智能漏電斷路器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能漏電斷路器。所述智能漏電斷路器包括：微控制器，用于控制所述智能漏電斷路器；保護輸出電路，與所述微控制器連接，用于根據(jù)所述微控制器的指令輸出關(guān)斷觸發(fā)信號，驅(qū)動關(guān)斷機構(gòu)關(guān)斷電能的傳輸；重合閘控制電路，與所述微控制器連接，用于根據(jù)所述微控制器其的指令輸出重合閘觸發(fā)信號，驅(qū)動重合閘機構(gòu)接通電能傳輸線路；以及通信總線控制電路，與所述微控制器和通信總線連接，具有電氣隔離功能，用于控制所述通信總線發(fā)送總線通信信號，同時控制所述通信總線接收總線通信信號。本發(fā)明公開的智能漏電斷路器具有更好的抗干擾能力，能夠在強干擾環(huán)境下正常運行。
【專利說明】智能漏電斷路器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力供應(yīng)控制設(shè)施【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種斷路器，尤其涉及一種智能漏電斷路器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們對電網(wǎng)智能化控制和監(jiān)控方面的需求的日益增長，大多數(shù)漏電斷路器口配備了通信電路，可以與上位機進行通信?，F(xiàn)有的漏電斷路器的通信電路都包括非隔離的RS485串行接口通信電路。由于包括的RS485串行接口通信電路是非隔離型的，這種通信電路的抗干擾能力較弱，因此，當(dāng)接收到受到外部信號干擾的輸入信號時，它們的輸出信號也會受到干擾。更為嚴(yán)重的，如果輸入信號受到外部強電干擾，可能會造成整個RS485串行接口通信電路的損壞。造成了漏電斷路器的抗干擾能力和工作可靠性很差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提出一種智能漏電斷路器，來解決以上【背景技術(shù)】部分提到的技術(shù)問題。
[0004]本發(fā)明實施例提供了一種智能漏電斷路器，所述智能漏電斷路器包括:
[0005]微控制器，用于控制所述智能漏電斷路器；
[0006]保護輸出電路，與所述微控制器連接，用于根據(jù)所述微控制器的指令輸出關(guān)斷觸發(fā)信號，驅(qū)動關(guān)斷機構(gòu)關(guān)斷電能的傳輸；
[0007]重合閘控制電路，與所述微控制器連接，用于根據(jù)所述微控制器其的指令輸出重合閘觸發(fā)信號，驅(qū)動重合閘機構(gòu)接通電能傳輸線路；以及
[0008]通信總線控制電路，與所述微控制器和通信總線連接，具有電氣隔離功能，用于控制所述通信總線發(fā)送和接收總線通信信號。
[0009]進一步的，所述智能漏電斷路器還包括:
[0010]開關(guān)處理電路，與微控制器連接，用于對從所述智能漏電斷路器的面板上輸入的控制參數(shù)進行處理；
[0011]顯示處理電路，與微控制器連接，用于控制所述智能漏電斷路器的顯示屏進行顯示；以及
[0012]電源供給電路，用于向所述智能漏電斷路器的各個電路提供穩(wěn)定的直流電源。
[0013]進一步的，所述通信總線是RS485串行通信總線。
[0014]進一步的，所述通信總線控制電路包括ADM2587E串口通信芯片。
[0015]進一步的，所述通信總線控制電路包括VP3082串口通信芯片。
[0016]進一步的，所述智能漏電斷路器還包括阻值是零歐姆的電阻器，所述阻值是零歐姆的電阻器用于將所述VP3082串口通信芯片與所述RS485串行通信總線進行電氣隔離。
[0017]本發(fā)明實施例提供了一種智能漏電斷路器，所述智能漏電斷路器包括具有電氣隔離功能的通信總線控制電路，能夠?qū)崿F(xiàn)輸入回路與輸出回路之間的電氣隔離，使得智能漏 電斷路器具有很好的抗干擾性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0019]圖1是本發(fā)明實施例提供的智能漏電斷路器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0020]圖2是本發(fā)明實施例提供的ADM2587E串口通信芯片的電路圖；
