智能型永磁开关驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及一种智能型永磁开关驱动电路。
【背景技术】
[0002]断路器是一种开关装置，其可用来分配电能，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，因此被广泛用于电路系统中。永磁断路器采用双稳态内设欠压脱扣器永磁机构，并与机械手动脱扣器结为一体化设计，使手动分闸轻便可靠，其可动部件较少，使其可靠性和机械寿命大幅提高，因此成为常用的断路器之一。
[0003]现有的永磁断路器通常采用永磁开关驱动电路来驱动其分闸(断开回路)和合闸(闭合回路)，永磁开关驱动电路连接永磁断路器的线圈，永磁开关驱动电路控制外部高压电容给该线圈正反向通电，从而实现分合闸。然而，现有的永磁开关驱动电路具有以下缺占.V.
[0004](I)无法检测外部高压电容的老化情况，如果高压电容老化造成放电电流减小，会引起分合闸容量不够，进而造成分合闸不可靠；
[0005](2)开入量输入阻抗过高，存在和传统的断路器或微机保护操作回路无法匹配问题；
[0006](3)分闸、合闸的数据无法得到，进而无法监视和判断分合闸的异常情况，智能通过定期的检修；
[0007](4)无法与上位机进行数据互联，只能通过传统方式进行控制。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型的目的在于提供一种能够实时检测高压电容的老化情况、减小开入量输入阻抗、监测分合闸情况和与上位机实时通讯的智能型永磁开关驱动电路。
[0009]为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下:
[0010]—种智能型永磁开关驱动电路，其与分闸高压电容、合闸高压电容及永磁断路器线圈连接，控制永磁断路器分闸与合闸，所述智能型永磁开关驱动电路包括中央处理单元、整容滤波及高压电容充电电路、永磁断路器线圈控制及电流电压测量电路、温度检测电路和开入量采集电路，所述整容滤波及高压电容充电电路、所述永磁断路器线圈控制及电流电压测量电路、所述温度检测电路和所述开入量采集电路分别与所述中央处理单元电性连接，所述整容滤波及高压电容充电电路的输出端与所述永磁断路器线圈控制及电流电压测量电路连接，所述永磁断路器线圈控制及电流电压测量电路进一步分别与所述分闸高压电容、所述合闸高压电容和所述永磁断路器线圈连接。
[0011]优选的，所述整容滤波及高压电容充电电路包括整流及滤波电路和高压电容充电电路，所述整流及滤波电路的输入端接入市电，所述整流及滤波电路的输出端与所述高压电容充电电路的输入端之间并联连接有滤波电容，所述高压电容充电电路的输出端形成所述整容滤波及高压电容充电电路的输出端。
[0012]优选的，所述永磁断路器线圈控制及电流电压测量电路包括全桥驱动电路、全桥电路、第一二极管、第二二极管、高压电容充电电流变送器、断路器分合闸电流变送器、分闸电容电压采集电路和合闸电容电压采集电路，所述高压电容充电电流变送器的输出端、所述断路器分合闸电流变送器的输出端、所述分闸电容电压采集电路的输出端及所述合闸电容电压采集电路的输出端分别与所述中央处理单元电性连接；
[0013]所述整容滤波及高压电容充电电路的输出端包括第一输出端和第二输出端，所述整容滤波及高压电容充电电路的第一输出端与所述第一二极管的阳极连接，第一二极管的阴极与第二二极管的阳极之间连接所述高压电容充电电流变送器，所述第二二极管的阴极与所述整容滤波及高压电容充电电路的第二输出端之间连接所述分闸高压电容，所述分闸高压电容与所述分闸电容电压采集电路并联连接;所述第二二极管的阳极与所述整容滤波及高压电容充电电路的第二输出端之间连接所述合闸高压电容，所述合闸高压电容与所述合闸电容电压采集电路并联连接；
[0014]所述全桥电路包括第一至第四控制端和第一至第五接线端，其第一至第四控制端分别与所述全桥驱动电路的输出端连接，所述全桥驱动电路的输入端与所述中央处理单元连接，所述全桥电路的第一接线端与所述第二二极管的阴极连接，其第二接线端与永磁断路器线圈的第一端连接，其第三接线端与所述第二二极管的阳极连接，其第四接线端与所述永磁断路器线圈的第二端之间连接所述断路器分合闸电流变送器，其第五接线端与所述整容滤波及高压电容充电电路的第二输出端连接。
