专利名称：一种开关控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电路领域，尤其涉及一种开关控制器。
背景技术：
在电网等环境中，为了对电网实行有效监控，需要对电网中的各类信号进行统一 的采集和处理；有些情况下，还需要根据所采集的信号进行一定范围的实时保护。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种开关控制器，可以对短路和漏电进行实时保 护。 为了解决上述问题，本发明提供了 一种开关控制器，包括CPU单元、输入输出单元
和用于向所述输入输出单元和CPU单元供电的电源单元； 所述输入输出单元包括数据传输接口 ；数字信号输出接口 ； 采集模块，用于采集现场信号得到采集数据； DSP，用于根据所述采集数据判断系统是否过流或漏电，如果是则发送中断信号给 所述CPU单元；以及将所述采集数据通过所述数据传输接口发送给所述CPU单元；
所述CPU单元包括第一存储器，用于保存所述采集数据； 微控制单元MCU，用于当收到所述中断信号时通过控制所述数字信号输出接口断 开系统总开关。 进一步地，所述数字信号输出接口包括若干路数字信号输出通道，各数字信号输 出通道各为一继电器； 所述MCU通过控制所述数字信号输出接口断开系统总开关是指 所述MCU发送控制命令给所述数字信号输出接口，指示断开与所述系统总开关连
接的数字信号输出通道； 所述数字信号输出接口根据该控制命令断开相应的继电器。
进一步地，所述采集模块包括 与所述DSP相连的通道处理器、分别与所述通道处理器相连的零序电流输入接 口 、零序电压输入接口 、三相电压输入接口 、三相电流输入接口及 附加直流输入接口，用于采集电网中的测试电阻中通过的附加直流电流并发送给 所述通道处理器； 三相电压输入接口，用于采集三相电压并发送给所述通道处理器； 三相电流输入接口 ，用于采集三相电流并发送给所述通道处理器； 零序电压输入接口，用于采集零序电压并发送给所述通道处理器； 零序电流输入接口 ，用于采集零序电流并发送给所述通道处理器； 所述通道处理器对接收的三相电压、三相电流、零序电压、零序电流、以及所述附
加直流电流放大或縮小，并滤波后形成所述采集数据发送给所述DSP。
进一步地，所述MCU与所述上位机相连，还用于将所述采集数据发送给上位机，将所述上位机发来的配置参数通过所述数据传输接口发送给所述DSP ;所述配置参数至少包括 滤波参数、漏电阈值及短路阈值； 所述通道处理器根据所述DSP接收的所述配置参数中的滤波参数进行相应的滤波。
进一步地，所述DSP具体包括
AD接口 ，用于接收所述采集数据； 第二存储器，用于暂存所述AD接口接收的所述采集数据，以及保存漏电阈值及短路阈值； 传输接口 ，用于将所述第二存储器暂存的采集数据通过所述数据传输接口发送给所述MCU ;以及通过所述数据传输接口接收所述CPU单元的MCU返回的漏电阈值及短路阈值，并保存在所述第二存储器中； 控制器，用于将所述漏电阈值与所述零序电压和零序电流比较，或与所述附加直流电流比较，判断是否漏电；以及将所述短路阈值与所述三相电压和三相电流比较判断是否短路；当漏电或短路时通过所述传输接口和所述数据传输接口发送中断给所述MCU。
进一步地，所述控制器具体包括一选择器、第一比较器和第二比较器；
