專利名稱：一種用于動(dòng)靜觸頭大電流微型測(cè)溫器的自動(dòng)供電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種供電裝置，特別是涉及一種用于動(dòng)靜觸頭大電流微型測(cè)溫器的自動(dòng)供電裝置。
背景技術(shù)：
目前，對(duì)電流微型測(cè)溫器供電常采用的是電流互感器取電和電池供電方式。但前者使用時(shí)需根據(jù)一次側(cè)工作電流制作電流互感器且體積大不利于安裝，后者則存在電池使用壽命短，更換時(shí)需要切斷一次側(cè)設(shè)備電源造成電力供電中斷的問(wèn)題。通常采用分段式電流互感器取電技術(shù)，能克服了原電流互感器取電方法的缺點(diǎn)，可以在斷路器工作后自行工作，無(wú)需外接電源或電池，避免了客戶布線和更換電池的煩惱，安裝和維護(hù)非常方便，大大減少客戶的工作量。電流互感器取電方法是把電流互感器安裝于高壓斷路器觸頭上，并有效的利用的一次側(cè)能源通過(guò)電流互感器工作原理進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換從而得到與一次側(cè)電壓隔離的二次側(cè)電源的方法。它具有斷路器投運(yùn)后即可產(chǎn)生供電電源的特點(diǎn)。但實(shí)際應(yīng)用時(shí)存在如下缺點(diǎn)一是一次側(cè)電流變化較大時(shí)互感器二次側(cè)工作電流不能保證在線性工作區(qū)域，導(dǎo)致互感器發(fā)熱嚴(yán)重，影響正常使用；二是一次側(cè)電流諧波和涌流對(duì)二次側(cè)電流產(chǎn)生影響，造成電壓突變和升高，影響微型測(cè)溫器的安全工作；三是因?yàn)椴捎秒娏骰ジ衅魅‰姷哪康脑谟陔娏骰ジ衅髂軌驅(qū)ω?fù)載提供一定功率的能量，所以負(fù)載電流的增加對(duì)電流互感器的工作狀態(tài)產(chǎn)生影響。另外，對(duì)于不同的一次側(cè)工作電流范圍雖然能采取不同的電流互感器取電，既滿足負(fù)載需要的功率要求又使得電流互感器能夠正常工作，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)載發(fā)熱等不安全現(xiàn)象。但是實(shí)際工況要求電流互感器取電時(shí)一次側(cè)工作電流范圍往往超過(guò)一般電流互感器取電工作范圍，即一種電流互感器不能滿足大范圍工作電流變化的要求。因此采用多個(gè)電流互感器選擇使用將會(huì)較好的解決問(wèn)題。然而如果在斷路器上安裝多個(gè)不同電流互感器取電雖然解決一次側(cè)工作電流變化范圍大，但由于斷路器機(jī)械尺寸的限制，實(shí)際安裝中該方法又不能被應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于避免以上現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種用于動(dòng)靜觸頭大電流微型測(cè)溫器的自動(dòng)供電裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種用于動(dòng)靜觸頭大電流微型測(cè)溫器的自動(dòng)供電裝置，該供電裝置包括分段式電流互感器、開關(guān)切換單元和供電轉(zhuǎn)換單元，所述的電流互感器通過(guò)所述的開關(guān)切換單元和供電轉(zhuǎn)換單元連接至所述微型測(cè)溫器，所述的供電轉(zhuǎn)換單元與所述微型測(cè)溫器相連的輸出端還通過(guò)電壓檢測(cè)電路與開關(guān)切換單元和供電轉(zhuǎn)換單元連接。進(jìn)一步，所述的開關(guān)切換單元包括mosfet開關(guān)。進(jìn)一步，所述的mosfet開關(guān)連接點(diǎn)連接所述電流互感器的抽頭并緊密接觸，使其接通時(shí)電阻較小，分?jǐn)鄷r(shí)電阻較大，且切換狀態(tài)時(shí)所需功耗較小。另外，可采用多個(gè)mosfet 開關(guān)連接點(diǎn)組合自動(dòng)切換分段式互感器的抽頭接入方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)供電功能。進(jìn)一步，所述的mosfet開關(guān)通過(guò)瞬間抑制二極管與所述供電轉(zhuǎn)換單元連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于本實(shí)用新型克服了原電流互感器取電方法的缺點(diǎn)，可以在斷路器工作后自行工作，無(wú)需外接電源或電池，避免了使用時(shí)布線和更換電池的煩惱，安裝和維護(hù)非常方便，大大減少使用時(shí)的工作量。