[0015]优选的，所述全桥电路包括第一至第四场效应管，所述第一场效应管的栅极为所述全桥电路的第一控制端，所述第一场效应管的源极与所述第四场效应管的漏极连接，所述第一场效应管的源极为所述全桥电路的第二接线端，所述第一场效应管的漏极为所述全桥电路的第一接线端；
[0016]所述第二场效应管的栅极为所述全桥电路的第二控制端，所述第二场效应管的源极与所述第三场效应管的漏极连接，所述第二场效应管的源极为所述全桥电路的第四接线端，所述第二场效应管的漏极为所述全桥电路的第三接线端；
[0017]所述第三场效应管的栅极为所述全桥电路的第三控制端，所述第四场效应管的栅极为所述全桥电路的第四控制端，所述第三场效应管的源极与所述第四场效应管的源极连接，所述第三场效应管的源极为所述全桥电路的第五接线端。
[0018]优选的，所述温度检测电路包括用于检测环境温度的第一温度传感器、用于检测所述合闸高压电容的温度的第二温度传感器和用于检测所述分闸高压电容的温度的第三温度传感器，所述第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器分别与所述中央处理单元连接。
[0019]优选的，所述开入量采集电路包括开入量启动功率提升电路和第一采集电路所述第一采集电路连接在所述开入量启动功率提升电路的输出端与所述中央处理电路之间，所述开入量启动功率提升电路的输入端接入开入量回路；
[0020]所述开入量启动功率提升电路的输入端包括控制电压公共端、分闸命令输入端和合闸命令输入端、所述开入量启动功率提升电路包括第一至第七电阻、第三二极管、第四二极管、第一继电器和第二继电器，所述第一继电器包括第一线圈、第一动断开关和第一动合开关，所述第二继电器包括第二线圈、第二动断开关和第二动合开关，所述第三电阻与所述第一动断开关并联连接后再与所述第二电阻串联连接在所述控制电压公共端与所述分闸命令输入端之间;所述第一线圈与所述第三二极管并联连接后再与所述第一电阻串联连接在所述控制电压公共端与所述分闸命令输入端之间，其中所述第三二极管的阳极与所述控制电压公共端连接;所述第七电阻与所述第二动断开关并联连接后再与所述第五电阻串联连接在所述控制电压公共端与所述合闸命令输入端之间;所述第二线圈与所述第四二极管并联连接后再与所述第四电阻串联连接在所述控制电压公共端与所述合闸命令输入端之间，所述第一动合开关和所述第二动合开关分别接入所述第一采集电路。
[0021 ]优选的，所述智能型永磁开关驱动电路还包括储能指示电路、通讯接口电路和供电电路，所述储能指示电路、通讯接口电路和供电电路分别与所述中央处理单元电性连接，所述供电电路的输入端与所述整流及滤波电路的输出端连接，所述供电电路的输出端输出第一直流电源和第二直流电源。
[0022]优选的，所述储能指示电路包括第三光电耦合器、第六二极管、第三继电器和第十二电阻，所述第三光电耦合器包括第三发光二极管和第三光敏三极管，所述第三继电器包括第三线圈和单刀双掷开关，所述第三线圈与所述第六二极管并联连接，所述第六二极管的阳极接地，所述第二二极管的阴极与所述第三光敏三极管的发射极连接，所述第三光敏三极管的集电极与所述第一直流电源连接，所述第三发光二极管的阳极与所述第二直流电源连接，所述第十二电阻连接在所述第三发光二极管的阴极与所述中央处理单元之间。
[0023]与现有技术相比，本实用新型智能型永磁开关驱动电路的有益效果在于:(I)解决了永磁断路器因高压电容老化而造成的分合闸不可靠问题，本实用新型在线监测高压电容老化情况，使用户避免了定期检查及定期更换高压电容等问题，提高了设备可靠性和工作效率；(2)监测分合闸曲线，将分合闸数据与典型数据进行对比，可以提前发现永磁断路器分闸或合闸是否出现问题，如果出现异常，装置会报警，提醒用户及时检修断路器，不用再定期检修;(3)本实用新型通过采用开入量启动功率提升电路，可以很好的解决普通开入量由于启动功率过低而造成的无法和传统断路器(或微机保护)操作回路配合的问题；(4)可以和上位机实现信息交换，实现了设备的智能化操作，可实现远程操作分合闸，以及远程读取设备的信息及状态，提高了智能化水平。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型智能型永磁开关驱动电路的原理图；
[0025]图2为本实用新型所述开入量启动功率提升电路的原理图；
[0026]图3为本实用新型智能型永磁开关驱动电路的控制方法的主循环逻辑的流程图；
[0027]图4为本实用新型所述电容充电检测逻辑的流程图；
[0028]图5为本实用新型所述电容温度检测逻辑的流程图；