所述传输接口还用于通过所述数据传输接口接收所述MCU返回的工作模式参数，并保存在所述第二存储器中； 所述第二存储器还用于保存所述工作模式参数；所述漏电阈值包括附加直流阈值、零序电压阈值、零序电流阈值和零序信号相差阈值； 所述选择器用于读取所述工作模式信息，根据该工作模式信息判断，如果本开关控制器作为总开关使用则使能第一比较器，如果本开关控制器作为分开关使用则使能第二比较器； 所述第一比较器用于比较所述附加直流电流和所述附加直流阈值，如果所述附加直流电流大于所述附加直流阈值，则通过所述传输接口和所述数据传输接口发送中断信号给所述MCU ; 所述第二比较器用于分别比较所述零序电流和所述零序电流阈值，所述零序电压和所述零序电压阈值，以及所述零序电流和所述零序电压之间的夹角P和所述零序信号相差阈值；当所述零序电流大于所述零序电流阈值，所述零序电压大于所述零序电压阈值，13在所述零序信号相差阈值之内时通过所述传输接口和所述数据传输接口发送中断信号给所述MCU。
进一步地，所述配置参数还包括漏电保护延时时间；所述DSP还包括
第一定时器，定时时间为所述漏电保护延时时间； 所述第一比较器当所述附加直流电流大于所述附加直流阈值时，启动所述第一定时器，当定时时间到达后通过所述传输接口和所述数据传输接口发送中断信号给所述MCU ; 所述第二比较器当所述零序电流大于所述零序电流阈值，所述零序电压大于所述零序电压阈值，P在所述零序信号相差阈值之内时启动所述第一定时器，当定时时间到达后通过所述传输接口和所述数据传输接口发送中断信号给所述MCU。 进一步地，所述DSP还包括一功率计算器，用于根据所述三相电流和所述三相电
压分别计算功率因数及以下功率值并保存在所述第二存储器中 三相有功功率；三相总有功功率；三相无功功率及总无功功率； 所述传输接口还用于将所述功率值和功率因数通过所述数据传输接口发送给所 述MCU ; 所述控制器还包括第三比较器，用于分别将所述三相电流与所述短路阈值相比 较，当任两相电流值超过所述短路阈值时通过所述传输接口和所述数据传输接口发送中断 给所述MCU。 进一步地，所述配置参数还包括过流保护延时时间；所述DSP还包括
第二定时器，定时时间为所述过流保护延时时间； 所述第三比较器当任两相电流值超过所述短路阈值时，启动所述第二定时器，当 定时时间到达后通过所述传输接口和所述数据传输接口发送中断给所述MCU。
进一步地，所述配置参数还包括功率因数整定值； 所述MCU还用于根据所述采集数据进行判断，当任两相电流值超过所述短路阈值 且该两相的功率因数大于所述功率因数整定值时，判为阻性过流短路；当任两相电流值超 过所述短路阈值但该两相的功率因数小于或等于所述功率因数整定值时，判为感性过流短 路；当任一相电流值大于或等于预设的整定电流值的N倍并小于所述短路阈值时，判断为 过载过流；当所述系统电压大于110%到120%的额定系统电压时，判断为过压；当所述系 统电压小于50%到85%的额定系统电压时，判断为欠压；其中，N大于1 ;以及用于发送判 断结果给所述上位机，并接收上位机返回的控制信号，根据该控制信号控制所述数字信号 输出接口输出开关控制信号。 本发明的技术方案采用双处理器，可以在不加重CPU负担的前提下对短路和漏电 进行实时保护；本发明的优化方案结合了可编程技术，使用户可以根据实际情况和需求调 整动作过程和参数，使用更加灵活方便。本发明可以用于煤矿井下等三相三线式的环境中， 在中性点不接地的三相电网中，作为配电总开关或分支开关使用，驱动井下用电设备，性能 可靠，动作准确。
图1是实施例一中开关控制器的示意框图。
具体实施例方式
下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。 本发明可用于煤矿井下等环境中；可以在交流中性点不接地的三相电网中，作为
配电总开关或分开关使用，也可作大容量电动机的不频繁启动之用。 实施例一，一种开关控制器，如图1所示，包括CPU单元、输入输出IO单元和电源单元。 所述电源单元用于向所述10单元和CPU单元供电；
