断路器控制器的制作方法

本实用新型涉及低压电器领域，特别是一种断路器控制器。

背景技术：

智能控制器作为万能式断路器的重要部件用于对断路器中各电子部件的工作情况进行判断及测试，因此智能控制器需要满足小型化、多功能、工作稳定等诸多要求。现有的智能控制器为了增加功能使得结构过于复杂，降低了工作可靠性。同时在校验测试时需要在专用的测试台上完成测试，进而降低了测试效率。并且虽然一部分智能控制器能够实现在使用过程中的单独更换，但更换后的智能控制器需要重新调试检验，不能保证更换后数据的一致性，不利于现场安装及后期维护。

目前低压断路器控制器基本上实现了单机操作功能，但和其他控制器及上位机的通讯还没有普及。现有的控制器通讯方式主要是采用RS485接口进行通讯，如果将控制器和上位机进行连接的时候还需要RS485接口转换模块，但由于RS485接口转换模块的质量各异，这就容易导致控制器不能稳定地和上位机进行通讯，进而致使上位机不能读取控制器的配置信息及对控制器进行配置。同时对带有测试接口的控制器进行测试时需要专门的设备，需要给控制器进行单独的供电，这就给控制器的测试过程带来了不便。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种工作效率高、数据传输稳定、使用过程简便的断路器控制器。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种断路器控制器，包括微处理器1和USB通讯接口2，所述的微处理器1与采样模块3和存储器4相连接，所述的采样模块3与断路器相连用于采集断路器的电参数信号，所述的电参数信号输入至微处理器1并得到检测数据，所述的检测数据存入存储器4。微处理器1通过USB通讯接口2与上位机相连接，所述的USB通讯接口2上设有与微处理器1相连接的识别控制端EN，数据传输时上位机向识别控制端EN输入传输识别信号，使得微处理器1将存储器4内的检测数据通过USB通讯接口2输入至上位机，指令操作时上位机向识别控制端EN输入指令识别信号，使得微处理器1通过USB通讯接口2接收上位机输入的指令信号。

进一步，所述的USB通讯接口2包括分别与微处理器1相连接的第一数据端DM、第二数据端DP及识别控制端EN，数据传输时检测数据通过第一数据端DM和第二数据端DP输入至上位机，指令操作时指令信号通过第一数据端DM和第二数据端DP输入至微处理器1。

进一步，所述的识别控制端EN与微处理器1通过控制驱动电路21相连接，所述的控制驱动电路21包括场效应管Q1，所述场效应管Q1的栅极与USB通讯接口2的识别控制端EN相连接，场效应管Q1的源极与栅极通过第二电阻R2相连接，场效应管Q1的源极接地，场效应管Q1的漏极通过第一电阻R1与USB通讯接口2的电源端VCC相连接，并且场效应管Q1的漏极与第一电阻R1的连接处与微处理器1的识别端INT相连接，识别控制端EN通过场效应管Q1控制识别端INT的电平状态从而使微处理器1识别出数据传输状态或指令操作状态。

进一步，所述的微处理器1与脱扣器5相连接，采样模块3所采集到的电参数信号超过阈值时微处理器1能够驱动脱扣器5完成断路器的脱扣动作，并且指令操作时上位机能向微处理器1输入脱扣指令信号，从而使脱扣器5完成断路器的脱扣动作。

进一步，所述的采样模块3包括电流采样器31、电压采样器32和温度采样器33，所述电流采样器31、电压采样器32和温度采样器33将采集到的电流、电压及温度信号输入至微处理器1中并得到电流、电压及温度检测数据，所述的电流、电压及温度检测数据存储在存储器4内。

进一步，所述的温度采样器33包括贴附在断路器母排表面的热电偶温度传感器。

进一步，所述的微处理器1与显示装置7相连接，所述的显示装置7能够显示检测数据、波形及控制器参数。

进一步，所述的微处理器1与电源装置8相连接，所述的电源装置8的输入与市电相连接，电源装置8的输出与微处理器1及USB通讯接口2相连接，并且电源装置8的输入与输出之间还设有降压变压器。

本实用新型的断路器控制器通过USB通讯接口上的控制端，实现了断路器控制器与上位机之间可靠的数据传输及指令操作，提高了断路器控制器的工作效率，保证了使用的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型的功能结构框图；

