申请/专利权人：吉林永大电气开关有限公司

申请日：2019-06-20

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN110233089B

主分类号：H01H71/32

分类号：H01H71/32;H01H71/68;H01H9/54

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2019.10.15#实质审查的生效;2019.09.13#公开

摘要：永磁断路器专用控制器，涉及电力设备控制保护领域。本发明的包括接线端、控制芯片、三极管、第一压敏电阻、第二压敏电阻、继电器、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一调整电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一TVS管、第二TVS管。本发明具有超高可靠、超高安全、超长寿命的优点，可靠动作达到20万次，同时还具有自适应电压调整、电压时间自动匹配等优点，本发明能够有效控制永磁断路器的分合闸动作，同时具有根据控制电压智能调整控制时间的功能，极大地提高了永磁断路器的电寿命及可靠性，并可改善操作特性。

主权项：1.永磁断路器专用控制器，其特征在于，包括：接线端（J1）、控制芯片（ICH）、三极管（TH1）、第一压敏电阻（YR1）、第二压敏电阻（YR2）、继电器（KH1）、第一二极管（DH1）、第二二极管（DH2）、第三二极管（DH3）、第四二极管（DH4）、第一电阻（RH1）、第二电阻（RH2）、第三电阻（RH3）、第四电阻（RH4）、第五电阻（RH5）、第六电阻（RH6）、第七电阻（RH7）、第八电阻（RH11）、第一调整电容（CH1）、第二电容（CH2）、第三电容（CH3）、第四电容（CH4）、第五电容（CH5）、第一TVS管（YH1）、第二TVS管（YH2）；接线端（J1）的第三接线端子（OUT+）和第四接线端子（OUT-）连接在继电器（KH1）两端，第二压敏电阻（YR2）并联在继电器（KH1）常开接点两端；接线端（J1）的第一接线端子（WK+）连接第一二极管（DH1）、第一压敏电阻（YR1）、第二电阻（RH2）、第五电阻（RH5）、第七电阻（RH7）；接线端（J1）的第二接线端子（WK-）连接第一压敏电阻（YR1）、第二电容（CH2）、三极管（TH1）的发射极、第四电阻（RH4）、第三电容（CH3）、第一TVS管（YH1）、控制芯片（ICH）的接线端子V-、第四电容（CH4）、第六电阻（RH6）、第二TVS管（YH2）、第五电容（CH5）；第一二极管（DH1）另一端连接第八电阻（RH11），第一电阻（RH1）连接第八电阻（RH11），第一调整电容（CH1）并联在第八电阻（RH11）两端，第二二极管（DH2）连接第一电阻（RH1），第二二极管（DH2）连接三极管（TH1）的集电极，第二电容（CH2）并联在三极管（TH1）两端；三极管（TH1）的基极连接第四二极管（DH4），第四二极管（DH4）分别连接第三电阻（RH3）和第四电阻（RH4），第三电阻（RH3）连接控制芯片（ICH）的接线端子OUT；第二电阻（RH2）连接第三二极管（DH3），第三二极管（DH3）连接控制芯片（ICH）的接线端子V+；第一TVS管（YH1）连接控制芯片（ICH）的接线端子V+，第三电容（CH3）并联在第一TVS管（YH1）两端；第五电阻（RH5）连接控制芯片（ICH）的第六接线端子（IN-），第七电阻（RH7）连接控制芯片（ICH）的第五接线端子（IN+），第六电阻（RH6）连接控制芯片（ICH）的第六接线端子（IN-），第四电容（CH4）并联在第六电阻（RH6）两端，第二TVS管（YH2）连接控制芯片（ICH）的第五接线端子（IN+），第五电容（CH5）并联在第二TVS管（YH2）两端；接线端（J1）的第一接线端子（WK+）和第二接线端子（WK-）串联在永磁断路器的外部合闸或分闸控制回路；控制芯片（ICH）得电启动，通过检测第五接线端子（IN+）和第六接线端子（IN-）信号，驱动三极管（TH1）导通，继电器（KH1）动作，继电器（KH1）触点闭合，第三接线端子（OUT+）和第四接线端子（OUT-）导通，控制永磁断路器完成相应动作。