[0021]圖3是本發(fā)明實施例提供的VP3082串口通信芯片的電路圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實施例僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部內(nèi)容。
[0023]圖1是本發(fā)明實施例提供的智能漏電斷路器的結(jié)構(gòu)框圖。參見圖1，所述智能漏電斷路器包括:微控制器110、保護輸出電路120、重合閘控制電路130、通信總線控制電路140、開關(guān)處理電路150、顯示處理電路160以及電源供給電路170。
[0024]所述微控制器110用于控制所述智能漏電斷路器。
[0025]所述微控制器110是所述智能漏電斷路器的控制中心，利用各種接口和線路連接整個智能漏電斷路器的各個部分，通過運行或執(zhí)行存儲在存儲器內(nèi)的軟件程序和/或模塊，以及調(diào)用存儲在存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)，執(zhí)行所述智能漏電斷路器的各種功能和處理數(shù)據(jù)，從而對所述智能漏電斷路器進行整體監(jiān)控?？蛇x的，微控制器110可包括一個或多個處理核心；優(yōu)選的，微控制器110可集成調(diào)制解調(diào)處理器，其中，調(diào)制解調(diào)處理器主要處理無線通信?？梢岳斫獾氖牵鲜稣{(diào)制解調(diào)處理器也可以不集成到微控制器110中。
[0026]所述保護輸出電路120與所述微控制器110連接，用于根據(jù)所述微控制器110的指令輸出關(guān)斷觸發(fā)信號，驅(qū)動關(guān)斷機構(gòu)關(guān)斷電能的傳輸。
[0027]所述保護輸出電路120主要作用在于在所述微控制器110的控制下驅(qū)動所述智能漏電斷路器的關(guān)斷機構(gòu)，使得所述關(guān)斷機構(gòu)根據(jù)所述微控制器110的控制指令對所述電能傳輸線路進行關(guān)斷。
[0028]所述重合閘控制電路130與所述微控制器連接，用于根據(jù)所述微控制器其的指令輸出重合閘觸發(fā)信號，驅(qū)動重合閘機構(gòu)接通電能傳輸線路。
[0029]在所述智能漏電斷路器的關(guān)斷機構(gòu)對電能傳輸線路進行關(guān)斷保護后，所述電能傳輸線路經(jīng)過相應(yīng)的檢修、故障排除可能重新符合了進行電能傳輸?shù)臈l件。如果所述電能傳輸線路重新符合了進行電能傳輸?shù)臈l件，所述重合閘控制電路130需要輸出重合閘觸發(fā)信號，以驅(qū)動所述重合閘機構(gòu)幾桶所述電能傳輸線路。
[0030]需要說明的是，所述重合閘控制電路130是否輸出所述重合閘觸發(fā)信號及輸出所述重合閘觸發(fā)信號的時機由所述微控制器Iio進行控制，而所述重合閘控制電路130根據(jù)所述微控制器110的控制輸出所述重合閘觸發(fā)信號。
[0031]所述通信總線控制電路140與所述微控制器110連接，具有電氣隔離功能，用于控制所述通信總線發(fā)送和接收總線通信信號。[0032]具體的，所述通信總線控制電路140可以通過RS485總線將來自所述微控制器110的總線通信信號發(fā)送至上位機，并將所述上位機通過所述RS485總線傳輸?shù)目偩€通信信號發(fā)送至所述微控制器110。也就是說，所述通信總線控制電路140是所述微控制器110與所述RS485總線之間的接口。
[0033]在本實施例的一個優(yōu)選實施方式中，所述通信總線控制電路140包括ADI公司的ADM2587E串口通信芯片。所述ADM2587E串口通信芯片是增強型隔離串口通信芯片。它擁有2500V的隔離電壓，在它的輸入/輸出引腳上提供±15kV ESD保護功能，同時具有高溫自動保護功能，以及大于25kV/y s高共模瞬態(tài)抑制能力。
[0034]所述ADM2587E串口通信芯片不僅在內(nèi)部集成了 DC-DC隔離電源，還集成了隔離型的RS485收發(fā)器。當(dāng)來自微控制器110數(shù)據(jù)輸入ADM2587E串口通信芯片后，會先經(jīng)過一個施密特觸發(fā)器濾波整形，然后經(jīng)譯碼電路將信號變成脈沖信號，經(jīng)過脈沖變壓器耦合之后，再進入編碼電路還原波形，最后再經(jīng)過一個施密特觸發(fā)器濾波整形，輸出完美的方波。除此之外，ADM2587E串口通信芯片還集成了校正和看門狗電路，保證期間可以工作在低速率與直流信號的狀態(tài)下。
