一种机械式直流断路器控制器的制作方法

本发明主要应用于直流断路器领域，更具体地，涉及一种机械式直流断路器控制器。

背景技术：

化石能源大规模开发利用导致资源紧缺、环境污染、气候变化等诸多全球性难题，开发可再生清洁能源取代化石能源将是大势所趋。新能源接入等问题表明发展直流电网的迫切性，而高压直流断路器已经成为发展直流电网主要技术瓶颈，需求日益迫切。

在三种直流断路器主流拓扑中，机械式直流断路器运用“人工过零”技术为成熟可靠的交流灭弧室创造人工过零点，营造成熟的交流开断环境，结构简单，原理可靠；此外，相较混合式和固态式直流断路器，机械式直流断路器通态损耗小，不需要附加散热装置，因此具有体积小，成本低等经济优势。然而，机械式直流断路器的可靠运行依赖于控制器对其各动作部件的可靠控制，以及各部件动作时序的精准配合。因此，对该直流断路器控制器的需求越来越多，同时对其响应速度，可靠性，操作维护，外形尺寸，成本以及功耗等方面提出了更高的要求。

目前，直流断路器的研发还集中于拓扑研究和参数优化阶段，国内外对高压直流断路器控制器的研究相对较少，还无法在上述多个方面全方位满足电力系统的需求。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题以及目前电力市场的需求，本发明的目的是提供一种具有电磁屏蔽效果，简单可靠，体积小，成本低，运行功耗小的机械式直流断路器控制器，能够实现就地操作与远程通讯两种控制方式。

本发明为实现上述目的，本发明提供了一种机械式直流断路器控制器，包括通讯模块，按钮模块，主控模块和驱动模块；通讯模块的输入端用于接收上层命令信号，通讯模块的输出端用于输出反馈信息；按钮模块的输入端用于接收人机交互信号，主控模块的输入端连接至按钮模块的输出端，主控模块的发送接收端连接至通讯模块的发送接收端；驱动模块的输入端连接至主控模块的输出端，驱动模块具有三个输出端，分别用于连接外部的充电开关、放电开关和换流回路。

更进一步地，还包括：供电模块，具有四个输出端，分别连接至所述通讯模块的电源端、所述按钮模块的电源端、主控模块的电源端和驱动模块的电源端。

更进一步地，供电模块用于将输入电源IN+24V隔离转换成不同的供电电压为其他四个模块供电。通讯模块接收上层继保系统发来的额定分闸、故障分闸、合闸等命令并且传递给主控模块，并且向上层继保系统反馈动作信息，实现远程通讯控制。按钮模块可实现对直流断路器的就地控制，通过按钮给主控模块发送脉冲信号，用于控制直流断路器的分合闸操作，也可根据检修和测试需要，修改单片机程序将按钮设置为其它功能，便于控制器操作维护。主控模块对按钮模块及通讯模块的输入数据进行分析处理后，给驱动模块发送动作命令，具有响应速度快、超低功耗的特点。机械开关驱动模块，用于控制机械开关操动机构——斥力机构电源柜内分(合)闸储能电容的充/放电开关，包括快速分闸电容、慢速分闸电容、合闸电容的充电开关IGBT的驱动电路和快速分闸电容、慢速分闸电容、合闸电容的放电开关晶闸管的驱动电路；换流回路驱动模块，用于控制换流回路的触发开关。

更进一步地，供电模块中，第一转换单元U10的EN和IN脚连接U11的Vo1+脚和稳压电容C5的正端，脚OUT连接稳压电容C6的正端并输出+3.3V电压，脚GND与稳压电容C6的负端相连并接地。第二转换单元U11脚Vin+和+24V以及滤波电容C1正端相连，脚Vin-和地以及滤波电容C1负端相连，脚Vo1+和稳压电容C5的正端以及U10的EN和IN脚相连，并输出+5V电压，脚GND和C5的负端相连并接地。第三转换单元U12脚Vin+和+24V以及滤波电容C3正端相连，脚Vin-和地以及滤波电容C3负端相连，脚Vo1+和稳压电容C7的正端相连，并输出+15V电压，脚GND和C7的负端相连并接地。第四转换单元U13脚Vin+和+24V以及滤波电容C3正端相连，脚Vin-和地以及滤波电容C3负端相连，脚Vo1+和稳压电容C8的正端相连，并输出+15V电压，脚GND和C8的负端相连并接地。第五转换单元U14脚Vin+和+24V以及滤波电容C4正端相连，脚Vin-和地以及滤波电容C4负端相连，脚Vo1+和稳压电容C9的正端相连，并输出+24V电压，脚GND和C9的负端相连并接地。所述供电模块满足各模块电路芯片的各种工作电压要求，用于给各模块电路供电；