[0029]图6为本实用新型所述分合闸曲线形成逻辑的流程图；
[0030]图7为本实用新型所述分合闸异常检测逻辑的流程图；
[0031 ]图8为本实用新型所述外部通讯处理逻辑的流程图。
[0032]图中各标记如下:1、整容滤波及高压电容充电电路;2、永磁断路器线圈控制及电流电压测量电路;3、温度检测电路;4、开入量采集电路;5、储能指示电路;6、供电电路;Cl、滤波电容;XQ、永磁断路器线圈;Dl、第一二极管;D2、第二二极管;D3、第三二极管;D4、第四二极管;D5、稳压二极管;D6、第六二极管;CTl、高压电容充电电流变送器;CT2、断路器分合闸电流变送器;Ql、第一场效应管;Q2、第二场效应管;Q3、第三场效应管;Q4、第四场效应管；SO、第一温度传感器；S1、第二温度传感器；S2、第三温度传感器;Rl、第一电阻；R2、第二电阻;R3、第三电阻;R4、第四电阻;R5、第五电阻;R6、第六电阻;R7、第七电阻;R8、第八电阻；R9、第九电阻;R10、第十电阻;R11、第^^一电阻;R12、第十二电阻;R13、第十三电阻;R14、第十四电阻;R15、第十五电阻;R16、第十六电阻;J1、第一线圈；J1-1、第一动断开关;J1-2、第一动合开关;J2、第二线圈；J2-1、第二动断开关;J2-2、第二动合开关;J3、第三线圈;J3-1、单刀双掷开关;OPl、第一光电親合器;OP2、第二光电親合器;OP3、第三光电親合器;El、合闸高压电容;E2、分闸高压电容;Al、第一放大器;A2、第二放大器。
【具体实施方式】
[0033]下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。
[0034]请参阅图1至图8所示，本实用新型提供一种智能型永磁开关驱动电路，其与分闸高压电容E2、合闸高压电容El及永磁断路器线圈XQ连接，控制永磁断路器分闸与合闸，所述智能型永磁开关驱动电路包括中央处理单元、整容滤波及高压电容充电电路1、永磁断路器线圈控制及电流电压测量电路2、温度检测电路3、开入量采集电路4，储能指示电路5、通讯接口电路和供电电路6，所述整容滤波及高压电容充电电路1、所述永磁断路器线圈控制及电流电压测量电路2、所述温度检测电路3、所述开入量采集电路4、所述储能指示电路5、通讯接口电路和供电电路6分别与所述中央处理单元电性连接，所述中央处理单元包括微处理器及其外围电路，所述整容滤波及高压电容充电电路I的输出端与所述永磁断路器线圈控制及电流电压测量电路2连接，所述永磁断路器线圈控制及电流电压测量电路2进一步分别与所述分闸高压电容E2、所述合闸高压电容El和所述永磁断路器线圈XQ连接，所述永磁断路器线圈XQ包括第一端X+和第二端X-。
[0035]使用时，智能型永磁开关驱动电路通过通讯接口电路与上位机连接进行通讯，便于上位机设置各种参数，读取开入量的状态、分合闸电容的储能电压、充电电流、分合闸电流大小，还可通过读取分合闸时驱动电流、电压的曲线及控制永磁断路器进行分、合闸操作。
[0036]所述整容滤波及高压电容充电电路I包括整流及滤波电路和高压电容充电电路，整流及滤波电路将交流电变为直流电，高压电容充电电路利用该直流电给高压电容EI和E2充电，高压电容充电模块采用反激式隔离型开关电源，采用先恒流后恒压的充电模式，所述整流及滤波电路的输入端接入市电，图1中L为市电的火线，N为市电的零线，所述整流及滤波电路的输出端与所述高压电容充电电路的输入端之间并联连接有滤波电容Cl，所述高压电容充电电路的输出端形成所述整容滤波及高压电容充电电路I的输出端。所述供电电路6的输入端与所述整流及滤波电路的输出端连接，所述供电电路6的输出端输出第一直流电源和第二直流电源。在本实施例中，所述第一直流电源大小为12V，所述第二直流电源大小为5V。
[0037]在本实用新型中，所述永磁断路器线圈控制及电流电压测量电路2包括全桥驱动电路、全桥电路、第一二极管Dl、第二二极管D2、高压电容充电电流变送器CTl、断路器分合闸电流变送器CT2、分闸电容电压采集电路和合闸电容电压采集电路，所述高压电容充电电流变送器CTl的输出端输出高压电容充电电流的采样值Ic，所述断路器分合闸电流变送器CT2的输出端输出断路器分合闸电流的米样值IX，所述分闸电容电压米集电路的输出端输出分闸高压电容E2的电压采样值Ucf，所述合闸电容电压采集电路的输出端输出合闸高压电容El的电压采样值Uch，采样值Ic、Ix、Ucf和Uch分别送入所述中央处理单元处理；