[0035]ADM2587E串口通信芯片的DC-DC轉(zhuǎn)換器部分的工作原理與當(dāng)今大多數(shù)電源相同。它采用副邊控制器結(jié)構(gòu)，集成隔離脈寬調(diào)制(PWM)反饋VCC為振蕩電路提供電源，該電路將開關(guān)電路輸入一個空心變壓器。傳輸至副(Viso)邊的電源經(jīng)過整流并調(diào)整到3.3V時，副邊控制器通過產(chǎn)生脈寬調(diào)制(PWM)控制信號調(diào)整輸出。該控制信號通過專用數(shù)據(jù)通道被送到原(Vcc)邊。脈寬調(diào)整振蕩電路來控制傳送至副邊的功率，通過反饋來實現(xiàn)更高的功率和效率。
[0036]ADM2587E串口通信芯片的接收器具有開路、短路及故障保護功能，當(dāng)總線輸入端為開路或者短路時，確保輸出為高電平。在線路空閑狀態(tài)下，總線上沒有驅(qū)動器被使能時，接收器上的終端電阻上的電壓衰減到0V，對于傳統(tǒng)的RS485接收器來講，接收器的輸入與之在±200MV之間，這就需要在ADM2587E串口通信芯片與RS485總線的端口上外接偏置電阻，以確保接收器為已知狀態(tài)。而ADM2587E串口通信芯片的接收器的輸入閾值則為-200至30MV，因此ADM2587E串口通信芯片與RS485總線之間的端口不需要偏置電阻，當(dāng)總線開路、短路或者故障時導(dǎo)致接收器終端電阻為OV時，接收器的輸出確保為高電平。
[0037]ADM2587E內(nèi)部具有熱關(guān)斷保護電路，在故障條件下防止器件功耗過大。當(dāng)發(fā)送器的輸出短路至一個低阻抗源會導(dǎo)致很大的驅(qū)動器電路，熱傳感器電路檢測此狀態(tài)下芯片的溫度并關(guān)閉驅(qū)動器輸出。該電路作用于芯片溫度達150°C時關(guān)閉驅(qū)動器，當(dāng)芯片溫度冷卻到140°C時，驅(qū)動器會被重新使能。
[0038]在本實施例的另一個優(yōu)選實施方式中，所述通信總線控制電路140包括VP3082串口通信芯片。在該優(yōu)選實施方式中，所述智能漏電斷路器還包括阻值是零歐姆的電阻器，所述阻值是零歐姆的電阻器一端與所述VP3082串口通信芯片連接，另一端與所述RS485串行通信總線連接，用于將所述VP3082串口通信芯片與所述RS485串行通信總線進行電氣隔離。
[0039]所述開關(guān)處理電路150與微控制器110連接，用于對從所述智能漏電斷路器輸入的控制參數(shù)進行處理。
[0040]所述開關(guān)處理電路150接收用戶通過所述智能漏電斷路器的鍵盤輸入的控制參數(shù)，對用戶輸入的這些控制參數(shù)進行必要的格式檢查，最后將檢查后確認(rèn)無誤的控制參數(shù)進行存儲，以便所述微控制器110執(zhí)行控制流程時進行讀取。其中，用于存儲所述控制參數(shù)的存儲器是非易失性存儲器。
[0041]所述顯示處理電路160與所述微控制器110連接，用于控制所述智能漏電斷路器的顯示屏進行顯示。
[0042]所述顯示處理電路160是所述智能漏電斷路器的顯示屏的驅(qū)動電路。具體的，所述顯示處理電路可以是發(fā)光二極管(Light-emitting diode, LED)陣列驅(qū)動電路，也可以是液晶顯示器(Liquid crystal display, IXD)驅(qū)動電路。
[0043]所述電源供給電路170用于向所述智能漏電斷路器的各個電路提供穩(wěn)定的直流電源。
[0044]所述電源供給電路170與所述智能漏電斷路器的其他各個電路連接，并通過與其他各個電路之間的連接向其他電路提供穩(wěn)定的直流電源。
[0045]具體的，所述電源供給電路170包括交流直流轉(zhuǎn)換單元以及穩(wěn)壓單元。所述交流之流轉(zhuǎn)換單元用于將外接的交流電轉(zhuǎn)換為直流電。所述穩(wěn)壓單元用于對所述轉(zhuǎn)換得到的直流電進行穩(wěn)壓處理。
[0046]圖2是本發(fā)明實施例提供的ADM2587E串口通信芯片的電路圖。參見圖2，引線PRG_RE是所述微控制器110與所述ADM2587E串口通信芯片之間的數(shù)據(jù)收發(fā)使能端，所述微控制器110通過向所述引線PRG_RE輸出高電平或者低電平控制是否向所述ADM2587E串口通信芯片發(fā)送數(shù)據(jù)，及是否從所述ADM2587E串口通信芯片接收數(shù)據(jù)。