图2是本实用新型的USB接口的连接结构框图；

图3是本实用新型的控制驱动电路的电路图。

具体实施方式

以下结合附图1至3给出本实用新型的实施例，进一步说明本实用新型的断路器控制器具体实施方式。本实用新型的断路器控制器不限于以下实施例的描述。

如图1所示，本实用新型的断路器控制器包括微处理器1和USB通讯接口2，所述的微处理器1通过USB通讯接口2与上位机相连，微处理器1能够通过USB通讯接口2向上位机输入数据，并且微处理器1还能够通过USB通讯接口2接收上位机的指令。具体地，微处理器1还分别与采样模块3、存储器4、脱扣器5、显示装置7及电源装置8相连接。所述的采样模块3与断路器相连用于采集断路器的电参数信号，所述的电参数信号输入至微处理器1并得到检测数据，所述的检测数据存入存储器4，所述的显示装置7能够显示检测数据、相关波形及控制器参数，所述的电源装置8为微处理器1、USB通讯接口2、采样模块3、脱扣器5及显示装置7供电，特别地，电源装置8的输入与市电相连接，电源装置8的输出与微处理器1及USB通讯接口2相连接，并且电源装置8的输入与输出之间还设有降压变压器。USB通讯接口使用效率高，并且断路器控制器结构稳定，工作可靠。

图2中的USB通讯接口2上设有与微处理器1相连接的识别控制端EN，数据传输时上位机向识别控制端EN输入传输识别信号，使得微处理器1将存储器4内的检测数据通过USB通讯接口2输入至上位机，指令操作时上位机向识别控制端EN输入指令识别信号，使得微处理器1通过USB通讯接口2接收上位机输入的指令信号。具体地，USB通讯接口2包括分别与微处理器1相连接的第一数据端DM、第二数据端DP及识别控制端EN，数据传输时检测数据通过第一数据端DM和第二数据端DP输入至上位机，指令操作时指令信号通过第一数据端DM和第二数据端DP输入至微处理器1。USB通讯接口通过控制端能够完成断路器控制器与上位机之间可靠的数据传输及指令操作，提高了断路器控制器的工作效率，保证了使用的稳定性。

图2和图3中的识别控制端EN与微处理器1通过控制驱动电路21相连接，所述的控制驱动电路21包括场效应管Q1，所述场效应管Q1的栅极与USB通讯接口2的识别控制端EN相连接，场效应管Q1的源极与栅极通过第二电阻R2相连接，场效应管Q1的源极接地，场效应管Q1的漏极通过第一电阻R1与USB通讯接口2的电源端VCC相连接，并且场效应管Q1的漏极与第一电阻R1的连接处与微处理器1的识别端INT相连接，识别控制端EN通过场效应管Q1控制识别端INT的电平状态从而使微处理器1识别出数据传输状态或指令操作状态。控制驱动电路的结构稳定可靠。

本实用新型的上位机和断路器控制器之间使用主站与从站的关系进行数据交互，由上位机发送一帧命令给断路器控制器，断路器控制器再进行解析收到的命令。具体地，断路器控制器通过上位机每隔一定时间向USB通讯接口2的识别控制端EN发送传输识别信号或指令识别信号，上位机和断路器控制器协商好使用固定字节数作为每次收发的标准单位数据长度，断路器控制器根据接收到的命令进行相应操作。通过此流程实现与上位机通信，从而实现对断路器控制器进行波形采集、偏置电平校准、电流电压系数校准、功率因数校准、遥调、遥测、遥信等功能。

本实用新型的微处理器1采用飞思卡尔公司的K22P144M120系列单片机，该系列单片机含有USB 2.0硬件通信接口，以便于在此平台上实现本实用新型所需的通信算法。单片机内部的USB模块需要48M时钟，且要求时钟精确，因此，使用8M晶振作为基础时钟源，在进行FLL锁相环或PLL锁频环之后产生48M的USB用时钟，单片机上电复位后，对系统时钟进行配置，使时钟能够满足USB模块的需要。将软件开发包移植到单片机上，使用可以接受与发送的HID人机接口标准类库函数作为主要的USB算法驱动层。驱动层使用软件开发包内部USB通信协议栈，通信速率为12M。

所述的微处理器1与脱扣器5相连接，采样模块3所采集到的电参数信号超过阈值时微处理器1能够驱动脱扣器5完成断路器的脱扣动作，并且指令操作时上位机能向微处理器1输入脱扣指令信号，从而使脱扣器5完成断路器的脱扣动作。上位机能够直接驱动脱扣器动作，提高了脱扣器使用的灵活性，保证了工作效率。

所述的采样模块3包括电流采样器31、电压采样器32和温度采样器33，所述电流采样器31、电压采样器32和温度采样器33将采集到的电流、电压及温度信号输入至微处理器1中并得到电流、电压及温度检测数据，所述的电流、电压及温度检测数据存储在存储器4内。优选地，温度采样器33包括贴附在断路器母排表面的热电偶温度传感器。采样模块采样数据全面，并且温度采样器33直接对断路器母排表面温度进行采集，而非对断路器壳体内部的温度进行采集，温度采样器的安装位置保证了温度数据采集准确可靠。

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。