全文数据：永磁断路器专用控制器技术领域本发明涉及电力设备控制保护技术领域，具体涉及一种永磁断路器专用控制器。背景技术永磁断路器与弹簧操作断路器相比，具有很多优势。永磁断路器可动部件大大减少，使其可靠性和机械寿命大幅度提高，是一种弹簧操作断路器的理想替代产品。目前市面上绝大多数的永磁断路器寿命可达10万次以内，相对于弹簧操作断路器寿命大幅度提高。但是由于永磁断路器其电磁线圈由直流驱动，存在几十安培至几百安培直流电源控制导通、切断难的问题，致使永磁断路器控制器成为断路器薄弱点，使永磁断路器整体寿命很难再进一步提高。发明内容为了解决现有永磁断路器控制器存在的诸多问题，本发明提供一种永磁断路器专用控制器。本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：本发明的永磁断路器专用控制器，包括：接线端、控制芯片、三极管、第一压敏电阻、第二压敏电阻、继电器、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一调整电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一TVS管、第二TVS管；接线端的接线端子WK+、WK-串联在永磁断路器的外部合闸或分闸控制回路；接线端的接线端子OUT+、OUT-连接在继电器两端，第二压敏电阻并联在继电器常开接点两端。接线端的接线端子WK+连接第一二极管、第一压敏电阻、第二电阻、第五电阻、第七电阻；接线端的接线端子WK-连接第一压敏电阻、第二电容、三极管的发射极、第四电阻、第三电容、第一TVS管、控制芯片的接线端子V-、第四电容、第六电阻、第二TVS管、第五电容；第一二极管另一端连接第八电阻，第一电阻连接第八电阻，第一调整电容并联在第八电阻两端，第二二极管连接第一电阻，第二二极管连接三极管的集电极，第二电容并联在三极管两端；三极管的基极连接第四二极管，第四二极管分别连接第三电阻和第四电阻，第三电阻连接控制芯片的接线端子OUT；第二电阻连接第三二极管，第三二极管连接控制芯片的接线端子V+；第一TVS管连接控制芯片的接线端子V+，第三电容并联在第一TVS管两端；第五电阻连接控制芯片的接线端子IN-，第七电阻连接控制芯片的接线端子IN+，第六电阻连接控制芯片的接线端子IN-，第四电容并联在第六电阻两端，第二TVS管连接控制芯片的接线端子IN+，第五电容并联在第二TVS管两端。进一步的，所述第一压敏电阻采用14K271；所述第二压敏电阻采用14K271；所述第一电阻采用5.1K5W；所述第二电阻采用5.1K5W；所述第三电阻采用10K0.25W；所述第四电阻采用100K0.25W；所述第五电阻采用150K0.5W可调；所述第六电阻采用15K0.25W可调；所述第七电阻采用51K0.5W所述第八电阻采用10K0.25W可调。进一步的，所述第一调整电容采用50V4.7uf可调；所述第二电容采用2232KV；所述第三电容采用0.47uF63V；所述第四电容采用0.47uF63V；所述第五电容采用0.22uF63V。本发明的有益效果是：1、本发明采用高设计余量、电压-时间自动调整匹配、合分闸保护、动作超时自复位等关键技术设计了一种超高可靠、超高安全、超长寿命的永磁断路器专用控制器。2、该永磁断路器专用控制器主要采用带有磁吹技术直流专用开关器件为核心部件，所有器件均为工业级以上器件，电路设计采用存模拟器件搭建，实现了高可靠、长寿命的技术要求。3、该永磁断路器专用控制器寿命长，可靠动作达到20万次，同时还具有自适应电压调整、电压时间自动匹配等优点。4、该永磁断路器专用控制器能够有效控制永磁断路器的分合闸动作，同时具有根据控制电压智能调整控制时间的功能，极大地提高了永磁断路器的电寿命及可靠性，并可改善操作特性。5、该永磁断路器专用控制器具有65～120％的宽电压工作范围。附图说明图1为本发明的永磁断路器专用控制器的电气原理图。图2为电压-时间曲线图。图中：J1、接线端，ICH、控制芯片，TH1、三极管，YR1、第一压敏电阻，YR2、第二压敏电阻，KH1、继电器，DH1、第一二极管，DH2、第二二极管，DH3、第三二极管，DH4、第四二极管，RH1、第一电阻，RH2、第二电阻，RH3、第三电阻，RH4、第四电阻，RH5、第五电阻，RH6、第六电阻，RH7、第七电阻，RH11、第八电阻，CH1、第一调整电容，CH2、第二电容，CH3、第三电容，CH4、第四电容，CH5、第五电容，YH1、第一TVS管，YH2、第二TVS管。