[0038]所述整容滤波及高压电容充电电路I的输出端包括第一输出端和第二输出端，所述整容滤波及高压电容充电电路I的第一输出端与所述第一二极管Dl的阳极连接，第一二极管Dl的阴极与第二二极管D2的阳极之间连接所述高压电容充电电流变送器CTl，所述第二二极管D2的阴极与所述整容滤波及高压电容充电电路I的第二输出端之间连接所述分闸高压电容E2，所述分闸高压电容E2与所述分闸电容电压采集电路并联连接;所述第二二极管D2的阳极与所述整容滤波及高压电容充电电路I的第二输出端之间连接所述合闸高压电容El，所述合闸高压电容El与所述合闸电容电压采集电路并联连接;所述第二二极管D2具有隔离分闸高压电容E2与合闸高压电容El的作用，使El和E2分别充电和放电。
[0039]其中，所述分闸电容电压采集电路包括第二运算放大器A2、第十三电阻R13和第十四电阻R14，所述第二运算放大器A2的第一输入端分别与所述第十三电阻R13的第一端及第十四电阻R14的第二端连接，第十三电阻R13的第二端与所述第二二极管D2的阴极连接，第十四电阻R14的第一端与所述整容滤波及高压电容充电电路I的第二输出端连接，所述第二运算放大器A2的第二输入端与所述第二运算放大器A2的输出端连接并输出Ucf;所述合闸电容电压采集电路包括第一运算放大器Al、第十五电阻R15和第十六电阻R16，所述第一运算放大器Al的第一输入端分别与所述第十五电阻R15的第一端及第十六电阻R16的第二端连接，第十五电阻R15的第二端与所述整容滤波及高压电容充电电路I的第一输出端连接，第十六电阻R16的第一端与所述整容滤波及高压电容充电电路I的第二输出端连接，所述第一运算放大器Al的第二输入端与所述第一运算放大器Al的输出端连接并输出Uch。
[0040]所述全桥电路包括第一至第四控制端和第一至第五接线端，其第一至第四控制端分别与所述全桥驱动电路的输出端连接，所述全桥驱动电路的输入端与所述中央处理单元连接，所述全桥电路的第一接线端与所述第二二极管D2的阴极连接，其第二接线端与永磁断路器线圈XQ的第一端X-连接，其第三接线端与所述第二二极管D2的阳极连接，其第四接线端与所述永磁断路器线圈XQ的第二端X+之间连接所述断路器分合闸电流变送器CT2，其第五接线端与所述整容滤波及高压电容充电电路I的第二输出端连接。
[0041]所述全桥电路包括第一至第四场效应管Q4，所述第一场效应管Ql的栅极为所述全桥电路的第一控制端，所述第一场效应管Ql的源极与所述第四场效应管Q4的漏极连接，所述第一场效应管Ql的源极为所述全桥电路的第二接线端，所述第一场效应管Ql的漏极为所述全桥电路的第一接线端；
[0042]所述第二场效应管Q2的栅极为所述全桥电路的第二控制端，所述第二场效应管Q2的源极与所述第三场效应管Q3的漏极连接，所述第二场效应管Q2的源极为所述全桥电路的第四接线端，所述第二场效应管Q2的漏极为所述全桥电路的第三接线端；
[0043]所述第三场效应管Q3的栅极为所述全桥电路的第三控制端，所述第四场效应管Q4的栅极为所述全桥电路的第四控制端，所述第三场效应管Q3的源极与所述第四场效应管Q4的源极连接，所述第三场效应管Q3的源极为所述全桥电路的第五接线端。
[0044]当中央处理单元发出合闸命令时，全桥驱动电路驱动第二场效应管Q2和第四场效应管Q4导通，合闸高压电容El对永磁断路器线圈XQ放电，放电电流从永磁断路器线圈XQ的第一端X+流向第二端X-，永磁断路器线圈XQ对应的开关动作驱动永磁断路器合闸；当中央处理单元发出分闸命令时，全桥驱动电路驱动第一场效应管Ql和第三场效应管Q3导通，分闸高压电容E2对永磁断路器线圈XQ放电，放电电流从永磁断路器线圈XQ的第二端X-流向第一端X+，永磁断路器线圈XQ对应的开关动作驱动永磁断路器分闸。
[0045]所述温度检测电路3包括用于检测环境温度的第一温度传感器S0、用于检测所述合闸高压电容El的温度的第二温度传感器SI和用于检测所述分闸高压电容E2的温度的第三温度传感器S2，所述第一温度传感器S0、第二温度传感器SI和第三温度传感器S2分别与所述中央处理单元连接。在具体应用时，第二温度传感器SI靠近所述合闸高压电容El安装设置，第三温度传感器S2靠近所述分闸高压电容E2安装设置。S0、S1和S2的检测值送入中央处理单元，中央处理单元利用该检测值通过一定运算来计算高压电容El和E2的老化程度。
[0046]所述开入量采集电路4包括开入量启动功率提升电路、第一采集电路和第二采集电路，所述第二采集电路的输入端直接接入开入量回路，所述第二采集电路的输出端与所述中央处理电路连接，所述第一采集电路连接在所述开入量启动功率提升电路的输出端与所述中央处理电路之间，所述开入量启动功率提升电路的输入端接入开入量回路；