圖1 本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理圖；圖2 =Mosfet開關(guān)模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖3 =Mosfet開關(guān)切換電路示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，為本實(shí)用新型一種用于動(dòng)靜觸頭大電流微型測(cè)溫器的自動(dòng)供電裝置結(jié)構(gòu)原理圖。所述的自動(dòng)供電裝置包括電流互感器、開關(guān)切換單元、供電轉(zhuǎn)換單元，所述的電流互感器依次通過(guò)開關(guān)切換單元和供電轉(zhuǎn)換單元連接至微型測(cè)溫器。所述供電轉(zhuǎn)換單元與微型測(cè)溫器相連的輸出端還依次經(jīng)過(guò)電壓檢測(cè)電路與開關(guān)切換單元和供電轉(zhuǎn)換單元連接。所述電流互感器采用分段式電流互感器，開關(guān)切換單元由mosfet開關(guān)、瞬態(tài)抑制二極管、阻尼器和電子控制器組成。各Mosfet開關(guān)的輸出接點(diǎn)連接電流互感器相應(yīng)抽頭并緊密接觸以保證不會(huì)產(chǎn)生電氣間隙；mosfet開關(guān)以電子方式切換電流互感器分段線圈，通過(guò)電子控制器控制mosfet開關(guān)，并能夠承受適當(dāng)工作壓力，同時(shí)，采用瞬態(tài)抑制二極管保護(hù)電路以避免mosfet開關(guān)因尖峰過(guò)壓導(dǎo)致的非恢復(fù)性擊穿而永久損壞。根據(jù)一次側(cè)工作電流的變化，電壓檢測(cè)電路通過(guò)測(cè)量供電轉(zhuǎn)換單元輸出端的電壓數(shù)值經(jīng)過(guò)電子控制器的控制算法控制mosfet開關(guān)在一定范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)分段式電流互感器線圈抽頭與供電轉(zhuǎn)換單元輸入端的配置，以達(dá)到最佳的工作狀態(tài)，并保證mosfet開關(guān)和電流互感器提供的相應(yīng)的輸入電壓既能夠滿足一次側(cè)工作電流的變化范圍大的要求，又能夠使得供電轉(zhuǎn)換單元和微型測(cè)溫器正常良好的工作。由電流互感器取電的工作原理可知二次側(cè)電壓的波形與多種因素有關(guān)，且直接影響給二次側(cè)負(fù)載供電的質(zhì)量。瞬間高電壓不僅引起整流電壓的抬升，而且損害電子線路。 另外，過(guò)低的電壓主要是由切換電流互感器二次側(cè)串聯(lián)分段線圈抽頭動(dòng)作引起的，如果此情況頻繁發(fā)生將會(huì)引起主電路頻繁復(fù)位，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，二次側(cè)電壓監(jiān)控是本實(shí)用新型供電裝置的核心部分，也即本實(shí)用新型通過(guò)電壓檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)感應(yīng)電壓檢驗(yàn)功能。 當(dāng)感應(yīng)電壓過(guò)高時(shí)，可以更換線圈的感應(yīng)區(qū)間段，防止電壓過(guò)高損壞主電路；感應(yīng)電壓過(guò)低時(shí)，更換線圈的感應(yīng)區(qū)間段，防止電壓過(guò)低致使主電路頻繁復(fù)位，所以系統(tǒng)更加穩(wěn)定。如圖2為MOS開關(guān)模塊結(jié)構(gòu)示意圖，Mosfet開關(guān)觸發(fā)電脈沖信號(hào)由電子控制器產(chǎn)生。該開關(guān)分成兩部分，引腳廣2為第一部分，為輸入端，采用光電隔離技術(shù)，具有驅(qū)動(dòng)功耗低的特點(diǎn)；引腳3、為第二部分，為輸出端，具有輸出阻抗低和轉(zhuǎn)換速度快的優(yōu)點(diǎn)。第一部分接至電子控制器輸出端，第二部分接至電流互感器線圈的各相應(yīng)抽頭。采用Mosfet開關(guān)的目的是該模塊具有分?jǐn)酄顟B(tài)時(shí)阻抗高，閉合狀態(tài)時(shí)阻抗低的特點(diǎn)，同時(shí)利用改變狀態(tài)時(shí)提供很低驅(qū)動(dòng)功耗的優(yōu)點(diǎn)，滿足自供電裝置的要求。