數(shù)字式直流斷路器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出一種數(shù)字式直流斷路器。所述數(shù)字式直流斷路器包括電流取樣傳感器、電壓放大器、額定電流輸入界面、D/A轉(zhuǎn)換器、電壓比較器、斷路狀態(tài)保持單元、電流開關(guān)器件以及電源器件。通過所述額定電流輸入界面，可直接輸入作為斷路保護(hù)的依據(jù)的額定電流值，提高了斷路器的可靠性，并可方便地進(jìn)行外部設(shè)置及遠(yuǎn)程控制。
【專利說明】數(shù)字式直流斷路器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種直流斷路器。具體而言，本實(shí)用新型涉及一種方便設(shè)定額定電流值的數(shù)字式直流斷路器。
【背景技術(shù)】
[0002]在直流用電系統(tǒng)中，為了防止個(gè)別用電負(fù)載由于自身故障或使用不當(dāng)產(chǎn)生的短路或過載，導(dǎo)致整個(gè)系供電中斷甚至癱瘓，需要在負(fù)載前加入斷路器進(jìn)行過流保護(hù)。目前已有商品化的直流斷路器可被應(yīng)用，這種直流斷路器過流保護(hù)的原理同交流斷路器一樣，都是應(yīng)用過流時(shí)磁鐵吸合，斷開空氣開關(guān)以進(jìn)行保護(hù)。這種保護(hù)機(jī)理使得過載電流不能很精確，過載保護(hù)響應(yīng)時(shí)間慢。而在直流系統(tǒng)中，系統(tǒng)總輸出功率有限，負(fù)載采用這種傳統(tǒng)斷路器，當(dāng)有過載發(fā)生時(shí)，斷路器還沒有起作用時(shí)，系統(tǒng)已經(jīng)處在過載保護(hù)狀態(tài)，致使系統(tǒng)供電中斷，影響了系統(tǒng)可靠性。另外，由于直流系統(tǒng)輸出電壓的多樣性，從低壓如24V、48V到相對(duì)高壓如300V，使得在高壓下可以有效保護(hù)的斷路器在相同額定電流的低壓下，不再有效。
[0003]公開于該實(shí)用新型【背景技術(shù)】部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本實(shí)用新型的一般【背景技術(shù)】的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型致力于解決與現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的上述問題，提出一種數(shù)字式直流斷路器。所述數(shù)字式直流斷路器包括:電流取樣傳感器、電壓放大器、額定電流輸入界面、D/A轉(zhuǎn)換器、電壓比較器、斷路狀態(tài)保持單元以、電流開關(guān)器件以及電源器件。其中，所述電流取樣傳感器的輸入端接直流電流，對(duì)輸入的電流進(jìn)行取樣，并將導(dǎo)通的電流轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電壓；電壓放大器，所述電壓放大器的輸入端與所述電流取樣傳感器的輸出端連接，對(duì)輸入的電壓進(jìn)行放大；所述額定電流輸入界面包括有存儲(chǔ)器，經(jīng)由所述輸入界面輸入的設(shè)定過流保護(hù)的額定電流值存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中；所述D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端與所述額定電流輸入界面的輸出端連接，對(duì)所輸入的額定電流值進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換及歸一化，轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的模擬額定電壓；所述電壓比較器的兩個(gè)輸入端分別與所述電壓放大器的輸出端和所述D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端連接，將對(duì)應(yīng)于導(dǎo)通電流的電壓與模擬額定電壓進(jìn)行比較；所述斷路狀態(tài)保持單元與所述電壓比較器的輸出端連接，電壓比較結(jié)果輸入至所述斷路狀態(tài)保持單元；所述電流開關(guān)器件的控制端與所述斷路狀態(tài)保持單元的輸出端連接，受所述斷路狀態(tài)保持單元控制執(zhí)行斷路或?qū)ǖ膭?dòng)作；所述電源器件與所述電流取樣傳感器、所述電壓放大器、所述額定電路輸入界面、所述D/A轉(zhuǎn)換器、所述電壓比較器、所述斷路狀態(tài)保持單元以及所述電流斷路器連接，所述電源器件從電流輸入端取電，產(chǎn)生各部件所電壓，為其提供電源。
[0005]可選地，所述斷路器具有外部復(fù)位裝置，所述外部復(fù)位裝置與所述斷路狀態(tài)保持單元相連接，輸出復(fù)位信號(hào)至所述短路狀態(tài)保持單元。
[0006]可選地，所述斷路器具有對(duì)過流保護(hù)的額定電流進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置的通訊總線。[0007]可選地，所述斷路器具有對(duì)過流保護(hù)的額定電流進(jìn)行設(shè)置的模擬控制線。
[0008]可選地，所述數(shù)字式直流斷路器中的所述電流開關(guān)器件為功率場(chǎng)效應(yīng)管。
[0009]替代地，所述數(shù)字式直流斷路器中的所述電流開關(guān)器件為機(jī)械接觸的繼電器。
[0010]可選地，所述數(shù)字式直流斷路器通過所述通訊總線將所述數(shù)字式直流斷路器的工作狀態(tài)反饋至上位系統(tǒng)。
[0011]替代地，所述數(shù)字式直流斷路器通過所述模擬控制線將所述數(shù)字式直流斷路器的工作狀態(tài)反饋至上位系統(tǒng)。