[0047]所述开入量启动功率提升电路的输入端包括控制电压公共端KCM1、分闸命令输入端TRPl和合闸命令输入端CLSl、所述开入量启动功率提升电路包括第一至第七电阻、第三二极管D3、第四二极管D4、第一继电器和第二继电器，所述第一继电器包括第一线圈J1、第一动断开关Jl-1和第一动合开关J1-2，所述第二继电器包括第二线圈J2、第二动断开关J2-1和第二动合开关J2-2，所述第三电阻R3与所述第一动断开关Jl-1并联连接后再与所述第二电阻R2串联连接在所述控制电压公共端KCMl与所述分闸命令输入端TRPl之间;所述第一线圈Jl与所述第三二极管D3并联连接后再与所述第一电阻Rl串联连接在所述控制电压公共端KCMl与所述分闸命令输入端TRPl之间，其中所述第三二极管D3的阳极与所述控制电压公共端KCMl连接;所述第七电阻R7与所述第二动断开关J2-1并联连接后再与所述第五电阻R5串联连接在所述控制电压公共端KCMl与所述合闸命令输入端CLSl之间;所述第二线圈J2与所述第四二极管D4并联连接后再与所述第四电阻R4串联连接在所述控制电压公共端KCMl与所述合闸命令输入端CLSl之间，所述第一动合开关J1-2和所述第二动合开关J2-2分别接入所述第一采集电路。当第一线圈Jl和第二线圈J2未通电时，第一动断开关Jl-1和第二动断开关J2-1均保持闭合，将第三电阻R3和第六电阻R6短路，使启动功率较大，当第一线圈Jl和第二线圈J2通电后第一动断开关Jl-1和第二动断开关J2-1均断开，将第三电阻R3和第六电阻R6串入回路中，使工作功率减小，因此，电路只在启动的瞬间提升了输入的量的功率，正常工作时功率不受影响，从而便于断路器操作回路中的跳闸命令开入量与合闸命令开入量启动。
[0048]所述第一采集电路设有两组子采集电路，每组包括第一光电耦合器0P1、第七电阻R7、第八电阻R8、稳压二极管D5，所述第一光电親合器OPl包括第一发光二极管和第一光敏三极管，所述稳压二极管D5的阴极连接第一直流电源，所述第七电阻R7连接在所述稳压二极管D5的阳极与所述第一发光二极管的阳极之间，第一发光二极管的阴极接地，所述第八电阻R8连接在所述第二直流电源与所述第一光敏三极管的集电极之间，所述第一光敏三极管的发射极接地，所述第一光敏三极管的集电极进一步与所述中央处理单元连接，第一组子采集电路的稳压二极管D5与所述第一动合开关J1-2并联连接，第二组子采集电路的稳压二极管D5与所述第二动合开关J2-2并联连接。
[0049]所述第二采集电路设有四组子采集电路，每组包括第二光电耦合器0P2、第九电阻R9、第十电阻RlO和第^^一电阻Rll，所述第二光电耦合器0P2包括第二发光二极管和第二光敏三极管，所述第九电阻R9连接在开入量回路与所述第二发光二极管的阳极之间，所述第十电阻RlO与所述第二发光二极管并联连接，所述第十一电阻Rll连接在所述第二直流电源与所述第二光敏三极管的集电极之间，所述第二光敏三极管的发射极接地，所述第二光敏三极管的集电极进一步与所述中央处理单元连接，所有所述第二发光二极管的阴极相互连接并接入控制电压公共端KCM2。所述第二采集电路中的四个第九电阻的分别接入的开入量回路分别为跳闸命令输入端TRP2、合闸命令输入端CLS2、永磁断路器状态指示命令输入端QF及闭锁分闸、合闸操作命令输入端BS。
[0050]所述储能指示电路5包括第三光电耦合器0P3、第六二极管D6、第三继电器和第十二电阻Rl 2，所述第三光电耦合器0P3包括第三发光二极管和第三光敏三极管，所述第三继电器包括第三线圈J3和单刀双掷开关J3-1，所述单刀双掷开关J3-1包括公共端、第一投掷端和第二投掷端，与外部显示装置连接，所述第三线圈J3与所述第六二极管D6并联连接，所述第六二极管D6的阳极接地，所述第二二极管D2的阴极与所述第三光敏三极管的发射极连接，所述第三光敏三极管的集电极与所述第一直流电源连接，所述第三发光二极管的阳极与所述第二直流电源连接，所述第十二电阻R12连接在所述第三发光二极管的阴极与所述中央处理单元之间。
[0051]储能指示电路5主要作用是指示高压电容El与E2是否充满，只有高压电容的储能超过一定电压时，才允许外部控制回路输出分合闸命令，否则高压电容的电压储能不足，当微处理器控制全桥驱动电路控制高压电容对永磁断路器线圈XQ放电时，由于放电电流不够，无法使永磁断路器进行分合闸。当电容储能达到设定电压后，微处理器驱动第三光电耦合器0P3输出，使第三线圈J3得电，单刀双掷开关J3-1动作，使显示装置显示电量已经充满。