本實(shí)用新型Mosfet開關(guān)可以采用四個(gè)Mosfet開關(guān)模塊，分別為K1、K2、K3、K4構(gòu)成以電子方式切換電流互感器分段線圈的mosfet開關(guān)切換電路，且初始狀態(tài)為K2Mosfet 開關(guān)模塊、K3Mosfet開關(guān)模塊和K4Mosfet開關(guān)模塊呈分?jǐn)酄顟B(tài)，KlMosfet開關(guān)模塊呈閉合狀態(tài)。電子控制器提供該工作狀態(tài)的觸發(fā)電脈沖信號(hào)，以保證一次側(cè)工作電流較小時(shí)二次側(cè)電路有功率接入。Mosfet開關(guān)切換電路示意圖如圖3所示。圖3中Dl為瞬態(tài)抑制二極管，采用瞬態(tài)抑止二極管可消除瞬態(tài)電流引起的破壞作用造成二次側(cè)電路的不正常工作或永久性損壞，是瞬間過(guò)壓保護(hù)器的核心部件。所述電子控制器采用微功耗高性能的計(jì)算機(jī)芯片，完成信號(hào)檢測(cè)，算法計(jì)算和控制輸出的功能J達(dá)到上述采用多個(gè)mosfet開關(guān)連接點(diǎn)組合自動(dòng)切換分段式互感器的抽頭接入方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)供電任務(wù)的目的。所述Mosfet開關(guān)切換電路輸出連接供電轉(zhuǎn)換單元，用于進(jìn)行交直流電流轉(zhuǎn)換和產(chǎn)生微型測(cè)溫器工作所需的工作電壓。本實(shí)用新型采用線圈串聯(lián)分段方式實(shí)現(xiàn)分段取電的目的，也即取電的電流互感器采用線圈分段技術(shù)，這種分段方式可以包含于斷路器的所有電流段，這是其他類似產(chǎn)品不能做到的。如其他用在3150A等級(jí)斷路器上的測(cè)溫裝置的啟動(dòng)電流20A，最高電流只能到 200A，若啟動(dòng)電流IOOA最高電流只能到1000A ；采用線圈分段的電流互感器后，啟動(dòng)電流仍然是20A，最高電流可以達(dá)到3500A，斷路器工作在此電流范圍內(nèi)測(cè)溫裝置可以正常工作， 不用再區(qū)分電流段使用，生產(chǎn)上不用制作多種電流段的電流互感器，使生產(chǎn)更加方便，同時(shí)給客戶選型提供了方便。
權(quán)利要求1.一種用于動(dòng)靜觸頭大電流微型測(cè)溫器的自動(dòng)供電裝置，其特征在于該供電裝置包括分段式電流互感器、開關(guān)切換單元和供電轉(zhuǎn)換單元，所述的電流互感器通過(guò)所述的開關(guān)切換單元和供電轉(zhuǎn)換單元連接至所述微型測(cè)溫器，所述的供電轉(zhuǎn)換單元與所述微型測(cè)溫器相連的輸出端還通過(guò)電壓檢測(cè)電路與開關(guān)切換單元和供電轉(zhuǎn)換單元連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于動(dòng)靜觸頭大電流微型測(cè)溫器的自動(dòng)供電裝置，其特征在于所述的開關(guān)切換單元包括mosfet開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于動(dòng)靜觸頭大電流微型測(cè)溫器的自動(dòng)供電裝置，其特征在于所述的mosfet開關(guān)連接點(diǎn)連接所述電流互感器的抽頭并緊密接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于動(dòng)靜觸頭大電流微型測(cè)溫器的自動(dòng)供電裝置，其特征在于所述的mosfet開關(guān)通過(guò)瞬間抑制二極管與所述供電轉(zhuǎn)換單元連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于動(dòng)靜觸頭大電流微型測(cè)溫器的自動(dòng)供電裝置，該供電裝置包括分段式電流互感器、開關(guān)切換單元和供電轉(zhuǎn)換單元，所述的電流互感器通過(guò)所述的開關(guān)切換單元和供電轉(zhuǎn)換單元連接至所述微型測(cè)溫器，所述的供電轉(zhuǎn)換單元與所述微型測(cè)溫器相連的輸出端還通過(guò)電壓檢測(cè)電路與開關(guān)切換單元和供電轉(zhuǎn)換單元連接?？朔嗽娏骰ジ衅魅‰姺椒ǖ娜秉c(diǎn)，可以在斷路器工作后自行工作，無(wú)需外接電源或電池，避免了使用時(shí)布線和更換電池的煩惱，安裝和維護(hù)非常方便，大大減少使用時(shí)的工作量。
文檔編號(hào)H02J17/00GK202334015SQ20112049408
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者何福建, 郭敏, 陳強(qiáng) 申請(qǐng)人:南京亞電電力設(shè)備有限公司