开关器件的控制电路及断路器的制作方法

1.本实用新型涉及电路技术领域，具体而言，涉及一种开关器件的控制电路及断路器。


背景技术：

2.随着科技的快速发展，各种电子设备也越来越多。在一些电子设备中，通常会涉及对于开关器件分闸或者和合闸的控制，准确的控制开关器件的分闸或者合闸也成为了研究的热点。
3.相关技术中，分闸控制信号或者合闸控制信号直接作用于开关器件，根据分闸控制信号控制开关器件分闸，根据合闸控制信号控制开关器件合闸。
4.但是，相关技术中，分合闸控制信号直接控制开关器件，在控制开关器件分闸或者合闸后，容易出现误操作改变开关器件分合闸状态的情况。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种开关器件的控制电路及断路器，解决相关技术中，分合闸控制信号直接控制开关器件，在控制开关器件分闸或者合闸后，容易出现误操作改变开关器件分合闸状态的情况的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：
7.第一方面，本实用新型实施例提供了一种开关器件的控制电路，包括：隔离模块、控制开关、第一开关器件、第二开关器件、第一线圈、第二线圈；
8.所述隔离模块的输入端用于连接控制信号输入端，所述隔离模块的第一输出端与所述第一开关器件的第一端连接，所述隔离模块的第二输出端与所述第二开关器件的第一端连接；所述控制开关与所述隔离模块、所述第一开关器件、所述第二开关器件均连接；
9.所述第一开关器件的第二端与所述第一线圈的一端连接，所述第一线圈的另一端用于连接电源正极；所述第二开关器件的第二端与所述第二线圈的一端连接，所述第二线圈的另一端用于连接电源正极；在所述控制信号输入端输入正信号时，所述隔离模块用于将控制信号导通至所述第一开关器件，以通过所述第一线圈流过电流控制所述控制开关来控制所述第一开关器件关断；在所述控制信号输入端输入负信号时，所述隔离模块用于将控制信号导通至所述第二开关器件，以通过所述第二线圈流过电流控制所述控制开关来控制所述第二开关器件关断。
10.可选的，所述隔离模块包括：第一光耦单元、第二光耦单元；
11.所述第一光耦单元、所述第二光耦单元的输入端均用于连接控制信号输入端，所述第一光耦单元的第一输出端与所述第一开关器件的第一端连接，所述第二光耦单元的第一输出端与所述第二开关器件的第一端连接。
12.可选的，所述第一光耦单元包括：第一光耦器件、第一电阻、第一二极管；所述第一电阻的一端用于连接所述控制信号输入端的正信号端、所述第一电阻的另一端连接所述第
一光耦器件的第一输入端，所述第一光耦器件的第二输入端与所述第一二极管的输入端连接，所述第一二极管的输出端用于连接所述控制信号输入端的负信号端。
13.可选的，所述第一光耦单元的第二输出端与所述第二光耦单元的第二输出端连接；
14.所述第一光耦单元的第二输出端通过第二电阻连接所述电源正极。
15.可选的，所述第一光耦单元的第一输出端通过第三电阻接地；所述第二光耦单元的第一输出端通过第四电阻接地。
16.可选的，还包括：第三二极管；
17.所述第四电阻的一端与所述第一光耦单元的第一输出端连接，所述第四电阻的另一端与所述第三二极管的输入端连接，所述第三二极管的输出端用于连接所述电源负极。
18.可选的，所述第一开关器件的第二端、所述第二开关器件的第二端与所述控制开关的控制端连接；所述控制开关的第一接入端、第二接入端分别与所述第一开关器件的第一端连接、所述第二开关器件的第一端连接；
19.在所述控制信号输入端输入正信号时，所述隔离模块用于将控制信号导通至所述第一开关器件，以通过所述第一线圈流过电流控制所述控制开关的控制端切换到与所述控制开关的第二接入端连接、所述第一开关器件关断；在所述控制信号输入端输入负信号时，所述隔离模块用于将控制信号导通至所述第二开关器件，以通过所述第二线圈流过电流控制所述控制开关的控制端切换到与所述控制开关的第一接入端连接、所述第二开关器件关断。