所述10单元包括
数据传输接口 ； 采集模块，用于采集现场(经过现场侧一级变换)的信号得到采集数据； DSP，用于根据所述采集数据判断系统是否过流或漏电，如果是则发送中断信号给
所述CPU单元；以及将所述采集数据通过所述数据传输接口发送给所述CPU单元； 数字信号输出接口； 所述CPU单元包括 第一存储器，用于保存所述采集数据； 微控制单元MCU，用于当收到所述中断信号时通过控制所述数字信号输出接口断开系统总开关；以及将接收的采集数据保存在所述第一存储器中。 本实施例中，所述数字信号输出接口接收所述CPU单元的MCU的控制命令，根据
该控制命令输出数字信号；本实施例中，所述数字信号输出接口可以但不限于包括若干路
(比如8路)数字信号输出通道，各数字信号输出通道可以但不限于为常开型继电器，也不
排除为常闭型的继电器；其开关容量为交流250V， 3A，或直流30V， 3A。 所述MCU通过控制所述数字信号输出接口断开系统总开关是指 所述MCU发送控制命令给所述数字信号输出接口，指示断开与所述系统总开关连
接的数字信号输出通道； 所述数字信号输出接口根据该控制命令断开相应的继电器。 比如所述系统总开关为一接触器，其主触点分别连接三相电路，其控制端与一数字信号输出通道相连，该数字信号输出通道为一继电器点；当所述MCU断开该继电器点时，所述系统总开关的主触点将因为控制端断电而断开，从而断开整个系统的电路，以实现在短路或漏电时的实时保护。 本实施例中，所述采集模块具体可以包括 与所述DSP相连的通道处理器、分别与所述通道处理器相连的零序电流输入接口 、零序电压输入接口 、三相电压输入接口 、及三相电流输入接口 。 考虑到电网若发生漏电故障，最容易检测到的是电网各相对地绝缘电阻的下降，
因此可以在三相电网中附加一独立的直流电流，使之作用于三相电网与大地之间。这样在
三相对地的测试电阻上将有一直流电流通过，该电流的大小的变化直接反应了电网对地的
测试电阻的变化，有效地检测和利用该电流，就可以构成附加电源直流检测式漏电保护。所
述测试电阻为大地和通过滤波网络连接到三相电网人为中心点之间的电阻。 所述采集模块还包括一与所述通道处理器相连的附加直流输入接口 ，采集电网中
的测试电阻中通过的附加直流电流并发送给所述通道处理器。 所述三相电压输入接口采集三相电压UA、 UB、 UC，并发送给所述通道处理器；各相电压的大小分别为交流0到14V。 所述三相电流输入接口采集三相电流IA、 IB、 IC，并发送给所述通道处理器。
所述零序电压输入接口采集零序电压UO，并发送给所述通道处理器；所述零序电压为交流0到40V 。 所述零序电流输入接口采集零序电流IO，并发送给所述通道处理器。 所述通道处理器对接收的三相电压、三相电流、零序电压、零序电流、以及所述附
加直流电流进行通道处理后形成所述采集数据发送给所述DSP ;所述通道处理包括信号调
8理(放大或縮小，调理成所述DSP的AD接口电路所能测量的电压范围)，滤波(滤除干扰信
号)，还可以包括保护(防止不正常信号或干扰烧毁10单元内部电路)等。 所述DSP根据所述采集数据判断系统是否过流或漏电是指所述DSP根据所述零
序电压和零序电流，或根据所述附加直流电流判断系统是否漏电；根据所述三相电压和三
相电流判断系统是否短路。 本实施例中，所述DSP可以通过所述MCU的中断0向所述MCU发送中断信号。所 述中断信号不连续发送，以降低所述MCU的工作量；所述DSP直到故障消除后的下一次短路 或过流再发送中断信号。 本实施例中，所述MCU与所述上位机相连，还用于将所述采集数据发送给上位机， 将所述上位机发来的配置参数通过所述数据传输接口发送给所述DSP;所述配置参数至少 包括漏电阈值、短路阈值和滤波参数； 本实施例中，所述配置参数具体包括以下任一种或其任意组合 工作模式参数，O表示本开关控制器作为分开关使用，1表示本开关控制器作为总