更进一步地，通讯模块中，功率驱动电路U1其VCC脚接+5V工作电压以及滤波电容C3的正极，脚GND以及C3的负极接地，脚1A接受主控模块4的输出信号TXD，脚1B接限流电阻R4一端，R4另一端接+5V工作电压，脚1Y和光纤发射器U2的脚2、6、7以及上拉电阻R6的一端相连，其中R6另一端与+5V工作电压相连。光纤发射器U2的3脚接地。光纤接收器U4脚2接+5V工作电压并与滤波电容C8的正极相连，其中C8的负端接地，脚3、7接地，脚6与限流电阻R8一端相连，其R8另一端接+3.3V工作电压，脚6输出信号RXD；

更进一步地，按钮模块中，按钮S1、S2、S3的一端分别接电容C809、C810、C811的正极，并与电阻R825、R826、R827的一端相连，同时分别引出IN1、IN2、IN3作为主控模块引脚P1.0，P1.1，P1.2的输入信号，其中电阻R825、R826、R827的另一端接+3.3V，按钮S1、S2、S3的另一端与电容C809、C810、C811的负极接地；

更进一步地，主控模块中，主控芯片单片机U7引脚DVCC及AVCC接+3.3V工作电压，并分别与滤波电容C20、C16的正端相连，引脚DVSS、CVSS以及C20、C16负极接地；U7的脚XIN、XOUT接晶振Y1的两端，并分别接振荡电容C21、C24的一端，其中C21、C24的另一端接地；脚P6.7与电阻相连，其中R828的另一端和发光二极管正端相连，D828负端接地；引脚TDO、TDI、TMS、TCK、NMI分别依次与下载器接口P1引脚1、3、5、7、11相连，其中P1的脚4接+3.3V，脚9接地；脚P1.0、P1.1、P1.2依次接按钮模块的输出信号IN1、IN2、IN3；脚P1.5、P2.3、P2.4、P2.5、P2.6、P2.7、P4.3依次输出信号OUT1、OUT2、OUT3、OUT4、OUT5、OUT6、OUT7；脚P3.6、P3.7接通讯模块的信号TXD、RXD；脚P4.0、P4.1依次输出ENA1、ENA2。复位芯片U8脚1与U7的脚RST以及限流电阻R30相连，脚5与R30的另一端以及C19的正极相连并接+3.3V工作电压，脚2和C19负极共同接地；

更进一步地，路充电开关IGBT驱动电路中，双与门高速驱动器U810脚VCC与电容C812一端相连并接+5V工作电压，其中C812另一端接地；脚1A、2A接主控模块4的输出OUT5、OUT6；脚1B、2B与R811一端相连，其中R811另一端接+5V工作电压；脚1Y与R812一端以及U812的脚1pos相连，其中R812另一端接+5V；脚2Y与R813一端以及U812的脚2pos相连，其中R813另一端接+5V；脚GND接地。双与门高速驱动器U811脚VCC与电容C813一端相连并接+5V工作电压，其中C813另一端接地；脚1A接主控模块4的输出OUT7；脚1B与R835一端相连，其中R835另一端接+5V工作电压；脚1Y与R836一端以及U813的脚1pos相连，其中R836另一端接+5V；脚GND接地。光耦隔离器U812脚1neg和2neg接地；脚1+和脚2+接+5V电压；脚1-与电阻R814、R816一端相连，其中R814另一端接地，R816另一端输出OUTPUT7；脚2-与电阻R815、R834一端相连，其中R815另一端接地，R834另一端输出OUTPUT8。光耦隔离器U813脚1neg和2neg接地；脚1+接+5V电压；脚1-与电阻R838、R840一端相连，其中R838另一端接地，R840另一端输出OUTPUT9。该模块用于控制快速分闸电容、慢速分闸电容、合闸电容的充电开关IGBT的通断；

