一种固态断路器的制作方法

本申请涉及低压电器领域，具体而言，涉及一种固态断路器。

背景技术：

1、目前大多数固态断路器，其短路保护的方式，是通过分流器或者电流互感器等电流传感器配合电流采样电路对电流进行采样，然后通过微控制器(mcu)对短路电流及保护参数进行计算，从而触发保护动作，切断短路电流。

2、但是这种保护方式高度依赖微控制器，对于电力系统复杂的现场应用环境，若微控制器出现失效或者死机的情况，回路中就会产生大电流，但微控制器无法触发保护动作的情况，另外，存在固态断路器采用硬件快速保护的方式，但是，这种硬件保护电路通常采用微分电路以及比较器去采集识别电流上升速率，易受外界干扰噪声的影响从而导致误动。

技术实现思路

1、本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种固态断路器，以通过电感和光电开关的硬件保护，实现固态断路器的关断。

2、为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

3、第一方面，本申请实施例提供了一种固态断路器，所述固态断路器包括：电源模块、隔离开关、分闸操作机构、限流模块、功率开关、脱扣控制电路、整形电路以及驱动电路；其中，所述隔离开关一端连接所述电源模块，所述隔离开关的另一端通过所述限流模块连接所述功率开关，所述隔离开关的控制端连接所述分闸操作机构；所述限流模块包括：电感、电磁机构和光电开关；

4、所述脱扣控制电路的第一输入端连接所述整形电路，所述脱扣控制电路的输出端连接所述分闸操作机构，用于控制所述隔离开关分闸操作；

5、所述整形电路的输入端连接所述光电开关，所述整形电路的第一输出端连接所述脱扣控制电路的第一输入端，所述整形电路的第二输出端连接所述驱动电路的第一输入端；所述驱动电路的输出端连接所述功率开关，所述功率开关用于连接外部负载；

6、所述电磁机构在所述电感的电流变化下位置发生变化，所述光电开关根据所述电磁机构的位置变化，向所述整形电路输出关断信号，所述关断信号通过所述整形电路分别输出至所述脱扣控制电路和所述驱动电路，以分断所述隔离开关和所述功率开关。

7、在可选的实施方式中，所述电感、所述电磁机构与所述光电开关依次连接；

8、其中，在所述电感中电流大于预设阈值时，产生电磁力使所述电磁机构发生位移，以控制所述光电开关向所述整形电路输出关断信号。

9、在可选的实施方式中，所述电感的两端分别连接所述隔离开关和所述功率开关，所述电磁机构与所述电感连接，所述光电开关的输入端与所述电磁机构连接，所述光电开关的输出端连接所述驱动电路。

10、在可选的实施方式中，所以固态断路器还包括：控制电路，所述控制电路的第一输出端连接所述脱扣控制电路的第二输入端；

11、所述控制电路的第二输出端连接所述驱动电路的第二输入端；

12、所述控制电路的输入端连接所述电源模块。

13、在可选的实施方式中，所述控制电路的电流采集端连接所述隔离开关与所述限流模块所在回路；

14、所述控制电路的电压采集端的一端连接所述隔离开关的输入端，所述控制电路的电压采集端的另一端连接与所述功率开关的输出端。

15、在可选的实施方式中，所述控制电路包括：电流采集模块、电压采集模块和控制模块；其中，所述电流采集模块的输入端作为控制电路的电流采集端连接所述隔离开关与所述限流模块所在回路，所述电流采集模块的输出端连接所述控制模块；

16、所述电压采集模块的输入端作为所述控制电路的电压采集端，所述电压采集模块的第一输入端连接所述隔离开关的输入端，所述电压采集模块的第二输入端连接与所述功率开关的输出端，所述电压采集模块的输出端连接所述控制模块；

17、所述控制模块的输出端分别连接所述脱扣控制电路和所述驱动电路。

18、在可选的实施方式中，所述控制电路还包括：分断电路，所述分断电路的信号采集端分别连接所述限流模块的两侧，所述分断电路的一端连接所述电流采集模块，所述分断电路的第一输出端连接所述控制模块，所述分断电路的第二输出端连接所述驱动电路。

