信号积分电路和断路器智能控制器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及低压电器领域，特别设及一种信号积分电路和断路器智能控制 器。
【背景技术】
[0002] 现在普遍应用空屯、线圈（Rogowski)作为电流传感器，因其无磁饱和现象，测量范 围广，带宽高且体积小，绝缘简单，成本低廉，越来越广泛地应用于测量控制和计量保护等 方面。利用空屯、线圈测量电流时线圈围绕载有被测电流的导体，当被测电流发生变化时，线 圈两端感应出电压信号，被测电流与空屯、线圈感应电压之间存在如下关系：
[0003]
[0004]M为空屯、线圈与载流导体之间的互感系数，由此可W看出空屯、线圈感应电压与被 测电流在时间上的导数成比例。因此，在应用空屯、线圈作为电流传感器时，必须对空屯、线圈 感应电压进行积分才能得出与被测电流呈线性关系的电压信号。
[0005] 为了实现信号的积分，一般使用一种低通滤波器来实现，最简单的实现方式是：一 个电阻和电容的组合（RC低通滤波器），通俗地称为无源积分电路，因该积分电路存在误差 大，灵敏度低等缺点，真正在应用中多采用有源积分电路和数字积分器。
[0006] 有源积分电路是基于运放技术组成的模拟积分器，理想的模拟积分器在一定频率 范围内具有很好的频响特性及幅相频特性，且在空屯、线圈及模拟积分器均为理想器件的情 况下，模拟积分器的输出电压特性与一次测的电流特性能保持高度一致，但实际上，受加工 工艺及电子元器件的影响，空屯、线圈和模拟积分器都很难做到理想的状态，只能采用一些 复杂的信号调理电路进行处理，W保证采样信号的精度；数字积分器虽然可W成技术上实 现高精度，高灵敏度的积分运算，但是需要性能强大的数字信号处理巧片和高精度的ADC 及DAC且对算法依赖性强。
【发明内容】
[0007] 本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单，灵敏度高，性能 稳定的信号积分电路和断路器智能控制器。
[000引为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
[0009] 一种信号积分电路，包括第一运算放大器U1，其特征在于；第一运算放大器U1的 反相输入端和正相输入端分别与信号积分电路的第一输入端IN1和第二输入端IN2连接， 第一运算放大器U1的输出端与信号积分电路的第一输出端OUT连接；还包括低通滤波器， 限制信号积分电路2的最大输出幅度的限幅电路和直流分量电路；在第一输入端IN1和第 二输入端IN2与第一运算放大器U1之间设有低通滤波器，在第一输入端IN1和第二输入端 IN2与低通滤波器之间设有直流分量电路，所述限幅电路与第一运算放大器U1电路连接； 所述直流分量电路还与抬升输出信号的基准电压化ef和第一运算放大器U1的正相输入端 连接。
[0010] 进一步，所述低通滤波器包括第一电阻Rl，第二电阻R2和第二电容C2 ;所述第一 电阻R1和第二电阻R2的一端分别连接到信号积分电路的第一输入端IN1和第二输入端 IN2,另一端分别连接到第一运算放大器U1的反相输入端和正相输入端；第二电容C2的一 端连接到第一电阻R1和第一运算放大器U1之间，另一端连接到第二电阻R2和第一运算放 大器U1之间。
[0011] 进一步，所述限幅电路包括第五电阻R5,第六电阻R6,信号积分电路的电源VCC经 过第五电阻贴连接到第一运算放大器U1的电源正端V孤，第一运算放大器U1的接地端VSS 经过第六电阻R6接地。
[0012] 进一步，所述直流分量电路包括第走电阻R7和第八电阻R8，第走电阻R7和第八电 阻R8串联，串联后第走电阻R7的另一端连接到低通滤波器与第一输入端IN1之间，第八电 阻R8的另一端连接到低通滤波器与第二输入端IN2之间；第走电阻R7和第八电阻R8的中 间节点连接到基准电压化ef，第四电容C4和第四电阻R4并联，并联后的一端连接基准电 压化ef，另一端连接到第一运算放大器U1的正相输入端。