更进一步地，驱动模块的3路放电开关晶闸管驱动电路中，双与门高速驱动器U804脚VCC与电容C806一端相连并接+5V工作电压，其中C806另一端接地；脚1A、2A接主控模块4的输出OUT2、OUT3；脚1B、2B与R808一端相连，其中R808另一端接+5V工作电压；脚1Y与R810一端以及U808的脚1pos相连，其中R810另一端接+5V；脚2Y与R809一端以及U808的脚2pos相连，其中R809另一端接+5V；脚GND接地。双与门高速驱动器U805脚VCC与电容C807一端相连并接+5V工作电压，其中C807另一端接地；脚1A接主控模块4的输出OUT4；脚1B与R823一端相连，其中R823另一端接+5V工作电压；脚1Y与R824一端以及U806的脚1pos相连，其中R824另一端接+5V；脚GND接地。光耦隔离器U808脚1neg和2neg接地；脚1+和脚2+接+5V电压；脚1-与电阻R817、R819一端相连，其中R817另一端接地，R819另一端与U809脚1相连；脚2-与电阻R818、R820一端相连，其中R818另一端接地，R820另一端与U809脚2相连。光耦隔离器U806脚1neg和2neg接地；脚1+接+5V电压；脚1-与电阻R830、R832一端相连，其中R830另一端接地，R832另一端与U809脚3相连。功率放大器U809脚14、15、16依次与电阻R833、R822、R821一端相连，其中R833、R822、R821依次输出信号OUTPUT5、OUTPUT4、OUTPUT3；脚9接+24V电压；脚8接地。该电路用于控制快速分闸电容、慢速分闸电容、合闸电容的放电开关晶闸管的通断；

更进一步地，驱动模块的换流回路驱动电路中，U15的脚VCC与电容Cx一端相连并接+5V工作电压，其中Cx另一端接地；脚1A接主控模块4的输出OUT1；脚1B与Rx一端相连，其中Rx另一端接+5V；脚1Y与Ry一端以及U16的脚1、脚6、脚7相连，其中Ry另一端接+5V；脚GND接地。U16的脚3接地。光纤发射器U16通过光纤与控制对象换流回路触发开关的配套触发装置连接，用于控制换流回路触发开关；采用光纤控制，既能实现信号较远距离的可靠传输，又可实现电气隔离，防止主回路的高压窜入对控制器造成干扰；

其中，执行额定故障分闸(或额定分闸)命令时，主控模块的输出口P2.6(或P2.7)变为低电平，从而IGBT驱动单元的输出信号OUTPUT7(或OUTPUT8)变为低电平，控制机械开关快速分闸(或慢速分闸)的储能电容充电开关IGBT关断，同时，主控模块的输出口P2.3(或P2.4)连续输出脉宽为200us的三个脉冲，使晶闸管驱动单元的输出信号OUTPUT3(OUTPUT4)为3个连续的24V脉冲，控制机械开关快速分闸(或慢速分闸)的储能电容放电开关晶闸管导通，进而实现对机械开关分闸动作的控制。当机械开关运动到有效开距时，主控模块的输出口P1.5输出高电平，换流回路的触发单元将高电平转换成光信号，控制换流回路触发开关导通，使换流回路电流叠加到机械开关上，以完成直流断路器的分闸动作；

其中，执行合闸命令时，主控模块的输出口P4.3变为低电平，从而IGBT驱动单元的输出信号OUTPUT9变为低电平，控制机械开关合闸的储能电容充电开关IGBT关断，同时，主控模块的输出口P2.5连续输出脉宽为200us的三个脉冲，使晶闸管驱动单元的输出信号OUTPUT5为3个连续的24V脉冲，控制机械开关合闸的储能电容放电开关晶闸管导通，进而实现对直流断路器合闸动作的控制，其中直流断路器合闸时无需触发换流回路；

本发明通过采用体积小、价格实惠的DC-DC电源转换模块作为电源模块，将输入电源IN+24V隔离转换成+3.3V，+5V，+15V，+24V等不同的供电电压，减少控制器输入电源接口数量，同时节省开关电源用量，节约体积和成本；采用MSP430型号的单片机，处理能力强、响应速度快、超低功耗、片内资源丰富，且具有方便高效的开发环境，能可靠地对按钮模块及通讯模块的输入数据进行分析处理，并根据分析结果按照一定的时序给机械开关驱动单元以及换流回路驱动单元发送指令，通过对各控制对象间精准的动作时序配合，实现对直流断路器分闸(包括故障分闸和额定分闸)或合闸操作的可靠控制；设置按钮模块及通讯模块两个模块，既满足现场测试、检修或运行维护时对直流断路器就地控制的需求，又满足系统真正运行时通过上层继电保护系统进行远程调控的需求；此外，控制器安装于订制的金属屏蔽盒中，且控制器各模块电路中均设有大量滤波及光耦电路，具有抗电磁干扰的效果，换流驱动模块的控制信号采用光纤输出，既能实现信号较远距离的可靠传输，又可实现电气隔离，防止主回路的高压窜入对控制器造成干扰，提高控制可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的机械式直流断路器控制器的原理框图；