[0047]引線PRG_TX是所述ADM2587E串口通信芯片對所述微控制器110的數(shù)據(jù)接收端。所述微控制器Iio通過所述引線PRG_TX向所述ADM2587E串口通信芯片發(fā)送數(shù)據(jù)。所述ADM2587E串口通信芯片接收到所述微控制器110通過所述引線PRG_TX發(fā)送的數(shù)據(jù)后，經(jīng)過隔離處理將接收到的數(shù)據(jù)傳輸至RS485串行通信總線上。
[0048]引線PRG_RX是所述ADM2587E串行通信芯片對所述微控制器110的數(shù)據(jù)發(fā)送端。所述ADM2587E串口通信芯片將從所述RS485串行通信總線上接收到的其他設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過所述引線PRG_RX發(fā)送給所述微控制器110。
[0049]所述ADM2587E串行通信芯片內(nèi)部集成了全雙工通信的功能。引線A、B是所述ADM2587E串行通信芯片與所述RS485串行通信總線之間的全雙工數(shù)據(jù)收發(fā)端口。引線Y、Z是所述ADM2587E串行通信芯片與所述RS485串行通信總線之間的半雙工數(shù)據(jù)收發(fā)端口。
[0050]圖3是本發(fā)明實施例提供的VP3082串口通信芯片的電路圖。參見圖3，引線PRG_RE是所述微控制器110與所述VP3082串口通信芯片之間的數(shù)據(jù)收發(fā)使能端。引線PRG_TX是所述VP3082串口通信芯片對所述微控制器110的數(shù)據(jù)接收端。引線PRG_RX是所述VP3082串行通信芯片對所述微控制器110的數(shù)據(jù)發(fā)送端。
[0051]所述VP3082串口通信芯片與所述RS485串行通信總線之間通過兩個零歐姆的電阻R87、R88進行電氣隔離。
[0052]本實施例通過采用具有隔離功能的串口通信芯片，使串口通信芯片的輸入回路與輸出回路隔離，保證在強干擾環(huán)境下智能漏電斷路器的串口通信功能的正常使用。
[0053]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明可以有各種改動和變化。凡在本發(fā)明的精神和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能漏電斷路器，其特征在于，所述智能漏電斷路器包括: 微控制器，用于控制所述智能漏電斷路器； 保護輸出電路，與所述微控制器連接，用于根據(jù)所述微控制器的指令輸出關(guān)斷觸發(fā)信號，驅(qū)動關(guān)斷機構(gòu)關(guān)斷電能的傳輸； 重合閘控制電路，與所述微控制器連接，用于根據(jù)所述微控制器其的指令輸出重合閘觸發(fā)信號，驅(qū)動重合閘機構(gòu)接通電能傳輸線路；以及 通信總線控制電路，與所述微控制器和通信總線連接，具有電氣隔離功能，用于控制所述通信總線發(fā)送和接收總線通信信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能漏電斷路器，其特征在于，所述智能漏電斷路器還包括: 開關(guān)處理電路，與微控制器連接，用于對從所述智能漏電斷路器輸入的控制參數(shù)進行處理； 顯示處理電路，與微控制器連接，用于控制所述智能漏電斷路器的顯示屏進行顯示；以及 電源供給電路，用于向所述智能漏電斷路器提供穩(wěn)定的直流電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能漏電斷路器，其特征在于，所述通信總線是RS485串行通信總線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能漏電斷路器，其特征在于，所述通信總線控制電路包括ADM2587E串口通信芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能漏電斷路器，其特征在于，所述通信總線控制電路包括VP3082串口通信芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能漏電斷路器，其特征在于，所述智能漏電斷路器還包括阻值是零歐姆的電阻器，所述阻值是零歐姆的電阻器用于將所述VP3082串口通信芯片與所述RS485串行通信總線進行電氣隔離。
【文檔編號】H02H3/05GK103474950SQ201310451261
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】王金偉, 戈浩, 吳振鋒 申請人:無錫智卓電氣有限公司