專利名稱：一種用于低壓智能斷路器的控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于低壓電器中的智能斷路器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
眾所周知，控制器是低壓智能斷路器的核心，它不僅完成對(duì)斷路器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作控制，對(duì)電源進(jìn)行監(jiān)測(cè)與計(jì)量，還可與計(jì)算機(jī)或RTU進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程“四遙”功能。目前，國(guó)外品牌如ABB、西門子、施耐德的低壓智能斷路器雖然性能優(yōu)越，但價(jià)格均在2萬元以上，國(guó)產(chǎn)品牌也不盡勝數(shù)，但檢測(cè)方法簡(jiǎn)單、精度低，或連網(wǎng)方式單一、通信可靠性差。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種可廣泛應(yīng)用于低壓塑殼智能斷路器、低壓一體化框架式智能斷路器的控制器，既可適應(yīng)一體化組裝模式，亦可獨(dú)立于智能斷路器之外，通過通信方式完成對(duì)智能斷路器的監(jiān)測(cè)與控制。為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型采取如下技術(shù)方案它包括同步鎖相采樣電路、電源穩(wěn)壓電路、數(shù)據(jù)分析與處理電路、數(shù)據(jù)保存電路、通信接口電路組成。
所述的控制器采用以TMS320UC5402為核心構(gòu)成采樣與分析電路，使用鎖相環(huán)芯片CD4046進(jìn)行電源信號(hào)同步采樣，使用AD7336芯片進(jìn)行A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，三相電源電壓、電流經(jīng)相應(yīng)互感器輸出后送入A/D采樣，其輸出送入DSP。DSP芯片TMS320UC5402內(nèi)置FFT算法，完成三相電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因素、有功電度、電源頻率、零序電流、負(fù)序電流，2至31次諧波的計(jì)算。內(nèi)置flash芯片K9F2808，記錄斷路器自主保護(hù)動(dòng)作及接受主站送來的操作指令的歷史記錄，以及電源發(fā)生故障情況下的數(shù)據(jù)波形記錄。使用89C52處理外部通信，89C52與DSP之間采用雙端RAM芯片CY7C131交換數(shù)據(jù)，其I/O接口采用高速光電隔離6N127，擴(kuò)展CAN總線及RS485、RS422、RS232三種接口。使用0CM2X8C帶字庫(kù)液晶驅(qū)動(dòng)芯片，使用液晶顯示屏顯示各項(xiàng)數(shù)據(jù)。
按功能敘述如下一、據(jù)采集與處理以TMS320UC5402為核心構(gòu)成采樣與分析電路。使用鎖相環(huán)芯片CD4046進(jìn)行電源信號(hào)同步采樣，保證在電源頻率變化時(shí)能在每周波準(zhǔn)確采樣128點(diǎn)數(shù)據(jù)。使用AD7336芯片進(jìn)行A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，其輸出送入DSP。DSP芯片TMS320UC5402內(nèi)置FFT算法，完成三相電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因素、有功電度、電源頻率、零序電流、負(fù)序電流，2～31次諧波的計(jì)算。
二、數(shù)據(jù)記錄本適用新型內(nèi)置flash芯片K9F2808，用于記錄設(shè)備運(yùn)行及電源故障過程錄波(記錄故障前后各64個(gè)周波的數(shù)據(jù))。
三、顯示部分?jǐn)?shù)據(jù)顯示使用OCM2X8C帶字庫(kù)液晶驅(qū)動(dòng)芯片，使用液晶顯示屏顯示各項(xiàng)數(shù)據(jù)。
四、通信接口使用CPU芯片89C52控制外部通信。89C52與DSP分別連接雙端RAM芯片CY7C131的兩端以實(shí)現(xiàn)它們之間的數(shù)據(jù)交換，89C52的TXD和RXD經(jīng)轉(zhuǎn)換插座CON3分別連到RS484、RS232及CAN總線接口。使用SJA1000作CAN總線控制器，使用TJA1050作CAN總線收發(fā)器，輸入/輸出之間使用6N137光電隔離。
五、電源部分使用AS117作DC/DC變換，輸出3.3V電源。
使用LM317調(diào)整輸出電源。
本實(shí)用新型的優(yōu)越性在于，它能廣泛用于鐵路、電力、工礦企業(yè)、大型社區(qū)電源控制系統(tǒng)的低壓智能斷路器中，具有計(jì)算、監(jiān)測(cè)、遙控、報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)與操作記錄、方便聯(lián)網(wǎng)等綜合功能，它將成為實(shí)現(xiàn)電力自動(dòng)化控制的重要前端部件。


圖1為組成原理圖圖2為穩(wěn)壓電源電路圖，圖中，VCC＝+5V圖3為同步鎖相及信號(hào)采樣電路圖圖4為DSP及其擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器電路圖具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型作為框架式低壓智能斷路器的核心組成部分，組成一體化結(jié)構(gòu)模式，框架式低壓智能斷路器一般額定電流≥630A。
在塑殼式低壓智能斷路器中，本控制器與斷路器分離，它們之間通過通信進(jìn)行控制。塑殼式低壓智能斷路器一般額定電流≤630A本實(shí)用新型在實(shí)施中，使用芯片及可替代芯片如下A/D芯片使用AD7336，可用MAX125替代；RS485接口芯片使用75176，可用MAX485替代；RS232接口芯片使用MAX232，可用MAX202替代；CAN接口芯片使用SJA1000，可用80C250替代；通信處理CPU使用89C52，可用89C55替代。
權(quán)利要求1.一種用于低壓智能斷路器的控制器，包括同步鎖相采樣電路，電源穩(wěn)壓電路，數(shù)據(jù)分析與處理電路，數(shù)據(jù)保存電路，通信接口電路，通信接口電路組成，其特征在于控制器DSP采用TMS320UC5402芯片，其輸入接口與AD7336芯片輸出接口連通，三相電源電壓、電流經(jīng)相應(yīng)互感器輸出后送入A/D采樣，其輸出端接入控制器DSP，CPU89C52芯片與控制器DSP之間采用雙端RAM芯片CY7C131聯(lián)接，并交換數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于低壓智能斷路器的控制器，其特征在于所述的控制器DSP芯片接口與鎖相環(huán)芯片CD4046連通進(jìn)行電源信號(hào)同步采樣，采樣頻率為每周波128點(diǎn)數(shù)據(jù)。
專利摘要一種用于低壓智能斷路器的控制器屬于低壓電器中的智能斷路器領(lǐng)域，本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種可廣泛應(yīng)用于低壓塑殼智能斷路器、低壓一體化框架式智能斷路器的控制器，它包括同步鎖相采樣電路、電源穩(wěn)壓電路、數(shù)據(jù)分析與處理電路、數(shù)據(jù)保存電路、通信接口電路組成，控制器采用以TMS320UC5402為核心構(gòu)成采樣與分析電路，使用鎖相環(huán)芯片CD4046進(jìn)行電源信號(hào)同步采樣，使用AD7336芯片進(jìn)行A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，三相電源電壓、電流經(jīng)相應(yīng)互感器輸出后送入A/D采樣，其輸出送入DSP，DSP芯片TMS320UC5402內(nèi)置FFT算法，完成三相電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因素、有功電度、電源頻率、零序電流、負(fù)序電流，2至31次諧波的計(jì)算。
文檔編號(hào)H02H3/02GK2686176SQ03237350
公開日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2003年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月11日
發(fā)明者熊建軍, 唐志勇, 陳藝鋒, 左德林, 雷春華 申請(qǐng)人:武漢網(wǎng)元電子電控工程有限公司