图2(a)为本发明实施例提供的机械式直流断路器控制器中供电模块的具体电路图；

图2(b)为本发明实施例提供的机械式直流断路器控制器中通讯模块的具体电路图；

图2(c)为本发明实施例提供的机械式直流断路器控制器中按钮模块的具体电路图；

图2(d)为本发明实施例提供的机械式直流断路器控制器中主控模块的具体电路图；

图3(a)为本发明实施例提供的机械式直流断路器控制器中充电开关IGBT驱动电路的具体电路图；

图3(b)为本发明实施例提供的机械式直流断路器控制器中放电开关晶闸管驱动电路的具体电路图；

图3(c)为本发明实施例提供的机械式直流断路器控制器中换流回路驱动单元的具体电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明实施例提供的电路连接原理框图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

机械式直流断路器控制器包括：供电模块1，通讯模块2，按钮模块3，主控模块4和驱动模块5，其中驱动模块5由机械开关驱动单元51和换流回路驱动单元52两个子单元组成。其中供电模块1可以采用DC-DC电源转换模块作为电源模块，将输入电源IN+24V隔离转换成+3.3V，+5V，+15V，+24V等不同的供电电压，分别为通讯模块2，按钮模块3，主控模块4和驱动模块5供电。通讯模块2通过将光信号转换为电信号的光纤接收器接收上层继保系统发来的额定分闸、故障分闸、合闸等命令并且传递给主控模块4，再通过将电信号转换为光信号的光纤发射器向上层继保系统反馈动作信息，实现远程通讯控制。按钮模块3可实现对直流断路器的就地控制，通过按下按钮S1、S2、S3，给主控模块发送脉冲信号，分别用于控制直流断路器执行额定分闸、故障分闸、合闸操作，也可根据检修和测试需要，修改单片机程序将按钮设置为其它功能，便于控制器操作维护。主控模块4可以采用MSP430型号的单片机对按钮模块及通讯模块的输入数据进行分析处理，并根据分析结果分别给机械开关驱动单元51以及换流回路驱动单元52发送动作命令，具有响应速度快、超低功耗的特点。机械开关驱动模块5，用于控制机械开关操动机构——斥力机构电源柜内分(合)闸储能电容的充/放电开关，包括3个充电开关IGBT(快速分闸电容充电开关、慢速分闸电容充电开关、合闸电容充电开关)的驱动电路511和3个放电开关晶闸管(快速分闸电容放电开关、慢速分闸电容放电开关、合闸电容放电开关)的驱动电路512；换流回路驱动模块52，用于控制换流回路的触发开关。

本发明采用体积小、价格实惠的DC-DC电源转换模块作为电源模块，将输入电源IN+24V隔离转换成+3.3V，+5V，+15V，+24V等不同的供电电压，减少控制器输入电源接口数量，同时节省开关电源用量，节约体积和成本；所述按钮模块可实现对直流断路器的就地控制，通过按下按钮S1、S2、S3，给主控芯片MSP430F1611PM(U7)中与之相连的引脚发送脉冲信号，分别用于控制直流断路器执行额定分闸、故障分闸、合闸操作，也可根据检修和测试需要，通过修改单片机程序将按钮设置为其它功能，便于控制器操作维护；所述通讯模块通过将光信号转换为电信号的光纤接收器HFBR-2412T接收上层继保系统发来的额定分闸、故障分闸、合闸等命令，通过将电信号转换为光信号的光纤发射器HFBR-1414向上层继保系统反馈动作信息，实现远程通讯控制；所述单片机最小控制系统，采用MSP430型号的单片机对按钮模块及通讯模块的输入数据进行分析处理，并根据分析结果分别给机械开关驱动模块以及换流回路驱动模块发送动作命令，具有响应速度快、超低功耗的特点。

