全文摘要
本实用新型公开了一种分励脱扣器。其包括依次连接的控制电路、脉冲发生电路、驱动电路、分励线圈，控制电路用于根据电源电压采样信号来控制是否向脉冲发生电路输出工作控制电压，脉冲发生电路用于在有工作控制电压输入时，控制驱动电路向分励线圈输出驱动信号；其特征在于，所述脉冲发生电路包括强启脉冲电路和维持脉冲电路，所述强启脉冲电路用于在脉冲发生电路得电后控制驱动电路向分励线圈输出持续一段预设时间的直流驱动信号，所述维持脉冲电路用于在所述预设时间结束后控制驱动电路向分励线圈输出脉冲驱动信号。本实用新型还公开了一种断路器。本实用新型具有结构简单，动作电压精确，功耗低，能长期通电，成本低廉的优点。
主设计要求
1.一种分励脱扣器，包括依次连接的控制电路、脉冲发生电路、驱动电路、分励线圈，控制电路用于根据电源电压采样信号来控制是否向脉冲发生电路输出工作控制电压，脉冲发生电路用于在有工作控制电压输入时，控制驱动电路向分励线圈输出驱动信号；其特征在于，所述脉冲发生电路包括强启脉冲电路和维持脉冲电路，所述强启脉冲电路用于在脉冲发生电路得电后控制驱动电路向分励线圈输出持续一段预设时间的直流驱动信号，所述维持脉冲电路用于在所述预设时间结束后控制驱动电路向分励线圈输出脉冲驱动信号。
设计方案
1.一种分励脱扣器，包括依次连接的控制电路、脉冲发生电路、驱动电路、分励线圈，控制电路用于根据电源电压采样信号来控制是否向脉冲发生电路输出工作控制电压，脉冲发生电路用于在有工作控制电压输入时，控制驱动电路向分励线圈输出驱动信号；其特征在于，所述脉冲发生电路包括强启脉冲电路和维持脉冲电路，所述强启脉冲电路用于在脉冲发生电路得电后控制驱动电路向分励线圈输出持续一段预设时间的直流驱动信号，所述维持脉冲电路用于在所述预设时间结束后控制驱动电路向分励线圈输出脉冲驱动信号。
2.如权利要求1所述分励脱扣器，其特征在于，所述脉冲驱动信号的占空比和频率可调。
3.如权利要求2所述分励脱扣器，其特征在于，所述脉冲发生电路包括电阻R5～R12、电容C4、电容C5、MOS管V1、比较器N2、二极管D3；电容C4的一端连接工作控制电压VCC，电容C4的另一端与电阻R5的一端、电阻R6的一端连接，电阻R5的另一端接地，电阻R6的另一端连接MOS管V1的栅极，MOS管V1的源极接地，MOS管V1的漏极与电阻R7的一端、二极管D3的负极、电容C5的一端、比较器N2的反相输入端连接，电阻R7的另一端与二极管D3的正极、电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与电阻R9的一端、电阻R12的一端、比较器N2的输出端连接，电容C5的另一端接地，比较器N2的正、负电源输入端分别与工作控制电压VCC、地连接，比较器N2的同相输入端与电阻R12的另一端、电阻R10的一端、电阻R11的一端连接，电阻R10的另一端连接工作控制电压VCC，电阻R11的另一端接地。
4.如权利要求2所述分励脱扣器，其特征在于，所述脉冲发生电路包括电阻R7～R13、电容C5、电容C6、比较器N2、电压检测器N3、二极管D3；电阻R13的一端连接工作控制电压VCC，电阻R13的另一端与电压检测器N3的电源脚连接，电压检测器N3的延时控制脚与电容C6的一端连接，电压检测器N3的输出脚与电阻R7的一端、二极管D3的负极、电容C5的一端、比较器N2的反相输入端连接，电压检测器N3的接地脚、电容C6的另一端接地，电阻R7的另一端与二极管D3的正极、电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与电阻R9的一端、电阻R12的一端、比较器N2的输出端连接，电容C5的另一端接地，比较器N2的正、负电源输入端分别与工作控制电压VCC、地连接，比较器N2的同相输入端与电阻R12的另一端、电阻R10的一端、电阻R11的一端连接，电阻R10的另一端连接工作控制电压VCC，电阻R11的另一端接地。
5.如权利要求1～4任一项所述分励脱扣器，其特征在于，所述控制电路包括电阻R3、电容C3、稳压管D2、电压检测器N1；电压检测器N1的电源脚连接电源电压采样信号VE，电压检测器N1的复位脚与电阻R3的一端、稳压管D2的负极、电容C3的一端连接，电阻R3的另一端连接系统工作电压V+，电压检测器N1的接地脚、稳压管D2的正极和电容C3的另一端均接地。
6.如权利要求1～4任一项所述分励脱扣器，其特征在于，所述驱动电路包括开关管V2和二极管D4，二极管D4的负极和分励线圈L的一端共同连接系统工作电压V+，二极管D4的正极和分励线圈L的另一端共同连接开关管V2的漏极，开关管V2的源极接地，开关管V2的栅极连接脉冲发生电路的输出端。
7.如权利要求6所述分励脱扣器，其特征在于，所述开关管V2为MOS管。