20.可选的，所述控制开关应用于断路器；
21.在所述控制信号输入端输入正信号时，所述隔离模块用于将控制信号导通至所述第一开关器件，以通过所述第一线圈流过电流产生的磁场控制所述断路器手柄带动所述控制开关的控制端切换到与所述控制开关的第二接入端连接、所述第一开关器件关断；
22.在所述控制信号输入端输入负信号时，所述隔离模块用于将控制信号导通至所述第二开关器件，以通过所述第二线圈流过电流产生的磁场控制所述断路器手柄带动所述控制开关的控制端切换到与所述控制开关的第一接入端连接、所述第二开关器件关断。
23.可选的，所述第一开关器件、所述第二开关器件均为mos管；
24.所述隔离模块的第一输出端与所述第一开关器件的栅极连接、所述第一线圈的一端与所述第一开关器件的源极连接、所述控制开关的控制端与所述第一开关器件的漏极连接；
25.所述隔离模块的第二输出端与所述第二开关器件的栅极连接、所述第二线圈的一端与所述第二开关器件的源极连接、所述控制开关的控制端与所述第二开关器件的漏极连接。
26.第二方面，本实用新型实施例还提供了一种断路器，包括第一方面任一项所述的开关器件的控制电路。
27.本实用新型的有益效果是：本实用新型实施例提供一种开关器件的控制电路，包括：隔离模块、控制开关、第一开关器件、第二开关器件、第一线圈、第二线圈；隔离模块的输入端用于连接控制信号输入端，隔离模块的第一输出端与第一开关器件的第一端连接，隔离模块的第二输出端与第二开关器件的第一端连接；控制开关与隔离模块、第一开关器件、
第二开关器件均连接；第一开关器件的第二端与第一线圈的一端连接，第一线圈的另一端用于连接电源正极；第二开关器件的第二端与第二线圈的一端连接，第二线圈的另一端用于连接电源正极；在控制信号输入端输入正信号时，隔离模块用于将控制信号导通至第一开关器件，以通过第一线圈流过电流控制控制开关来控制第一开关器件关断；在控制信号输入端输入负信号时，隔离模块用于将控制信号导通至第二开关器件，以通过第二线圈流过电流控制控制开关来控制第二开关器件关断。通过设置隔离模块、第一开关器件、第二开关器件、第一线圈、第二线圈，可以有效实现分闸、合闸，而且，在分闸、合闸后还可以及时控制相应的开关器件及时关断，实现互锁，避免分闸、合闸后的误操作，可靠的控制开关器件进行分闸、合闸。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
29.图1为本实用新型一实施例提供的开关器件的控制电路的结构示意图；
30.图2为本实用新型一实施例提供的开关器件的控制电路的结构示意图；
31.图3为本实用新型一实施例提供的开关器件的控制电路的结构示意图；
32.图4为本实用新型一实施例提供的开关器件的控制电路的结构示意图。
具体实施方式
33.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
34.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完
全水平，而是可以稍微倾斜。
38.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
39.图1为本实用新型一实施例提供的开关器件的控制电路的结构示意图，如图1所示，该开关器件的控制电路，包括：隔离模块101、控制开关102、第一开关器件103、第二开关器件104、第一线圈105、第二线圈106。
40.其中，隔离模块101的输入端用于连接控制信号输入端107，隔离模块101的第一输出端与第一开关器件103的第一端连接，隔离模块101的第二输出端与第二开关器件104的第一端连接；控制开关102与隔离模块101、第一开关器件103、第二开关器件104均连接；