[0013] 进一步，所述低通滤波器包括第一电阻R1，第二电阻R2和第二电容C2 ;所述第一 电阻R1、第二电阻R2的一端分别连接到第一输入端IN1和第二输入端IN2,另一端分别连 接到第一运算放大器U1的反相输入端和正相输入端；第二电容C2的一端连接到第一电阻 R1和第一运算放大器U1之间，另一端连接到第二电阻R2和第一运算放大器U1之间；所述 限幅电路包括第五电阻R5,第六电阻R6,信号积分电路的电源VCC经过第五电阻R5连接到 第一运算放大器U1的电源正端V孤，第一运算放大器U1的接地端VSS经过第六电阻R6接 地；所述直流分量电路包括第走电阻R7和第八电阻R8,第走电阻R7和第八电阻R8串联， 串联后第走电阻R7的另一端连接到第一电阻R1与第一输入端IN1之间，第八电阻R8的另 一端连接到第二电阻R2与第二输入端IN2之间；第走电阻R7和第八电阻R8的中间节点连 接到基准电压化ef，第四电容C4和第四电阻R4并联，并联后的一端连接基准电压化ef，另 一端连接到第一运算放大器U1的正相输入端；所述的信号积分电路还包括第一电容C1，第 =电容C3和第=电阻R3 ;所述第一电容C1的两端分别与第走电阻R7和第八电阻R8的另 一端连接；第=电容C3和第=电阻R3并联，且并联后的两端分别和第一运算放大器U1的 输出端和反相输入端连接。
[0014] 进一步，所述限幅电路可使第一运算放大器U1输出的最大幅度小于电源VCC。
[0015] 一种断路器智能控制器，包括微处理器电路3,上述信号积分电路2和提供工作电 源的电源电路1 ;
[0016] 所述微处理器电路3与脱扣电路4连接，所述脱扣电路4与磁通变换器7连接，微 处理器电路3可向脱扣电路4输出控制信号驱动磁通变换器7使断路器脱扣；
[0017] 所述信号积分电路2的输入端与空巧互感器101连接用于取得主电路的电流信 号，将空巧互感器101的微分信号还原成与主回路电流成正比例的电压信号；
[001引所述信号积分电路2的输出端与接通电流控制电路201和放大电路202连接，放 大电路202的输出端与微处理器电路3的A/D转换接口连接可将已处理的电压信号输出给 微处理器电路3,将电流信号转化为数字量；接通电流控制电路201与脱扣电路4连接可直 接输出信号至脱扣电路4并使磁通变换器7驱动断路器脱扣。
[0019] 进一步，所述接通电流控制电路201包括接通电流阀值电压调节电路，同相放大 电路和减法电路；所述接通电流阀值电压调节电路中接入微动开关SW1输出阀值电压，阀 值电压经过同相放大电路后输出接通电流阀值上限电压MCR_H，接通电流阀值上限电压 MCR_H经过减法电路后输出接通电流阀值下限电压MCR_L。
[0020] 进一步，所述接通电流阀值电压调节电路包括第九电阻R9和第十电阻R10,电源 电压VCC经过串联连接的第九电阻R9和第十电阻R10后连接到微动开关SW1的常开端NO， 微动开关SW1的常闭端NC连接到电源地GND，微动开关SW1)的公共端COM连接到第五电容 巧的正极，第五电容巧的负极连接到电源地GND;所述同相放大电路包括第走运算放大器 U3B，第九电阻R9和第十电阻R10的中间节点连接到第走运算放大器U3B的正相输入端，第 走运算放大器U3B的输出端与反相输入端连接；所述减法电路包括第十一电阻R11，第十一 电阻R11的一端连接到第走运算放大器U3B的反相输入端，另一端连接到第八运算放大器 U3C的反相输入端，第十二电阻R12的一端连接到第八运算放大器U3C的反相输入端，另一 端连接到第八运算放大器U3C的输出端，电源VCC经过第十S电阻R13连接到第八运算放 大器U3C的正相输入端，第十四电阻R14的一端连接到第八运算放大器U3C的正相输入端， 另一端接地；第走运算放大器U3B的输出端输出接通电流阀值上限电压MCR_H，第八运算放 大器U3C的输出端输出接通电流阀值下限电压MCR_L。
[002U 进一步，所述接通电流阀值上限电压MCR_H分别连接到第二运算放大器U2A，第五 运算放大器U2D和第六运算放大器U3A的反相输入端；接通电流阀值下限电压MCR_L分别 连接到第=运算放大器U2B，第四运算放大器U2C和第九运算放大器U3D的正相输入端；电 流信号1C分别连接到第二运算放大器U2A和第=运算放大器U2B的正相和反相输入端，电 流信号IB分别连接到第五运算放大器U2D和第四运算放大器U2C的正相和反相输入端， 电流信号IA分别连接到第六运算放大器U3A和第九运算放大器U3D的正相和反相输入端； 第二运算放大器U2A、第=运算放大器U2B、第四运算放大器U2