开关使用。 滤波参数，0表示进行1阶滤波，1表示进行延时2ms的4阶滤波，2表示延时4ms 的4阶滤波。 漏电保护延时时间，单位为毫秒。
过流保护延时时间，单位为毫秒。 零序电流阈值，和输入电流码值对应，输入范围0 65535，单位uA，该参数在总分 开关参数为0时有效。 零序电压阈值，和输入电压码值对应，输入范围0 65535，单位mV，该参数在总分 开关参数为0时有效。 漏电阻抗阈值，和输入电阻码值对应，输人范围0 65535，单位Q，该参数在总分 开关参数为1时有效。 过流阈值，和输入电压码值对应，输入范围0 65535，单位mV。 零序信号相差阈值，与相角余弦值为100倍换算关系，输入范围0 100或255，如
0表示相角余弦值=0/100 = 0. 00， 100表示相角余弦值=100/100 = 1. 00， 255表示非相
敏方式。 功率因数整定值，与相角余弦值为100倍换算关系，输入范围0 100或255，如0 表示相角余弦值=0/100 = 0. 00， 100表示相角余弦值=100/100 = 1. 00， 255表示非相敏 方式。 Q参数，为1时表示配置参数已经下发；为0时表示配置参数还未下发。 实际应用时，以上配置参数不同值时所代表的意义可以根据需要设置；还可以根
据需求增加其它可设置的配置参数，并且参数单位可根据需要改变。 本实施例中，所述数据传输接口可以但不限于为SPI (Serial Peripherallnterface,串行外设接口 )；所述DSP和所述MCU之间的发送和接收同步进行。 由于所述DSP单元上报给所述MCU的数据较多，为了不影响数据采集，所以分三个数据包轮 流上报；MCU周期循环访问SPI发送配置参数和读取DSP发送的采集数据；MCU将所述配置 参数在每个上报数据包都下发给所述DSP单元。
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所述通道处理器根据所述DSP接收的所述配置参数中的滤波参数进行相应的滤波。 本实施例中，所述DSP具体可以包括
AD接口 ，用于接收所述采集数据； 第二存储器，用于暂存所述AD接口接收的所述采集数据，以及保存漏电阈值及短路阈值； 传输接口 ，用于将所述第二存储器暂存的采集数据通过所述数据传输接口发送给所述MCU ;以及通过所述数据传输接口接收所述CPU单元的MCU返回的漏电阈值及短路阈值，并保存在所述第二存储器中； 控制器，用于将所述漏电阈值与所述零序电压和零序电流比较，或与所述附加直流电流比较，判断是否漏电；以及将所述短路阈值与所述三相电压和三相电流比较判断是否短路；当漏电或短路时通过所述传输接口和所述数据传输接口发送中断给所述MCU。
本实施例中，所述控制器具体包括一选择器、第一 比较器和第二比较器。
所述传输接口还用于通过所述数据传输接口接收所述MCU返回的工作模式参数，并保存在所述第二存储器中。 所述第二存储器还用于保存所述工作模式参数；所述漏电阈值包括附加直流阈值、零序电压阈值、零序电流阈值和零序信号相差阈值。 所述选择器用于读取所述工作模式信息，根据该工作模式信息使能相应的比较器，如果本开关控制器作为总开关使用则使能第一比较器，如果本开关控制器作为分开关使用则使能第二比较器。 所述第一比较器用于比较所述附加直流电流和所述附加直流阈值，如果所述附加直流电流大于所述附加直流阈值，则通过所述传输接口和所述数据传输接口发送中断信号给所述MCU ; 所述第二比较器用于分别比较所述零序电流10和所述零序电流阈值，所述零序电压UO和所述零序电压阈值，以及所述零序电流IO和所述零序电压UO之间的夹角e和所述零序信号相差阈值；当所述零序电流IO大于所述零序电流阈值，所述零序电压UO大于所述零序电压阈值，P在所述零序信号相差阈值之内(比如135° < |3 < 180° )时通过所述传输接口和所述数据传输接口发送中断信号给所述MCU。