[0052]本实用新型所述智能型永磁开关驱动电路的控制方法的主循环逻辑包括以下步骤:
[0053]a)进行系统初始化及配置；
[0054]b)开入量数据检测；
[0055]c)进入电容充电检测逻辑；
[0056]d)进入电容温度检测逻辑；
[0057]e)进入分合闸曲线形成逻辑；
[0058]f)进入分合闸异常检测逻辑；
[0059]g)进入外部通讯处理逻辑；
[0060]h)返回步骤b)。
[0061]步骤c)中所述电容充电检测逻辑包括以下步骤:
[0062]al)读取充电电流Ic;
[0063]bl)判断充电电流Ic是否大于充电启动电流，若小于则将充电启动标志设为假，驱动第三继电器动作，指示分合闸高压电容ElEl和E2充满，电容充电检测逻辑结束;若大于进入下一步；
[0064]cl)判断充电电流Ic是否大于设定的最大充电电流，若大于则启动充电过载报警，进入步骤fl);若小于进入下一步；
[0065]dl)判断充电启动标志是否为真，若为假，将充电启动标志设为真，进入步骤fl);若为真，将充电计数器TC加I，进入下一步；
[0066]el)判断充电计数器的计数值是否大于预先设置的充电最大次数值(即判断高压电容的充电时间是否大于最长充电时间)，若为否，电容充电检测逻辑结束;若为真启动充电时间超时报警，进入下一步；
[0067]f I)充电计数器TC清零，电容充电检测逻辑结束；
[0068]步骤d)中所述电容温度检测逻辑包括以下步骤:
[0069]a2)读取第一温度传感器SO的温度TO，读取第二温度传感器SI的温度Tl，读取第三温度传感器S2的温度T2，计算合闸高压电容El的温升TlS=Tl-TO,计算分闸高压电容E2的温升T2S=T2-T0;
[0070]b2)判断Tl是否大于预先设置的合闸高压电容El的绝对温度上限值，若是进行合闸高压电容El异常报警，若否进如下一步；
[0071]c2)判断TlS是否大于预先设置的合闸高压电容El的温升上限值，若是进行合闸高压电容El异常报警，若否进如下一步；
[0072]d2)判断T2是否大于预先设置的分闸高压电容E2的绝对温度上限值，若是进行分闸高压电容E2异常报警，若否进如下一步；
[0073]e2)判断T2S是否大于预先设置的分闸高压电容E2的温升上限值，若是进行分闸高压电容E2异常报警，若否进如下一步；
[0074]f 2)电容温度检测逻辑结束；
[0075]步骤e)中所述分合闸曲线形成逻辑包括以下步骤:
[0076]a3)判断分闸启动状态是否为真，若为真进入步骤g3);若为假进入下一步；
[0077]b3)判断合闸启动状态是否为真，若为真进入步骤i3);若为假进入下一步；
[0078]c3)判断闭锁分合闸命令开入量BS的状态是否为假，若为假，分合闸曲线形成逻辑结束，若为真进入下一步；
[0079]d3)判断高压电容El和E2的储能状态是否为真，若为假，分合闸曲线形成逻辑结束，若为真进入下一步；
[0080]e3)判断分闸命令开入量TRPl或TRP2的状态是否为真，若为真，将分闸标志设为真，驱动第一场效应管Ql和第三场效应管Q3导通，进入步骤g3);若为假进入下一步；
[0081]f3)判断合闸命令开入量CLSl或CLS2的状态是否为真，若为真，将合闸标志设为真，驱动第二场效应管Q2和第四场效应管Q4导通，进入步骤i3);若为假，分合闸曲线形成逻辑结束；
[0082]g3)判断是否到分闸时间，若是直接进入下一步，若否采集高压电容充电电流变送器CTl的输出值Ix、合闸电容电压采集电路的输出值Uch和分闸电容电压采集电路的输出值Ucf并记录到分闸曲线区，进入下一步；
[0083]h3)将分闸标志设为否，驱动第一场效应管Ql和第三场效应管Q3截止，分合闸曲线形成逻辑结束；
[0084]i3)判断是否到合闸时间，若是直接进入下一步，若否采集高压电容充电电流变送器CTl的输出值Ix、合闸电容电压采集电路的输出值Uch和分闸电容电压采集电路的输出值Ucf并记录到合闸曲线区，进入下一步；
[0085]j3)将合闸标志设为否，驱动第二场效应管Q2和第四场效应管Q4截止，分合闸曲线形成逻辑结束；
[0086]步骤f)中所述分合闸异常检测逻辑包括以下步骤:
[0087]a4)读取记录的分闸曲线数据；
[0088]b4)读取预先设定的典型分闸曲线下限数据；