图2(a)示出了本发明实施例提供的机械式直流断路器控制器中供电模块1的电路原理图，详述如下：

供电模块1包括：第一转换单元U10，第二转换单元U11，第三转换单元U12，第四转换单元U13，第五转换单元U14，滤波电容C1、滤波电容C2、滤波电容C3、滤波电容C4，稳压电容C5、稳压电容C6、稳压电容C7、稳压电容C8和稳压电容C9；其中，第一转换单元U10的EN和IN脚连接U11的Vo1+脚和稳压电容C5的正端，脚OUT连接稳压电容C6的正端并输出+3.3V电压，脚GND与稳压电容C6的负端相连并接地。第二转换单元U11脚Vin+和+24V以及滤波电容C1正端相连，脚Vin-和地以及滤波电容C1负端相连，脚Vo1+和稳压电容C5的正端以及U10的EN和IN脚相连，并输出+5V电压，脚GND和C5的负端相连并接地。第三转换单元U12脚Vin+和+24V以及滤波电容C3正端相连，脚Vin-和地以及滤波电容C3负端相连，脚Vo1+和稳压电容C7的正端相连，并输出+15V电压，脚GND和C7的负端相连并接地。第四转换单元U13脚Vin+和+24V以及滤波电容C3正端相连，脚Vin-和地以及滤波电容C3负端相连，脚Vo1+和稳压电容C8的正端相连，并输出+15V电压，脚GND和C8的负端相连并接地。第五转换单元U14脚Vin+和+24V以及滤波电容C4正端相连，脚Vin-和地以及滤波电容C4负端相连，脚Vo1+和稳压电容C9的正端相连，并输出+24V电压，脚GND和C9的负端相连并接地。

供电模块1通过各单元对+24V电压的转换，来达到通讯模块2，按钮模块3，主控模块4和驱动模块5中的电路芯片对工作电压要求，并且用于给各模块电路供电。其中，第一转换单元U10可使用芯片TPS76033，第二转换单元U11可以使用芯片HZD10C-24S05，第三转换单元U12和第四转换单元U13可以使用芯片RM20-24S15，第五转换单元U14可以使用芯片HZD10C-24S24。

在本发明实施例中，通讯模块2如图2(b)所示，包括：功率驱动电路U1，光纤发射器U2，光纤接收器U4，滤波电容C10、C11，限流电阻R4、R8，上拉电阻R6。

功率驱动电路U1其VCC脚接+5V工作电压以及滤波电容C3的正极，脚GND以及C3的负极接地，脚1A接受主控模块4的输出信号TXD，脚1B接限流电阻R4一端，R4另一端接+5V工作电压，脚1Y和光纤发射器U2的脚2、6、7以及上拉电阻R6的一端相连，其中R6另一端与+5V工作电压相连。光纤发射器U2的3脚接地。光纤接收器U4脚2接+5V工作电压并与滤波电容C8的正极相连，其中C8的负端接地，脚3、7接地，脚6与限流电阻R8一端相连，其R8另一端接+3.3V工作电压，脚6输出信号RXD。模块2通过将光信号转换为电信号的光纤接收器接收上层继保系统发来的额定分闸、故障分闸、合闸等命令，通过将电信号转换为光信号的光纤发射器向上层继保系统反馈动作信息，实现远程通讯控制。其中，所述U1可以使用芯片SN75451，U2可以使用芯片HFBR1414，U4可以使用芯片HFBR-2412；

按钮模块3如图2(c)所示，包括：第一按钮S1、第二按钮S2、第三按钮S3，电阻R825、电阻R826、电阻R827，电容C809、电容C810和电容C811；第一按钮S1的一端与电容C809正极以及电阻R825相连并输出信号IN1，其中电阻R825另一端与工作电压+3.3V相连，第一按钮S1的另一端和电容C809负端接地。第二按钮S2的一端与电容C810正极以及电阻R826相连并输出信号IN2，其中，电阻R826的另一端与工作电压+3.3V相连，第二按钮S2的另一端和电容C810负端接地。第三按钮S3的一端与电容C811正极以及电阻R827相连并输出信号IN3，电阻R827的另一端与工作电压+3.3V相连，第一按钮S1另一端和电容C811负端接地。按下第一按钮S1、第二按钮S2、第三按钮S3给主控模块4发送脉冲信号，分别用于控制直流断路器执行额定分闸、故障分闸、合闸操作，也可通过修改单片机程序满足检修和测试的需要。