41.另外，第一开关器件103的第二端与第一线圈105的一端连接，第一线圈105的另一端用于连接电源正极；第二开关器件104的第二端与第二线圈106的一端连接，第二线圈106的另一端用于连接电源正极；在控制信号输入端107输入正信号时，隔离模块101用于将控制信号导通至第一开关器件103，以通过第一线圈105流过电流控制控制开关102来控制第一开关器件103关断；在控制信号输入端107输入负信号时，隔离模块101用于将控制信号导通至第二开关器件104，以通过第二线圈106流过电流控制控制开关102来控制第二开关器件104关断。
42.其中，正信号可以为正电压，负信号可以为负电压，控制信号可以为电流信号。
43.在一些实施方式中，控制信号输入端107输入正信号，继而隔离模块101导通将控制信号传输至第一开关器件103，使得第一开关器件103处于开通状态，与第一开关器件103连接的第一线圈105流过大电流，可以通过第一线圈105可以控制开关102器件合闸，同时，可以通过第一线圈105控制控制开关102的状态，继而实现第一开关器件103关断。
44.在本技术实施例中，通过隔离模块101触发第一开关器件103，第一线圈105流过电流，可以有效的实现开关器件的合闸，同时，第一线圈105流过电流，可以通过控制控制开关102控制第一开关器件103及时关断，确保准确、可靠的合闸，避免合闸后的操作。
45.在另一些实施方式中，控制信号输入端107输入负信号，继而隔离模块101导通将控制信号传输至第二开关器件104，使得第二开关器件104处于开通状态，与第二开关器件104连接的第二线圈106流过大电流，可以通过第二线圈106可以控制开关102器件分闸，同时，可以通过第二线圈106控制控制开关102的状态，继而实现第二开关器件104关断。
46.同理的，通过隔离模块101触发第二开关器件104，第二线圈106流过电流，可以有效的实现开关器件的分闸，同时，第二线圈106流过电流，可以通过控制控制开关102控制第二开关器件104及时关断，确保准确、可靠的分闸，避免分闸后的操作。
47.需要说明的是，隔离模块101可以用于隔离主回路和控制回路。可选的，隔离模块101可以为光耦隔离模块，当然，隔离模块101也可以为其他类型能够起到隔离作用的模块，本技术实施例对此不进行具体限制。
48.综上所述，本技术实施例提供一种开关器件的控制电路，包括：隔离模块、控制开关、第一开关器件、第二开关器件、第一线圈、第二线圈；隔离模块的输入端用于连接控制信
号输入端，隔离模块的第一输出端与第一开关器件的第一端连接，隔离模块的第二输出端与第二开关器件的第一端连接；控制开关与隔离模块、第一开关器件、第二开关器件均连接；第一开关器件的第二端与第一线圈的一端连接，第一线圈的另一端用于连接电源正极；第二开关器件的第二端与第二线圈的一端连接，第二线圈的另一端用于连接电源正极；在控制信号输入端输入正信号时，隔离模块用于将控制信号导通至第一开关器件，以通过第一线圈流过电流控制控制开关来控制第一开关器件关断；在控制信号输入端输入负信号时，隔离模块用于将控制信号导通至第二开关器件，以通过第二线圈流过电流控制控制开关来控制第二开关器件关断。通过设置隔离模块、第一开关器件、第二开关器件、第一线圈、第二线圈，可以有效实现分闸、合闸，而且，在分闸、合闸后还可以及时控制相应的开关器件及时关断，实现互锁，避免分闸、合闸后的误操作，可靠的控制开关器件进行分闸、合闸。
49.可选的，图2为本实用新型一实施例提供的开关器件的控制电路的结构示意图，如图2所示，隔离模块101可以包括：第一光耦单元1011、第二光耦单元1012。第一光耦单元1011、第二光耦单元1012的输入端均用于连接控制信号输入端107，第一光耦单元1011的第一输出端与第一开关器件103的第一端连接，第二光耦单元1012的第一输出端与第二开关器件104的第一端连接。