[0089]c4)判断分闸曲线数据是否大于典型分闸曲线下限数据，若是进入下一步;若否启动分闸检测异常报警，分合闸异常检测逻辑结束；
[0090]d4)读取预先设定的典型分闸曲线上限数据；
[0091]e4)判断分闸曲线数据是否小于典型分闸曲线上限数据，若是进入下一步;若否启动分闸检测异常报警，分合闸异常检测逻辑结束；
[0092]f4)读取记录的合闸曲线数据；
[0093]g4)读取预先设定的典型合闸曲线下限数据；
[0094]h4)判断合闸曲线数据是否大于典型合闸曲线下限数据，若是进入下一步;若否启动合闸检测异常报警，分合闸异常检测逻辑结束；
[0095]i4)读取预先设定的典型合闸曲线上限数据；
[0096]j4)判断合闸曲线数据是否小于典型合闸曲线上限数据，若是，分合闸检测正常，分合闸异常检测逻辑结束;若否启动合闸检测异常报警，分合闸异常检测逻辑结束；
[0097]步骤g)中所述外部通讯处理逻辑包括以下步骤:
[0098]a5)判断通讯数据是否正确，若否外部通讯处理逻辑结束;若是进入下一步；
[0099]b5)判断上位机是否发出分闸或合闸命令，若是执行分闸或合闸命令;若否进入下一步；
[0100]C5)判断上位机是否发出读取分合闸高压电容El及环境的温度命令，若是，上送T0、T1和T2;若否进入下一步；
[0101]d5)判断上位机是否发出读取开入量状态的命令，若是，上送开入量状态信息；若否进入下一步；
[0102]e5)判断上位机是否发出读取分合闸曲线的命令，若是，上送分合闸曲线信息；若否进入下一步；
[0103]f5)判断上位机是否发出读取装置报警信息的命令，若是，上送装置报警信息，夕卜部通讯处理逻辑结束;若否外部通讯处理逻辑结束。
[0104]以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种智能型永磁开关驱动电路，其与分闸高压电容、合闸高压电容及永磁断路器线圈连接，控制永磁断路器分闸与合闸，其特征在于，所述智能型永磁开关驱动电路包括中央处理单元、整容滤波及高压电容充电电路、永磁断路器线圈控制及电流电压测量电路、温度检测电路和开入量采集电路，所述整容滤波及高压电容充电电路、所述永磁断路器线圈控制及电流电压测量电路、所述温度检测电路和所述开入量采集电路分别与所述中央处理单元电性连接，所述整容滤波及高压电容充电电路的输出端与所述永磁断路器线圈控制及电流电压测量电路连接，所述永磁断路器线圈控制及电流电压测量电路进一步分别与所述分闸高压电容、所述合闸高压电容和所述永磁断路器线圈连接。2.如权利要求1所述的智能型永磁开关驱动电路，其特征在于，所述整容滤波及高压电容充电电路包括整流及滤波电路和高压电容充电电路，所述整流及滤波电路的输入端接入市电，所述整流及滤波电路的输出端与所述高压电容充电电路的输入端之间并联连接有滤波电容，所述高压电容充电电路的输出端形成所述整容滤波及高压电容充电电路的输出端。3.如权利要求2所述的智能型永磁开关驱动电路，其特征在于，所述永磁断路器线圈控制及电流电压测量电路包括全桥驱动电路、全桥电路、第一二极管、第二二极管、高压电容充电电流变送器、断路器分合闸电流变送器、分闸电容电压采集电路和合闸电容电压采集电路，所述高压电容充电电流变送器的输出端、所述断路器分合闸电流变送器的输出端、所述分闸电容电压采集电路的输出端及所述合闸电容电压采集电路的输出端分别与所述中央处理单元电性连接； 所述整容滤波及高压电容充电电路的输出端包括第一输出端和第二输出端，所述整容滤波及高压电容充电电路的第一输出端与所述第一二极管的阳极连接，第一二极管的阴极与第二二极管的阳极之间连接所述高压电容充电电流变送器，所述第二二极管的阴极与所述整容滤波及高压电容充电电路的第二输出端之间连接所述分闸高压电容，所述分闸高压电容与所述分闸电容电压采集电路并联连接;所述第二二极管的阳极与所述整容滤波及高压电容充电电路的第二输出端之间连接所述合闸高压电容，所述合闸高压电容与所述合闸电容电压采集电路并联连接； 所述全桥电路包括第一至第四控制端和第一至第五接线端，其第一至第四控制端分别与所述全桥驱动电路的输出端连接，所述全桥驱动电路的输入端与所述中央处理单元连接，所述全桥电路的第一接线端与所述第二二极管的阴极连接，其第二接线端与永磁断路器线圈的第一端连接，其第三接线端与所述第二二极管的阳极连接，其第四接线端与所述永磁断路器线圈的第二端之间连接所述断路器分合闸电流变送器，其第五接线端与所述整容滤波及高压电容充电电路的第二输出端连接。4.