实际应用时，各阈值可以根据需要设置。 本实施例中，所述DSP还可以包括第一定时器，定时时间为所述漏电保护延时时间； 所述第一比较器当所述附加直流电流大于所述附加直流阈值时，启动所述第一定
时器，当定时时间到达后通过所述传输接口和所述数据传输接口发送中断信号给所述MCU。 所述第二比较器当所述零序电流IO大于所述零序电流阈值，所述零序电压UO大
于所述零序电压阈值，P在所述零序信号相差阈值之内时启动所述第一定时器，当定时时
间到达后通过所述传输接口和所述数据传输接口发送中断信号给所述MCU。 本实施例中，所述DSP还包括一功率计算器，用于根据所述三相电流和所述三相
电压分别计算功率因数及以下功率值
A、B、C相有功功率PA、PB、PC ;
三相总有功功率P;A、B、C相无功功率QA、QB、QC ;及 三相总无功功率Q。 其中，功率因数为电压和电流之间的相位差的余弦值。 所述功率计算器将得到的各功率值和功率因数保存在所述第二存储器中； 所述传输接口还用于将所述功率值和功率因数通过所述数据传输接口发送给所
述MCU。 本实施例中，所述控制器还可以包括第三比较器。 所述第三比较器用于分别将所述三相电流与所述短路阈值相比较，当任两相电流值超过所述短路阈值时通过所述传输接口和所述数据传输接口发送中断给所述MCU。
本实施例中，所述DSP还可以包括第二定时器，定时时间为所述过流保护延时时间； 所述第三比较器当任两相电流值超过所述短路阈值时，启动所述第二定时器，当
定时时间到达后通过所述传输接口和所述数据传输接口发送中断给所述MCU。 本实施例中，所述MCU还用于根据所述采集数据进行判断，当任两相电流值超过
所述短路阈值且该两相的功率因数大于所述功率因数整定值时，判为阻性过流短路；当任
两相电流值超过所述短路阈值但该两相的功率因数小于或等于所述功率因数整定值时，判
为感性过流短路；当任一相电流值大于或等于预设的整定电流值的N倍(N大于1)并小于
所述短路阈值时，判断为过载过流；当所述系统电压大于110%到120%的额定系统电压
时，判断为过压；当所述系统电压小于50%到85%的额定系统电压时，判断为欠压。 所述MCU还用于发送判断结果给所述上位机，并接收上位机返回的控制信号，根
据该控制信号控制所述数字信号输出接口输出开关控制信号，比如断开相应的数字信号输
出通道，以实现保护。 所述MCU还可以用于在收到中断后从所述第一存储器中读取相应的采集数据作为诊断信息并发送给所述上位机；本实施例中，所述诊断信息包括以下任一种或其任意组合. Q参数，为1时表示上位机已经接收过诊断信息；为0时表示上位机还没有接收到诊断信息；所述MCU发送诊断信息后将该Q参数置为l，直到下次接收到中断时将该Q参数置为0。 故障指示参数，共6位，从Bit0 Bit5， Bit0 Bit2中任意1位中，上升沿表示短路；Bit4中上升沿表示作为分开关使用时漏电；Bit5中上升沿表示作为总开关使用时漏电。 最近一次短路时A相电流输入端电压值，单位mV。 最近一次短路时B相电流输入端电压值，单位mV。 最近一次短路时C相电流输入端电压值，单位mV。 最近一次分开关漏电时零序电压输入端的电压值，单位mV。 最近一次分开关漏电时零序电流输入端的电流值，单位uA。 最近一次总开关漏电时附加电阻的电阻值，单位Q 。 零序信号相角，余弦值X100。