8.一种断路器，其特征在于，包括如权利要求1～7任一项所述分励脱扣器。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种分励脱扣器，属低压电器技术领域。
背景技术
随着科学技术的不断发展，直流输配电系统在电力系统中得到了广泛应用，太阳能、城市轨道交通、高铁等领域都采用了直流供电系统，市场对于用于保护和控制直流供电系统的直流断路器的安全性能和工作可靠性，更是提出了更高的要求。一些直流供电系统在直流断路器进出线两侧均安装有容性器件，当某一端无电压时，断路器合闸瞬间电容放电会出现涌流导致断路器短路跳闸。
采用欠压脱扣器可以阻止断路器合闸，但由于欠压脱扣器长期通电，用户无法做到在使用和不使用之间自主投切，不使用时需要拆除欠压脱扣器，大部分现场并不具备随意拆除欠压脱扣器的条件。并且有些断路器本身在欠压脱扣器未得电的状态下进行合闸操作时，合闸瞬间动触头存在接通的可能性，不能完全避免短路故障的发生。
对此种情况的解决方案是使用保持型的分励脱扣器，保证分励脱扣器长期保持对断路器牵引杆的作用，就能保证断路器在不使用的状态下无法合闸。现有分励脱扣器采用串联微动开关的形式来实现断路器脱扣后分励线圈的断电，采用此类分励闭锁装置，存在与欠压脱扣器相同的问题，合闸瞬间断路器有接通的可能，接通瞬间会出现短路电流，无法满足客户要求。国外公司都采用无控制线路板，分励线圈可长期通电，但功耗较大，无法控制分励脱扣器的动作点。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种结构简单，动作电压精确，功耗低，能长期通电，成本低廉的保持型的分励脱扣器。
本实用新型的分励脱扣器，包括依次连接的控制电路、脉冲发生电路、驱动电路、分励线圈，控制电路用于根据电源电压采样信号来控制是否向脉冲发生电路输出工作控制电压，脉冲发生电路用于在有工作控制电压输入时，控制驱动电路向分励线圈输出驱动信号；其特征在于，所述脉冲发生电路包括强启脉冲电路和维持脉冲电路，所述强启脉冲电路用于在脉冲发生电路得电后控制驱动电路向分励线圈输出持续一段预设时间的直流驱动信号，所述维持脉冲电路用于在所述预设时间结束后控制驱动电路向分励线圈输出脉冲驱动信号。
进一步地，所述脉冲驱动信号的占空比和频率可调。
优选地，所述脉冲发生电路包括电阻R5～R12、电容C4、电容C5、MOS管V1、比较器N2、二极管D3；电容C4的一端连接工作控制电压VCC，电容C4的另一端与电阻R5的一端、电阻R6的一端连接，电阻R5的另一端接地，电阻R6的另一端连接MOS管V1的栅极，MOS管V1的源极接地，MOS管V1的漏极与电阻R7的一端、二极管D3的负极、电容C5的一端、比较器N2的反相输入端连接，电阻R7的另一端与二极管D3的正极、电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与电阻R9的一端、电阻R12的一端、比较器N2的输出端连接，电容C5的另一端接地，比较器N2的正、负电源输入端分别与工作控制电压VCC、地连接，比较器N2的同相输入端与电阻R12的另一端、电阻R10的一端、电阻R11的一端连接，电阻R10的另一端连接工作控制电压VCC，电阻R11的另一端接地。
优选地，所述脉冲发生电路包括电阻R7～R13、电容C5、电容C6、比较器N2、电压检测器N3、二极管D3；电阻R13的一端连接工作控制电压VCC，电阻R13的另一端与电压检测器N3的电源脚连接，电压检测器N3的延时控制脚与电容C6的一端连接，电压检测器N3的输出脚与电阻R7的一端、二极管D3的负极、电容C5的一端、比较器N2的反相输入端连接，电压检测器N3的接地脚、电容C6的另一端接地，电阻R7的另一端与二极管D3的正极、电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与电阻R9的一端、电阻R12的一端、比较器N2的输出端连接，电容C5的另一端接地，比较器N2的正、负电源输入端分别与工作控制电压VCC、地连接，比较器N2的同相输入端与电阻R12的另一端、电阻R10的一端、电阻R11的一端连接，电阻R10的另一端连接工作控制电压VCC，电阻R11的另一端接地。
优选地，所述控制电路包括电阻R3、电容C3、稳压管D2、电压检测器N1；电压检测器N1的电源脚连接电源电压采样信号VE，电压检测器N1的复位脚与电阻R3的一端、稳压管D2的负极、电容C3的一端连接，电阻R3的另一端连接系统工作电压V+，电压检测器N1的接地脚、稳压管D2的正极和电容C3的另一端均接地。