50.需要说明的是，控制信号输入端107输入正信号时，第一光耦单元1011导通，继而第一光耦单元1011将控制信号导通至所述第一开关器件103，第一线圈105流过电流。另外，控制信号输入端107输入负信号时，第二光耦单元1012导通，继而第二光耦单元1012将控制信号导通至所述第二开关器件104，第二线圈106流过电流。
51.可选的，图3为本实用新型一实施例提供的开关器件的控制电路的结构示意图，如图3所示，第一光耦单元1011可以包括：第一光耦器件u1、第一电阻r1、第一二极管d1。
52.其中，第一电阻r1的一端用于连接控制信号输入端107的正信号端a、第一电阻r1的另一端连接第一光耦器件u1的第一输入端，第一光耦器件u1的第二输入端与第一二极管d1的输入端连接，第一二极管d1的输出端用于连接控制信号输入端107的负信号端b。
53.在本技术实施例中，控制信号输入端107的正信号端a输入正信号，控制信号通过第一电阻r1以及第一光耦器件u1，使得第一光耦器件u1导通。其中，控制信号可以为电流信号。
54.另外，第一电阻r1的阻值可以根据实际需求进行设定，例如，第一电阻r1的阻值可以为5.1千欧。
55.可选地一种实施方案，如图3所示，第二光耦单元1012可以包括：第二光耦器件u2、第五电阻r5、第二二极管d2。
56.其中，第五电阻r5的一端用于连接控制信号输入端107的负信号端b、第五电阻r5的另一端连接第二光耦器件u2的第一输入端，第二光耦器件u2的第二输入端与第二二极管d2的输入端连接，第二二极管d2的输出端用于连接控制信号输入端107的正信号端a。
57.在本技术实施例中，控制信号输入端107的负信号端b输入正信号，控制信号通过第五电阻r5以及第二光耦器件u2，使得第二光耦器件u2导通。控制信号可以为电流信号。
58.另外，第五电阻r5的阻值可以根据实际需求进行设定，例如，第五电阻r5的阻值可以为5.1千欧。
59.需要说明的是，二极管单向导通性，可以保护对应承担反向电压的光耦。
60.可选的，如图3所示，第一光耦单元1011的第二输出端与第二光耦单元1012的第二输出端连接；第一光耦单元1011的第二输出端通过第二电阻r2连接电源正极+u。
61.其中，第二电阻r2可以用于分压，第二电阻r2的数量可以为一个电阻，也可以为串联的多个电阻，本技术实施例对此不进行具体限制。
62.需要说明的是，在第一光耦单元1011导通后，电源正极+u的电压可以输出至第一开关器件103，为了使得输出至第一开关器件103的电压值满足条件，可以设置合适阻值的第二电阻r2进行分压，避免输出至第一开关器件103的电压过大的问题。
63.另外，第二电阻r1的阻值可以根据实际需求进行设定，例如，第二电阻r1的阻值可以为20千欧。
64.可选的，第一光耦单元1011的第一输出端通过第三电阻r3接地；第二光耦单元1012的第一输出端通过第四电阻r4接地。
65.在一些实施方式中，在第一光耦单元1011导通后，第二电阻r2对电源正极+u的电压进行分压，第三电阻r3所分的一部分主回路电压，输出至第一开关器件103。
66.另外，在第二光耦单元1012导通后，第二电阻r2对电源正极+u的电压进行分压，第四电阻r4所分的一部分主回路电压，输出至第二开关器件104。
67.可选的，图4为本实用新型一实施例提供的开关器件的控制电路的结构示意图，如图4所示，该控制电路还可以包括：第三二极管d3。
68.其中，第四电阻r4的一端与第一光耦单元1011的第一输出端连接，第四电阻r4的另一端与第三二极管d3的输入端连接，第三二极管d3的输出端可以用于连接电源负极-u。
69.在本技术实施例中，在第四电阻r4与电源负极-u之间连接第三二极管d3，在用户将电源正负极接错时，例如，将第三二极管d3的输出端连接电源正极+u时，二极管具有单向导电性，第三二极管d3可以进行及时截止，避免在电源正负极接错时，对于控制电路的损坏，保护控制电路。