主控模块4如图2(d)所示，包括：主控芯片单片机U7，复位芯片U8，下载器接口P1，滤波电容C16、C19、C20，振荡电容C21、C24，发光二极管D828，晶振Y1，电阻R30、R828。主控芯片单片机U7引脚DVCC及AVCC接+3.3V工作电压，并分别与滤波电容C20、C16的正端相连，引脚DVSS、CVSS以及C20、C16负极接地；U7的脚XIN、XOUT接晶振Y1的两端，并分别接振荡电容C21、C24的一端，其中C21、C24的另一端接地；脚P6.7与电阻相连，其中R828的另一端和发光二极管正端相连，D828负端接地；引脚TDO、TDI、TMS、TCK、NMI分别依次与下载器接口P1引脚1、3、5、7、11相连，其中P1的脚4接+3.3V，脚9接地；脚P1.0、P1.1、P1.2依次接按钮模块3的输出信号IN1、IN2、IN3；脚P1.5、P2.3、P2.4、P2.5、P2.6、P2.7、P4.3依次输出信号OUT1、OUT2、OUT3、OUT4、OUT5、OUT6、OUT7；脚P3.6、P3.7接通讯模块2的信号TXD、RXD；脚P4.0、P4.1依次输出ENA1、ENA2。复位芯片U8脚1与U7的脚RST以及限流电阻R30相连，脚5与R30的另一端以及C19的正极相连并接+3.3V工作电压，脚2和C19负极共同接地。主控模块4对按钮模块及通讯模块的输入数据进行分析处理，并根据分析结果分别给机械开关驱动单元51以及换流回路驱动单元52发送动作命令。所述单片机U7、复位芯片U8、下载器接口P1可以依次使用芯片MSP430F1611PM、MAX823_T、JTAG。

驱动模块5的3路充电开关IGBT驱动电路511如图3(a)所示，包括：双与门高速驱动器U810、U811，光耦隔离器U812、U813，电容C812、C813，电阻R811、R812、R813、R814、R815、R816、R834、R835、R836、R838、R840。双与门高速驱动器U810脚VCC与电容C812一端相连并接+5V工作电压，其中C812另一端接地；脚1A、2A接主控模块4的输出OUT5、OUT6；脚1B、2B与R811一端相连，其中R811另一端接+5V工作电压；脚1Y与R812一端以及U812的脚1pos相连，其中R812另一端接+5V；脚2Y与R813一端以及U812的脚2pos相连，其中R813另一端接+5V；脚GND接地。双与门高速驱动器U811脚VCC与电容C813一端相连并接+5V工作电压，其中C813另一端接地；脚1A接主控模块4的输出OUT7；脚1B与R835一端相连，其中R835另一端接+5V工作电压；脚1Y与R836一端以及U813的脚1pos相连，其中R836另一端接+5V；脚GND接地。

光耦隔离器U812脚1neg和2neg接地；脚1+和脚2+接+5V电压；脚1-与电阻R814、R816一端相连，其中R814另一端接地，R816另一端输出OUTPUT7；脚2-与电阻R815、R834一端相连，其中R815另一端接地，R834另一端输出OUTPUT8。光耦隔离器U813脚1neg和2neg接地；脚1+接+5V电压；脚1-与电阻R838、R840一端相连，其中R838另一端接地，R840另一端输出OUTPUT9。其中电路511输出OUTPUT7、OUTPUT8、OUTPUT9与单片机输出口P4.0、P4.1输出的使能信号ENA1、ENA2以及供电模块提供的15V、+15V电源一起，接输出接插件，并通过FC排线接入与快速分闸电容、慢速分闸电容、合闸电容的充电开关IGBT配套的核心驱动板，用于控制IGBT的通断。所述U810、U811可以使用芯片SN75451，U812、U813可以使用芯片TLP521-2。