A相电流与A相电压夹角，余弦值X100。
B相电流与B相电压夹角，余弦值X100。
C相电流与B相电压夹角，余弦值X100。 不同情况下发送的诊断参数可以不一样；实际应用时，还可以根据需求增加其它可读取的诊断参数，并且参数单位可根据需要改变。
本实施例中，所述采集模块还可以包括 分别与所述通道处理器相连的模拟信号输入接口、以及系统电压输入接口 ；所述采集数据还包括模拟信号和系统电压。 所述模拟信号输入接口采集模拟信号，并发送给所述通道处理器；本实施例中，所述模拟信号输入接口可包括3路模拟信号输入通道；在有的实施方式中，还可以另外包括2路备用的模拟信号输入通道，这2路所采集的模拟信号的电压大小可以但不限于为直流0到10V。 所述系统电压输入接口采集系统电压USYS，并发送给所述通道处理器；所述系统电压为交流0到14V。 本实施例中，所述三相电压输入接口 、三相电流输入接口 、零序电压输入接口 、零序电流输入接口和系统电压输入接口所采集的信号的频率为47到63Hz。
本实施例中，所述10单元还可以包括
模拟信号输出接口和数字信号输入接口 ， 所述数字信号输入接口采集数字信号，并发送给所述MCU ;本实施例中，所述数字信号输入接口可包括10路数字信号输入通道，各通道采集的数字信号的电压可以但不限于为直流24V。 所述模拟信号输出接口接收所述MCU的控制命令，根据该控制命令输出模拟信号；本实施例中，所述模拟信号输出A0接口可包括1路模拟信号输出通道，该通道输出的可以但不限于为直流0到10V的电压信号。 本实施例中，所述CPU单元还可以包括用于设置所述MCU运行状态的两位置滑动开关，所述状态包括"运行"和"停止"状态，两个状态互斥。 本实施例中，所述CPU单元还包括标准串行通讯接口 ，本实施例中为分别与所述MCU相连的一个RS232接口和一个RS485接口。 所述MCU调用所述RS232通讯接口建立与上位机(比如个人计算机)的连接，接收所述配置参数、控制信号，还可以用于用户程序下载和在线调试。
所述MCU调用所述RS485通讯接口与现场设备进行通讯。本实施例中，所述RS232 口通讯速率最高支持38400bps，最低支持300bps，默认
38400bps。所述RS485 口通讯速率最高支持38400bps，最低支持1200bps，默认38400bps。 所述MCU还可以设置所述RS232/RS485接口的通讯参数，如波特率等。 所述CPU单元还包括一电缆插槽，与所述MCU相连，可以但不限于为16针指针插
座，用于连接扩展模块的电缆插头，以实现MCU与扩展模块之间的通讯，进行电源及数据的传输。 本实施例中，所述MCU与扩展模块之间的通讯，通过SAF (B) -C164CI-LM提供的SSC(高速同步串行口 )实现，工作于半双工方式，2.5MHZ，为便于控制数据流向，以
1274ACT125D门控缓冲器作数据控制；C164和10单元的DSP、背单元通信采用同一个SPI 口，通过使能脚来切换。当开始背单元通信时，必须将CS_DSP， N_SYN打开；同样，当开始DSP通信时，必须将CS_DSP打开，N_SYN关断，SSC_READ_C0NTR0L置高，背单元SPI输出为三态。
本实施例中，所述开关控制器还包括一实时时钟，与所述10单元及CPU单元相连，以DS1305实现，支持实时时钟中断，以法拉电容作为后备电源的掉电运行。
本实施例中，所述电源单元用于将输入的直流24V信号经过防护处理之后转为正5V，并提供给所述I0单元和CPU单元使用；还可以用于将直流24V信号直接输出，以供外界设备使用。 当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。