19、在可选的实施方式中，所述控制电路还包括：通信模块，所述通信模块的与所述控制模块通信连接，所述通信模块还用于连接终端设备。

20、在可选的实施方式中，所述控制电路与所述脱扣控制电路和所述驱动电路之间通过隔离器件连接，所述整形电路与所述驱动电路之间通过隔离器件连接。

21、在可选的实施方式中，所述隔离器件包括：光耦器件、电容耦合器件和磁耦合器件。

22、本申请的有益效果是：

23、本申请实施例提供一种固态断路器，包括：电源模块、隔离开关、分闸操作机构、限流模块、功率开关、脱扣控制电路、整形电路以及驱动电路；其中，隔离开关的一端连接电源模块，隔离开关的另一端通过限流模块连接功率开关，隔离开关的控制端连接分闸操作机构，限流模块包括：电感、电磁机构和光电开关，脱扣控制电路的第一输入端连接整形电路，脱扣控制电路的输出端连接分闸操作机构，用于控制隔离开关分闸操作，整形电路的输入端连接光电开关，整形电路的第一输出端连接脱扣控制电路的第一输入端，整形电路的第二输出端连接驱动电路的第一输入端；驱动电路的输出端连接功率开关，功率开关用于连接外部负载；电磁机构在电感的电流变化下位置发生变化，光电开关根据电磁机构的位置变化，向整形电路输出关断信号，关断信号通过整形电路分别输出至脱扣控制电路和驱动电路，以分断隔离开关和功率开关。

24、本申请提供的固态断路器，通过限流模块中的电感、电磁机构和光电开关对回路中的电流进行检测，使得电磁机构在电感的电流变化下，发生位置变化，光电开关根据电磁机构的位置变化，向整形电路输出关断信号，从而使得整形电路向脱扣控制电路和驱动电路输出关断信号，以控制隔离开关和功率开关进行分闸操作，通过电感、电磁机构和光电开关的硬件保护电路，可直接输出关断信号，实现固态断路器的关断，具有安全性高、保护动作迅速的特点。

技术特征：

1.一种固态断路器，其特征在于，所述固态断路器包括：电源模块、隔离开关、分闸操作机构、限流模块、功率开关、脱扣控制电路、整形电路以及驱动电路；其中，所述隔离开关的一端连接所述电源模块，所述隔离开关的另一端通过所述限流模块连接所述功率开关，所述隔离开关的控制端连接所述分闸操作机构，所述限流模块包括：电感、电磁机构和光电开关；

2.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述电感、所述电磁机构与所述光电开关依次连接；

3.根据权利要求2所述的断路器，其特征在于，所述电感的两端分别连接所述隔离开关和所述功率开关，所述电磁机构与所述电感连接，所述光电开关的输入端与所述电磁机构连接，所述光电开关的输出端连接所述整形电路。

4.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述固态断路器还包括：控制电路，所述控制电路的第一输出端连接所述脱扣控制电路的第二输入端；

5.根据权利要求4所述的断路器，其特征在于，所述控制电路的电流采集端连接所述隔离开关与所述限流模块所在回路；

6.根据权利要求5所述的断路器，其特征在于，所述控制电路包括：电流采集模块、电压采集模块和控制模块；其中，所述电流采集模块的输入端作为控制电路的电流采集端连接所述隔离开关与所述限流模块所在回路，所述电流采集模块的输出端连接所述控制模块；

7.根据权利要求6所述的断路器，其特征在于，所述控制电路还包括：分断电路，所述分断电路的信号采集端分别连接所述限流模块的两侧，所述分断电路的一端连接所述电流采集模块，所述分断电路的第一输出端连接所述控制模块，所述分断电路的第二输出端连接所述驱动电路。

8.根据权利要求6所述的断路器，其特征在于，所述控制电路还包括：通信模块，所述通信模块与所述控制模块通信连接，所述通信模块还用于连接终端设备。

9.根据权利要求4所述的断路器，其特征在于，所述控制电路与所述脱扣控制电路和所述驱动电路之间通过隔离器件连接，所述整形电路与所述驱动电路之间通过隔离器件连接。

10.根据权利要求9所述的断路器，其特征在于，所述隔离器件包括：光耦器件、电容耦合器件和磁耦合器件。

技术总结
本申请提供一种固态断路器，涉及低压电器技术领域，包括：电源模块、隔离开关、分闸操作机构、限流模块、功率开关、脱扣控制电路、整形电路以及驱动电路；隔离开关的一端连接电源模块，另一端通过限流模块连接功率开关，限流模块包括：电感和光电开关，脱扣控制电路的第一输入端连接整形电路，输出端通过分闸操作机构连接隔离开关，整形电路的输入端连接光电开关，第一输出端连接脱扣控制电路，第二输出端连接驱动电路，驱动电路的输出端连接功率开关，光电开关在电感的电流变化下，向整形电路输出关断信号，通过整形电路分别输出至脱扣控制电路和驱动电路，以分断隔离开关和功率开关。通过电感和光电开关的硬件保护，实现固态断路器的关断。

技术研发人员：杨军峰,徐良,谢建波,刘强,王军军,张伟强,温正发,李永振
受保护的技术使用者：上海良信电器股份有限公司
技术研发日：20230719
技术公布日：2024/2/25