驱动模块5的3路放电开关晶闸管驱动电路512如图3(b)所示，包括双与门高速驱动器U804、U805，光耦隔离器U806、U808，功率放大器U809，电容C806、C807，电阻R808、R809、R810、R817、R818、R819、R820、R821、R822、R823、R824、R830、R832、R833。双与门高速驱动器U804脚VCC与电容C806一端相连并接+5V工作电压，其中C806另一端接地；脚1A、2A接主控模块4的输出OUT2、OUT3；脚1B、2B与R808一端相连，其中R808另一端接+5V工作电压；脚1Y与R810一端以及U808的脚1pos相连，其中R810另一端接+5V；脚2Y与R809一端以及U808的脚2pos相连，其中R809另一端接+5V；脚GND接地。双与门高速驱动器U805脚VCC与电容C807一端相连并接+5V工作电压，其中C807另一端接地；脚1A接主控模块4的输出OUT4；脚1B与R823一端相连，其中R823另一端接+5V工作电压；脚1Y与R824一端以及U806的脚1pos相连，其中R824另一端接+5V；脚GND接地。光耦隔离器U808脚1neg和2neg接地；脚1+和脚2+接+5V电压；脚1-与电阻R817、R819一端相连，其中R817另一端接地，R819另一端与U809脚1相连；脚2-与电阻R818、R820一端相连，其中R818另一端接地，R820另一端与U809脚2相连。光耦隔离器U806脚1neg和2neg接地；脚1+接+5V电压；脚1-与电阻R830、R832一端相连，其中R830另一端接地，R832另一端与U809脚3相连。功率放大器U809脚14、15、16依次与电阻R833、R822、R821一端相连，其中R833、R822、R821依次输出信号OUTPUT5、OUTPUT4、OUTPUT3；脚9接+24V电压；脚8接地。三路输出信号分别与+24V一起构成驱动脉冲，通过接插件将其引出，分别接入快速分闸电容、慢速分闸电容、合闸电容的放电开关晶闸管配套的脉冲触发板，用于控制晶闸管的触发。其中所述U804、U805可以使用芯片SN75451，U808、U806可以使用芯片TLP521-2，U809可以使用芯片ULN2003。

驱动模块5的换流回路驱动单元52如图3(c)所示，包括：双与门高速驱动器U15，光纤发射器U16，电容Cx，电阻Rx、Ry。U15的脚VCC与电容Cx一端相连并接+5V工作电压，其中Cx另一端接地；脚1A接主控模块4的输出OUT1；脚1B与Rx一端相连，其中Rx另一端接+5V；脚1Y与Ry一端以及U16的脚1、脚6、脚7相连，其中Ry另一端接+5V；脚GND接地。U16的脚3接地。光纤发射器U16通过光纤与控制对象换流回路触发开关的配套触发装置连接，用于控制换流回路触发开关；采用光纤控制，既能实现信号较远距离的可靠传输，又可实现电气隔离，防止主回路的高压窜入对控制器造成干扰。所述U15、U16可以分别使用芯片SN75451、HFBR1414。

光纤发射器U16通过光纤与控制对象换流回路触发开关的配套触发装置连接，用于控制换流回路触发开关；采用光纤控制，既能实现信号较远距离的可靠传输，又可实现电气隔离，防止主回路的高压窜入对控制器造成干扰。

其中，执行额定故障分闸/额定分闸命令时，主控模块4的输出口P2.6/P2.7变为低电平，从而IGBT驱动单元的输出信号OUTPUT7/OUTPUT8变为低电平，控制机械开关快速分闸/慢速分闸的储能电容充电开关IGBT关断，同时，主控模块4的输出口P2.3/P2.4连续输出脉宽为200us的三个脉冲，使晶闸管驱动单元的输出信号OUTPUT3/OUTPUT4为3个连续的24V脉冲，控制机械开关快速分闸/慢速分闸的储能电容放电开关晶闸管导通，进而实现对机械开关分闸动作的控制。当机械开关运动到有效开距时，主控模块4的输出口P1.5输出高电平，换流回路的触发单元将高电平转换成光信号，控制换流回路触发开关导通，使换流回路电流叠加到机械开关上，以完成直流断路器的分闸动作。

其中，执行合闸命令时，主控模块4的输出口P4.3变为低电平，从而IGBT驱动单元的输出信号OUTPUT9变为低电平，控制机械开关合闸的储能电容充电开关IGBT关断，同时，主控模块4的输出口P2.5连续输出脉宽为200us的三个脉冲，使晶闸管驱动单元的输出信号OUTPUT5为3个连续的24V脉冲，控制机械开关合闸的储能电容放电开关晶闸管导通，进而实现对直流断路器合闸动作的控制，其中直流断路器合闸时无需触发换流回路。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。