1权利要求
一种开关控制器，包括CPU单元、输入输出单元和用于向所述输入输出单元和CPU单元供电的电源单元；其特征在于所述输入输出单元包括数据传输接口；数字信号输出接口；采集模块，用于采集现场信号得到采集数据；DSP，用于根据所述采集数据判断系统是否过流或漏电，如果是则发送中断信号给所述CPU单元；以及将所述采集数据通过所述数据传输接口发送给所述CPU单元；所述CPU单元包括第一存储器，用于保存所述采集数据；微控制单元MCU，用于当收到所述中断信号时通过控制所述数字信号输出接口断开系统总开关。
2. 如权利要求l所述的开关控制器，其特征在于所述数字信号输出接口包括若干路数字信号输出通道，各数字信号输出通道各为一继电器；所述MCU通过控制所述数字信号输出接口断开系统总开关是指所述MCU发送控制命令给所述数字信号输出接口 ，指示断开与所述系统总开关连接的 数字信号输出通道；所述数字信号输出接口根据该控制命令断开相应的继电器。
3. 如权利要求1所述的开关控制器，其特征在于，所述采集模块包括 与所述DSP相连的通道处理器、分别与所述通道处理器相连的零序电流输入接口、零序电压输入接口 、三相电压输入接口 、三相电流输入接口及附加直流输入接口，用于采集电网中的测试电阻中通过的附加直流电流并发送给所述 通道处理器；三相电压输入接口 ，用于采集三相电压并发送给所述通道处理器； 三相电流输入接口 ，用于采集三相电流并发送给所述通道处理器； 零序电压输入接口，用于采集零序电压并发送给所述通道处理器； 零序电流输入接口 ，用于采集零序电流并发送给所述通道处理器；所述通道处理器对接收的三相电压、三相电流、零序电压、零序电流、以及所述附加直 流电流放大或縮小，并滤波后形成所述采集数据发送给所述DSP。
4. 如权利要求3所述的开关控制器，其特征在于所述MCU与所述上位机相连，还用于将所述采集数据发送给上位机，将所述上位机发 来的配置参数通过所述数据传输接口发送给所述DSP ;所述配置参数至少包括 滤波参数、漏电阈值及短路阈值；所述通道处理器根据所述DSP接收的所述配置参数中的滤波参数进行相应的滤波。
5. 如权利要求4所述的开关控制器，其特征在于，所述DSP具体包括 AD接口，用于接收所述采集数据；第二存储器，用于暂存所述AD接口接收的所述采集数据，以及保存漏电阈值及短路阈值；传输接口 ，用于将所述第二存储器暂存的采集数据通过所述数据传输接口发送给所述MCU ;以及通过所述数据传输接口接收所述CPU单元的MCU返回的漏电阈值及短路阈值，并 保存在所述第二存储器中；控制器，用于将所述漏电阈值与所述零序电压和零序电流比较，或与所述附加直流电 流比较，判断是否漏电；以及将所述短路阈值与所述三相电压和三相电流比较判断是否短 路；当漏电或短路时通过所述传输接口和所述数据传输接口发送中断给所述MCU。
6. 如权利要求5所述的开关控制器，其特征在于，所述控制器具体包括 一选择器、第一比较器和第二比较器；所述传输接口还用于通过所述数据传输接口接收所述MCU返回的工作模式参数，并保 存在所述第二存储器中；所述第二存储器还用于保存所述工作模式参数；所述漏电阈值包括附加直流阈值、零 序电压阈值、零序电流阈值和零序信号相差阈值；所述选择器用于读取所述工作模式信息，根据该工作模式信息判断，如果本开关控制 器作为总开关使用则使能第一比较器，如果本开关控制器作为分开关使用则使能第二比较 器；所述第一比较器用于比较所述附加直流电流和所述附加直流阈值，如果所述附加直流 电流大于所述附加直流阈值，则通过所述传输接口和所述数据传输接口发送中断信号给所述MCU ;所述第二比较器用于分别比较所述零序电流和所述零序电流阈值，所述零序电压和所 述零序电压阈值，以及所述零序电流和所述零序电压之间的夹角e和所述零序信号相差阈值；当所述零序电流大于所述零序电流阈值，所述零序电压大于所述零序电压阈值，P 在所述零序信号相差阈值之内时通过所述传输接口和所述数据传输接口发送中断信号给 所述MCU。