优选地，所述驱动电路包括开关管V2和二极管D4，二极管D4的负极和分励线圈L的一端共同连接系统工作电压V+，二极管D4的正极和分励线圈L的另一端共同连接开关管V2的漏极，开关管V2的源极接地，开关管V2的栅极连接脉冲发生电路的输出端。
优选地，所述开关管V2为MOS管。
根据相同的发明思路还可以得一种断路器，包括如上任一技术方案所述分励脱扣器。
相比现有技术，本实用新型技术方案具有以下有益效果：
本实用新型分励脱扣器的脉冲发生电路利用脉冲控制驱动电路的MOS管的输入端栅极来控制分励线圈的通断电，脉冲发生电路的强启脉冲电路保证分励动作的可靠执行，维持脉冲电路能保证分励脱扣器处于闭锁状态，防止断路器合闸，同时降低功耗和电磁干扰，并可通过调节设定电阻和电容来调整驱动信号的频率和占空比。
本实用新型分励脱扣器采用复位电压精确的电压检测器控制脉冲波发生电路的电源来实现分励动作电压的精确控制，与传统分励脱扣器相比，能有效防止外部电源电压不足导致分励动作不可靠。
本实用新型的分励脱扣器以附件形式扩展断路器功能，安装简单，不改变断路器本体结构。
本实用新型的分励脱扣器电路结构简单，成本低廉，既适用于直流供电系统，也适用于交流供电系统。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图；
图2为本实用新型一个具体实施例的电源电路；
图3为本实用新型具体实施例的控制电路；
图4为本实用新型具体实施例的脉冲发生电路；
图5为本实用新型另一具体实施例的脉冲发生电路；
图6为本实用新型具体实施例的驱动电路；
图7为驱动电路输出的驱动信号波形图。
具体实施方式
针对现有技术不足，本实用新型的解决思路是采用一种包括强启脉冲电路和维持脉冲电路的脉冲发生电路来产生两种不同的驱动信号，在脉冲发生电路得电后，强启脉冲电路控制驱动电路生成一段预设时间的直流驱动信号输出至分励线圈，以使得分励脱扣器可靠动作；强启结束后，脉冲发生电路转为输出PWM脉冲，通过维持脉冲电路控制驱动电路生成脉冲驱动信号输出至分励线圈，从而控制分励脱扣器处于分励动作维持状态，降低功耗。
本实用新型既可以用于直流供电系统，也可用于交流供电系统；可作为断路器的可选功能附件，也可以直接作为断路器的一部分。为了便于公众理解，下面以一个用于交流供电系统的具体实施例并结合附图来对本实用新型的技术方案进行详细说明：
如图1所示，本实施例的分励脱扣器包括电源电路、控制电路、脉冲发生电路、驱动电路和分励线圈；电源电路从主回路获取电压，经整流后产生系统工作电压V+，系统工作电压V+送入控制电路，一路得到电源电压采样信号VE，另一路得到工作控制电压VCC，控制电路根据电源电压采样信号VE判断主回路电源电压是否正常来控制工作控制电压VCC的输出。脉冲发生电路包括强启脉冲电路和维持脉冲电路，工作控制电压VCC一路输入脉冲发生电路的强启脉冲电路，另一路输入维持脉冲电路，由脉冲发生电路利用脉冲控制驱动电路的动作，从而控制分励线圈的通断。强启脉冲电路用来保证分励脱扣器动作的可靠执行，维持脉冲电路用来保证分励脱扣器处于低功耗的闭锁状态。
图2、3分别为本实施例中的电源电路与控制电路。如图2所示，电源电路由从主回路获取电压，经过整流桥D1整流后产生系统工作电压V+，电容C1、C2分别与整流桥D1两端并联连接；电容C2为一容量较大的电容，对系统工作电压V+进行整流，使系统工作电压波形平稳，减小电源临界电压的范围。
系统工作电压V+经控制电路的电阻R1分压后在电阻R2上产生电源电压采样信号VE送至电压检测器N1；系统工作电压V+经电阻R3分压后在稳压管D2上产生工作控制电压VCC，电容C3与稳压管D2并联连接。
如图3所示，电压检测器N1根据该电源电压采样信号VE判断主回路电源电压是否正常，电压检测器N1的复位脚设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920287188.0
申请日:2019-03-07
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:32(江苏)
授权编号:CN209298049U
授权时间:20190823
主分类号:H01H 71/24
专利分类号:H01H71/24
范畴分类:38C;
申请人:常熟开关制造有限公司（原常熟开关厂）
第一申请人:常熟开关制造有限公司（原常熟开关厂）
申请人地址:215500 江苏省苏州市常熟市虞山工业园一区建业路8号
发明人:孙伟锋;王国良;张晓霞
第一发明人:孙伟锋
当前权利人:常熟开关制造有限公司（原常熟开关厂）
代理人:杨楠
代理机构:11467
代理机构编号:北京德崇智捷知识产权代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计