端，并且还接地，第二个触发器的第二延时输入端接第四个电阻的一端，并且还与第六个电容器的正极连接，第四个电阻的另一端接到稳压电路中，第六个电容器的负极接第二个触发器的第一延时输入端，并且还接地，第二个触发器的复位端连接短路微动开关，并且连接第五个电阻的一端，并且还与第七个电容器的一端连接，第二个触发器的输出端与第二个触发器的第一输入端相连，并且连接第六个电阻的一端，第六个电阻的另一端与第七个电阻的一端相连。
2.根据权利要求I所述的直流断路器的短路延时脉冲脱扣控制装置，其特征在于所述短路微动开关，包括一对常闭触点和一对常开触点以及N沟道绝缘栅场效应管；所述常闭触点一端和常开触点的一端连在一起，即为一个公共端，并且接地，第二个触发器的复位端连接一对常闭触点的另一端，第四个电容器的另一端接所述一对常开触点的另一端；所述N沟道绝缘栅场效应管的栅极与所述第六个电阻的另一端和第七个电阻的一端相连，所述N沟道绝缘栅场效应管的源极与全桥整流滤波电路的负极输出端相连，所述N沟道绝缘栅场效应管的漏极与脱扣器的一端相连，并与第一个二极管的阳极相连，脱扣器的另一端与整流桥的正极输出端相连，并与第一个二极管的阴极相连。
专利摘要本实用新型提供了一种保护直流断路器不被烧毁的直流断路器的短路延时脉冲脱扣控制装置，包括全桥整流滤波电路、稳压电路、延时脉冲脱扣电路、脱扣器和短路微动开关；所述延时脉冲脱扣电路包括两个精密单稳态触发器。本实用新型的直流断路器的短路延时脉冲脱口控制装置，通过连续触发信号电路避免了由于断路器机构或其他异常问题造成的脱扣器长时间通电烧毁不良，保护了直流断路器的短路延时脉冲脱扣控制装置不被烧毁，以及异常问题解除后能可靠脱扣；通过使用短路微动开关的一对常闭触点和一对常开触点的连锁关系，避免了延时脉冲脱扣电路受干扰产生的误动作，提高了可靠性。
文档编号H01H71/44GK202585292SQ201120364279
公开日2012年12月5日 申请日期2011年9月27日 优先权日2011年9月27日
发明者张家勇, 王茂华, 孙吉华, 张威 申请人:北京正北元电器有限公司