70.可选的，第一开关器件103的第二端、第二开关器件104的第二端与控制开关102的控制端连接；控制开关102的第一接入端、第二接入端分别与第一开关器件103的第一端连接、第二开关器件104的第一端连接。
71.其中，在控制信号输入端107输入正信号时，隔离模块101用于将控制信号导通至第一开关器件103，以通过第一线圈105流过电流控制控制开关102的控制端1切换到与控制开关102的第二接入端3连接、第一开关器件103关断；在控制信号输入端107输入负信号时，隔离模块101用于将控制信号导通至第二开关器件104，以通过第二线圈106流过电流控制控制开关102的控制端切换到与控制开关102的第一接入端2连接、第二开关器件104关断。
72.在一些实施方式中，在控制信号输入端107输入正信号时，隔离模块101将控制信号导通至第一开关器件103，第一开关器件103导通，第一线圈105流过电流控制开关102的控制端从控制开关102的第一接入端2，切换到控制开关102的第二接入端3，则控制开关102的控制端与第二接入端3连接，第一开关器件103关断。
73.在一些实施方式中，在控制信号输入端107输入负信号时，隔离模块101将控制信号导通至第二开关器件104，第二开关器件104导通，第二线圈106流过电流控制开关102的控制端从控制开关102的第二接入端3，切换到控制开关102的第一接入端2，则控制开关102的控制端与第一接入端2连接，第二开关器件104关断。
74.可选的，控制开关102可以应用于断路器；
75.其中，在控制信号输入端107输入正信号时，隔离模块101用于将控制信号导通至第一开关器件103，以通过第一线圈105流过电流产生的磁场控制断路器手柄带动控制开关102的控制端切换到与控制开关102的第二接入端连接、第一开关器件103关断；在控制信号输入端107输入负信号时，隔离模块101用于将控制信号导通至第二开关器件104，以通过第二线圈106流过电流产生的磁场控制断路器手柄带动控制开关102的控制端切换到与控制开关102的第一接入端连接、第二开关器件104关断。
76.在本技术实施例中，第一线圈105流过电流时，第一线圈105产生磁场，在磁场的作用下带动手柄处结构动作，使得开关器件产生合闸，同时手柄带动控制开关102的控制端切换到与控制开关102的第二接入端3连接，实现第一开关器件103的关断。
77.同理的，第二线圈106流过电流时，第二线圈106产生磁场，在磁场的作用下带动手柄处结构动作，使得开关器件产生分闸，同时手柄带动控制开关102的控制端切换到与控制开关102的第一接入端2连接，实现第二开关器件104的关断。
78.可选的，控制开关102可以包括：微动开关。微动开关作用为迅速断电，保护线圈以及器件的同时，实现合分闸两种状态的互锁。实现小信号的控制，非主回路对微动开关寿命的提升。
79.可选的，第一开关器件103、第二开关器件104均为mos管。
80.如图4所示，隔离模块101的第一输出端与第一开关器件103的栅极连接、第一线圈105的一端与第一开关器件103的源极连接、控制开关102的控制端与第一开关器件103的漏极连接；隔离模块101的第二输出端与第二开关器件104的栅极连接、第二线圈106的一端与第二开关器件104的源极连接、控制开关102的控制端与第二开关器件104的漏极连接。
81.在本技术实施例中，将第一开关器件103、第二开关器件104设置为mos管，可以使得控制电路的体积更小。
82.本实用新型实施例提供一种断路器，包括上述的开关器件的控制电路。
83.该断路器的具体结构参照上述开关器件的控制电路的实施例，由于断路器采用了上述开关器件的所有实施例的技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
84.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。