7. 如权利要求6所述的开关控制器，其特征在于，所述配置参数还包括漏电保护延时 时间；所述DSP还包括第一定时器，定时时间为所述漏电保护延时时间；所述第一比较器当所述附加直流电流大于所述附加直流阈值时，启动所述第一定时 器，当定时时间到达后通过所述传输接口和所述数据传输接口发送中断信号给所述MCU;所述第二比较器当所述零序电流大于所述零序电流阈值，所述零序电压大于所述零序 电压阈值，P在所述零序信号相差阈值之内时启动所述第一定时器，当定时时间到达后通 过所述传输接口和所述数据传输接口发送中断信号给所述MCU。
8. 如权利要求5所述的开关控制器，其特征在于，所述DSP还包括 一功率计算器，用于根据所述三相电流和所述三相电压分别计算功率因数及以下功率值并保存在所述第二存储器中三相有功功率；三相总有功功率；三相无功功率及总无功功率；所述传输接口还用于将所述功率值和功率因数通过所述数据传输接口发送给所述MCU ;所述控制器还包括第三比较器，用于分别将所述三相电流与所述短路阈值相比较，当 任两相电流值超过所述短路阈值时通过所述传输接口和所述数据传输接口发送中断给所述MCU。
9. 如权利要求8所述的开关控制器，其特征在于，所述配置参数还包括过流保护延时 时间；所述DSP还包括第二定时器，定时时间为所述过流保护延时时间；所述第三比较器当任两相电流值超过所述短路阈值时，启动所述第二定时器，当定时 时间到达后通过所述传输接口和所述数据传输接口发送中断给所述MCU。
10. 如权利要求3到9中任一项所述的开关控制器，其特征在于 所述配置参数还包括功率因数整定值；所述MCU还用于根据所述采集数据进行判断，当任两相电流值超过所述短路阈值且该 两相的功率因数大于所述功率因数整定值时，判为阻性过流短路；当任两相电流值超过所 述短路阈值但该两相的功率因数小于或等于所述功率因数整定值时，判为感性过流短路； 当任一相电流值大于或等于预设的整定电流值的N倍并小于所述短路阈值时，判断为过载 过流；当所述系统电压大于110%到120%的额定系统电压时，判断为过压；当所述系统电 压小于50%到85%的额定系统电压时，判断为欠压；其中，N大于1 ;以及用于发送判断结 果给所述上位机，并接收上位机返回的控制信号，根据该控制信号控制所述数字信号输出 接口输出开关控制信号。
全文摘要
本发明公开了一种开关控制器，包括CPU单元、输入输出单元和用于向所述输入输出单元和CPU单元供电的电源单元；所述输入输出单元包括数据传输接口；数字信号输出接口；采集模块，用于采集现场信号得到采集数据；DSP，用于根据所述采集数据判断系统是否过流或漏电，如果是则发送中断信号给所述CPU单元；以及将所述采集数据通过所述数据传输接口发送给所述CPU单元；所述CPU单元包括第一存储器，用于保存所述采集数据；微控制单元MCU，用于当收到所述中断信号时通过控制所述数字信号输出接口断开系统总开关。本发明的技术方案采用双处理器，可以在不加重CPU负担的前提下对短路和漏电进行实时保护。
文档编号H02H3/32GK101707346SQ20091009363
公开日2010年5月12日 申请日期2009年10月10日 优先权日2009年10月10日
发明者侯爱林, 张军, 徐昌荣, 徐毓军, 王国锋, 石鹏 申请人:北京和利时自动化驱动技术有限公司