[0012]本實(shí)用新型提出的數(shù)字式直流斷路器，只采用導(dǎo)通電流與數(shù)字式輸入的額定電流比較，作為斷路保護(hù)的依據(jù)，提高了斷路器的可靠性，并可方便地進(jìn)行外部設(shè)置及遠(yuǎn)程控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本實(shí)用新型的某些原理的【具體實(shí)施方式】，本實(shí)用新型的裝置所具有的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚或更為具體地得以闡明。
[0014]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型的數(shù)字式直流斷路器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖標(biāo)記:
[0016]電源器件I
[0017]電流取樣傳感器2
[0018]電壓放大器3
[0019]額定電流輸入界面4
[0020]D/A 轉(zhuǎn)換器 5
[0021]電壓比較器6
[0022]電流開關(guān)器件7
[0023]斷路狀態(tài)保持單元8
[0024]外部復(fù)位裝置9
[0025]通訊總線10
[0026]模擬控制線11。
【具體實(shí)施方式】
[0027]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型。但是本實(shí)用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本實(shí)用新型不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0028]如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的數(shù)字式直流斷路器包括電源器件1、電流取樣傳感器2、電壓放大器3、額定電流輸入界面4、D/A轉(zhuǎn)換器5、電壓比較器6、電流開關(guān)器件7、斷路狀態(tài)保持單元8。
[0029]輸入電流Iin經(jīng)由電流取樣傳感器2輸入至數(shù)字式直流斷路器系統(tǒng)中，電流取樣傳感器2對(duì)Iin進(jìn)行取樣，并將導(dǎo)通的電流轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電壓，輸入至電壓放大器3進(jìn)行放大。電壓放大器3輸出的電壓輸入至電壓比較器6的一個(gè)輸入端。[0030]通過額定電流輸入界面4對(duì)過流保護(hù)的額定電流進(jìn)行設(shè)置。額定電流輸入界面4包括有存儲(chǔ)器，經(jīng)由額定電流輸入界面4輸入的額定電流值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，從存儲(chǔ)器中讀出的額定電流值經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器5的數(shù)模轉(zhuǎn)換及歸一化后，作為對(duì)應(yīng)于額定電流的模擬額定電壓輸入至電壓比較器6的另一個(gè)輸入端。
[0031 ] 電壓比較器6將對(duì)應(yīng)于導(dǎo)通電流I in的電壓值與對(duì)應(yīng)于額定電流的電壓值進(jìn)行比較，比較結(jié)果輸入至斷路狀態(tài)保持單元8，利用受控于斷路狀態(tài)保持單元8的電流斷路器件7執(zhí)進(jìn)行斷路或?qū)ǖ膭?dòng)作。
[0032]其中，當(dāng)斷路狀態(tài)比較單元8被電壓比較器6的輸出復(fù)位，電流開關(guān)器件7被控制為導(dǎo)通，此時(shí)系統(tǒng)處于非保護(hù)狀態(tài)；當(dāng)斷路狀態(tài)比較單元8沒有被復(fù)位，電流開關(guān)器件7被控制為斷開，此時(shí)系統(tǒng)處于保護(hù)狀態(tài)。
[0033]也就是說，當(dāng)導(dǎo)通電流大于額定電流時(shí)，輸入至電壓比較器6的一個(gè)輸入端的對(duì)應(yīng)于導(dǎo)通電流的電壓大于輸入至另一個(gè)輸入端的對(duì)應(yīng)于額定電流的電壓，此時(shí)電壓比較器6輸出高電平至斷路狀態(tài)保持單元8，并沒有使其復(fù)位，因此電流開關(guān)器件7被控制為斷開，使得系統(tǒng)處于保護(hù)狀態(tài)，沒有電流輸出；當(dāng)導(dǎo)通電流小于額定電流時(shí)，輸入至電壓比較器6的一個(gè)輸入端的對(duì)應(yīng)于導(dǎo)通電流的電壓小于輸入至另一個(gè)輸入端的對(duì)應(yīng)于額定電流的電壓，此時(shí)電壓比較器6輸出低電平至斷路狀態(tài)保持單元8，使其復(fù)位，因此電流開關(guān)器件7被控制為導(dǎo)通，系統(tǒng)處于非保護(hù)狀態(tài)，有導(dǎo)通電流1ut從系統(tǒng)輸出。
[0034]電源器件I為數(shù)字式直流斷路器中的部件，其從電流輸入端取電，產(chǎn)生系統(tǒng)中各部件所需電壓，為電壓放大器3、額定電流輸入界面4、D/A轉(zhuǎn)換器5、電壓比較器6、電流開關(guān)器件7以及斷路狀態(tài)保持單元8提供電源。
[0035]根據(jù)本實(shí)用新型的數(shù)字式直流斷路器優(yōu)選具有外部復(fù)位裝置9，外部復(fù)位裝置9與斷路狀態(tài)保持單元8連接，向其輸出復(fù)位信號(hào)，使電流開關(guān)器件7導(dǎo)通，有導(dǎo)通電流1ut從系統(tǒng)輸出。