如权利要求3所述的智能型永磁开关驱动电路，其特征在于， 所述全桥电路包括第一至第四场效应管，所述第一场效应管的栅极为所述全桥电路的第一控制端，所述第一场效应管的源极与所述第四场效应管的漏极连接，所述第一场效应管的源极为所述全桥电路的第二接线端，所述第一场效应管的漏极为所述全桥电路的第一接线端； 所述第二场效应管的栅极为所述全桥电路的第二控制端，所述第二场效应管的源极与所述第三场效应管的漏极连接，所述第二场效应管的源极为所述全桥电路的第四接线端，所述第二场效应管的漏极为所述全桥电路的第三接线端； 所述第三场效应管的栅极为所述全桥电路的第三控制端，所述第四场效应管的栅极为所述全桥电路的第四控制端，所述第三场效应管的源极与所述第四场效应管的源极连接，所述第三场效应管的源极为所述全桥电路的第五接线端。5.如权利要求1所述的智能型永磁开关驱动电路，其特征在于，所述温度检测电路包括用于检测环境温度的第一温度传感器、用于检测所述合闸高压电容的温度的第二温度传感器和用于检测所述分闸高压电容的温度的第三温度传感器，所述第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器分别与所述中央处理单元连接。6.如权利要求1所述的智能型永磁开关驱动电路，其特征在于，所述开入量采集电路包括开入量启动功率提升电路和第一采集电路所述第一采集电路连接在所述开入量启动功率提升电路的输出端与所述中央处理电路之间，所述开入量启动功率提升电路的输入端接入开入量回路； 所述开入量启动功率提升电路的输入端包括控制电压公共端、分闸命令输入端和合闸命令输入端、所述开入量启动功率提升电路包括第一至第七电阻、第三二极管、第四二极管、第一继电器和第二继电器，所述第一继电器包括第一线圈、第一动断开关和第一动合开关，所述第二继电器包括第二线圈、第二动断开关和第二动合开关，所述第三电阻与所述第一动断开关并联连接后再与所述第二电阻串联连接在所述控制电压公共端与所述分闸命令输入端之间；所述第一线圈与所述第三二极管并联连接后再与所述第一电阻串联连接在所述控制电压公共端与所述分闸命令输入端之间，其中所述第三二极管的阳极与所述控制电压公共端连接;所述第七电阻与所述第二动断开关并联连接后再与所述第五电阻串联连接在所述控制电压公共端与所述合闸命令输入端之间;所述第二线圈与所述第四二极管并联连接后再与所述第四电阻串联连接在所述控制电压公共端与所述合闸命令输入端之间，所述第一动合开关和所述第二动合开关分别接入所述第一采集电路。7.如权利要求3所述的智能型永磁开关驱动电路，其特征在于，所述智能型永磁开关驱动电路还包括储能指示电路、通讯接口电路和供电电路，所述储能指示电路、通讯接口电路和供电电路分别与所述中央处理单元电性连接，所述供电电路的输入端与所述整流及滤波电路的输出端连接，所述供电电路的输出端输出第一直流电源和第二直流电源。8.如权利要求7所述的智能型永磁开关驱动电路，其特征在于，所述储能指示电路包括第三光电耦合器、第六二极管、第三继电器和第十二电阻，所述第三光电耦合器包括第三发光二极管和第三光敏三极管，所述第三继电器包括第三线圈和单刀双掷开关，所述第三线圈与所述第六二极管并联连接，所述第六二极管的阳极接地，所述第二二极管的阴极与所述第三光敏三极管的发射极连接，所述第三光敏三极管的集电极与所述第一直流电源连接，所述第三发光二极管的阳极与所述第二直流电源连接，所述第十二电阻连接在所述第三发光二极管的阴极与所述中央处理单元之间。
【专利摘要】本实用新型公开一种智能型永磁开关驱动电路，其包括中央处理单元和分别与中央处理单元连接的整容滤波及高压电容充电电路、永磁断路器线圈控制及电流电压测量电路、温度检测电路和开入量采集电路，整容滤波及高压电容充电电路的输出端与永磁断路器线圈控制及电流电压测量电路连接，永磁断路器线圈控制及电流电压测量电路进一步分别与分闸高压电容、合闸高压电容和永磁断路器线圈连接。本实用新型能检测并记录控制器在驱动永磁继电器分合闸过程中的电流电压曲线，对偏离出合理分合闸电流电压值报警；能够分别测量分合闸高压电容的温度及温升，从而判断其老化程度，便于提醒用户更换高压电容；采用开入量启动功率提升电路，便于启动分合闸控制命令。
【IPC分类】H01H71/10, G01R31/327
【公开号】CN205384994
【申请号】CN201520968348
【发明人】王野, 姜万东, 周海涛, 迟玉国, 沈克明, 罗吉泽
【申请人】丽水学院
【公开日】2016年7月13日
【申请日】2015年11月30日