[0036]根據(jù)本實(shí)用新型的數(shù)字式直流斷路器，在開始工作時(shí)首先讀取斷路保持單元8的狀態(tài)。如果斷路保持單元8的狀態(tài)沒有被復(fù)位，此時(shí)電路處于保護(hù)狀態(tài)，則斷開所電流開關(guān)器件7，等待由外部復(fù)位裝置9產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)；如果斷路保持單元8的狀態(tài)為已經(jīng)被復(fù)位，此時(shí)電路處于非保護(hù)狀態(tài)，則導(dǎo)通電流開關(guān)器件7，有導(dǎo)通電流1ut從系統(tǒng)輸出。
[0037]根據(jù)本實(shí)用新型的數(shù)字式直流斷路器優(yōu)選具有通訊總線10。通過通訊總線10可對(duì)過流保護(hù)的額定電流值進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置，并可將該直流斷路器的工作狀態(tài)反饋至上位系統(tǒng)。
[0038]根據(jù)本實(shí)用新型的數(shù)字式直流斷路器優(yōu)選具有模擬控制線11。通過模擬控制線11可直接對(duì)過流保護(hù)的額定電流進(jìn)行設(shè)置，并可將該直流斷路器的工作狀態(tài)反饋至上位系統(tǒng)。
[0039]優(yōu)選地，電流開關(guān)器件7為功率場(chǎng)效應(yīng)管。
[0040]替代地，電流開關(guān)器件7為機(jī)械接觸的繼電器。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)字式直流斷路器，其特征在于，所述數(shù)字式直流斷路器包括: 電流取樣傳感器，所述電流取樣傳感器的輸入端接直流電流，對(duì)輸入的電流進(jìn)行取樣，并將導(dǎo)通的電流轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電壓； 電壓放大器，所述電壓放大器的輸入端與所述電流取樣傳感器的輸出端連接，對(duì)輸入的電壓進(jìn)行放大； 額定電流輸入界面，所述額定電流輸入界面包括有存儲(chǔ)器，經(jīng)由所述輸入界面輸入的過流保護(hù)的額定電流值存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中； D/A轉(zhuǎn)換器，所述D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端與所述額定電流輸入界面的輸出端連接，對(duì)所輸入的額定電流值進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換及歸一化，轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的模擬額定電壓； 電壓比較器，所述電壓比較器的兩個(gè)輸入端分別與所述電壓放大器的輸出端和所述D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端連接，將對(duì)應(yīng)于導(dǎo)通電流的電壓與模擬額定電壓進(jìn)行比較； 斷路狀態(tài)保持單元，與所述電壓比較器的輸出端連接，電壓比較結(jié)果輸入至所述斷路狀態(tài)保持單元； 電流開關(guān)器件，所述電流開關(guān)器件的控制端與所述斷路狀態(tài)保持單元的輸出端連接，受所述斷路狀態(tài)保持單元控制執(zhí)行斷路或?qū)ǖ膭?dòng)作；以及 電源器件，所述電源器件與所述電流取樣傳感器、所述電壓放大器、所述額定電路輸入界面、所述D/A轉(zhuǎn)換器、所述電壓比較器、所述斷路狀態(tài)保持單元以及所述電流斷路器連接，所述電源器件從電流輸入端取電，產(chǎn)生各部件所電壓，為其提供電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式直流斷路器，其特征在于具有外部復(fù)位裝置，所述外部復(fù)位裝置與所述斷路狀態(tài)保持單元連接，輸出復(fù)位信號(hào)至所述短路狀態(tài)保持單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式直流斷路器，其特征在于具有對(duì)過流保護(hù)的額定電流進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置的通訊總線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式直流斷路器，其特征在于具有對(duì)過流保護(hù)的額定電流進(jìn)行設(shè)置的模擬控制線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式直流斷路器，其特征在于，所述電流開關(guān)器件為功率場(chǎng)效應(yīng)管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式直流斷路器，其特征在于，所述電流開關(guān)器件為機(jī)械接觸的繼電器。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字式直流斷路器，其特征在于通過所述通訊總線將所述數(shù)字式直流斷路器的工作狀態(tài)反饋至上位系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字式直流斷路器，其特征在于通過所述模擬控制線將所述數(shù)字式直流斷路器的工作狀態(tài)反饋至上位系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】H02H3/08GK203596599SQ201320723514
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】安小杰, 顏榮興 申請(qǐng)人:北京光景照明設(shè)計(jì)有限公司