具体实施方式以下结合附图对本发明作进一步详细说明。如图1所示，本发明的永磁断路器专用控制器，主要通过电路实现。其电路主要由接线端J1、控制芯片ICH、三极管TH1、第一压敏电阻YR1、第二压敏电阻YR2、继电器KH1、第一二极管DH1、第二二极管DH2、第三二极管DH3、第四二极管DH4、第一电阻RH1、第二电阻RH2、第三电阻RH3、第四电阻RH4、第五电阻RH5、第六电阻RH6、第七电阻RH7、第八电阻RH11、第一调整电容CH1、第二电容CH2、第三电容CH3、第四电容CH4、第五电容CH5、第一TVS管YH1、第二TVS管YH2。控制器通过接线端J1与永磁断路器电连接，具体的是，接线端子WK+、WK-串联在永磁断路器的外部合闸或分闸控制回路。接线端J1的接线端子OUT+、OUT-连接在继电器KH1两端，在继电器KH1常开接点两端还并联一个第二压敏电阻YR2。接线端子WK+连接第一二极管DH1、第一压敏电阻YR1、第二电阻RH2、第五电阻RH5、第七电阻RH7。接线端子WK-连接第一压敏电阻YR1、第二电容CH2、三极管TH1的发射极、第四电阻RH4、第三电容CH3、第一TVS管YH1、控制芯片ICH的接线端子V-、第四电容CH4、第六电阻RH6、第二TVS管YH2、第五电容CH5。第一二极管DH1另一端连接第八电阻RH11，第一电阻RH1连接第八电阻RH11，第一调整电容CH1并联在第八电阻RH11两端。第二二极管DH2连接第一电阻RH1。第二二极管DH2连接三极管TH1的集电极，第二电容CH2并联在三极管TH1两端。三极管TH1的基极连接第四二极管DH4。第四二极管DH4分别连接第三电阻RH3和第四电阻RH4。第三电阻RH3连接控制芯片ICH的接线端子OUT。第二电阻RH2连接第三二极管DH3，第三二极管DH3连接控制芯片ICH的接线端子V+。第一TVS管YH1连接控制芯片ICH的接线端子V+，第三电容CH3并联在第一TVS管YH1两端。第五电阻RH5连接控制芯片ICH的接线端子IN-。第七电阻RH7连接控制芯片ICH的接线端子IN+。第六电阻RH6连接控制芯片ICH的接线端子IN-，第四电容CH4并联在第六电阻RH6两端。第二TVS管YH2连接控制芯片ICH的接线端子IN+，第五电容CH5并联在第二TVS管YH2两端。本实施方式，第一压敏电阻YR1采用14K271；第二压敏电阻YR2采用14K271；第一电阻RH1采用5.1K5W；第二电阻RH2采用5.1K5W；第三电阻RH3采用10K0.25W；第四电阻RH4采用100K0.25W；第五电阻RH5采用150K0.5W可调；第六电阻RH6采用15K0.25W可调；第七电阻RH7采用51K0.5W；第八电阻RH11采用10K0.25W可调；第一调整电容CH1采用50V4.7uf可调；第二电容CH2采用2232KV；第三电容CH3采用0.47uF63V；第四电容CH4采用0.47uF63V；第五电容CH5采用0.22uF63V。本发明的永磁断路器专用控制器，其工作原理如下：将控制器端子WK+、WK-串联在永磁断路器外部合闸或分闸命令回路，控制芯片ICH得电启动，通过检测IN+、IN-信号，驱动三极管TH1导通，继电器KH1动作，继电器KH1触点闭合，接线端子OUT+、OUT-导通，控制永磁断路器完成相应动作。第一压敏电阻YR1、第二压敏电阻YR2起到保护作用，当永磁断路器外部控制回路涌入干扰信号、永磁断路器内部线圈产生感性脉冲干扰时，第一压敏电阻YR1、第二压敏电阻YR2动作，对干扰进行释放及滤除。第一二极管DH1、第二二极管DH2、第三二极管DH3、第四二极管DH4在整改电路中起到逆止作用。第八电阻RH11、第一调整电容CH1起到宽电压工作效果，由于第一调整电容CH1在触发瞬间阻抗为0，可以旁路第八电阻RH11，使继电器KH1可以在低电压时触发动作；随着时间变化第一调整电容CH1阻抗增大，第八电阻RH11起到分压限流作用，可以有效保护继电器KH1，防止继电器KH1线圈烧毁。第一电阻RH1、第二电阻RH2、第三电阻RH3、第四电阻RH4起到限流作用，防止高电压冲击。第二电容CH2、第三电容CH3启动滤波作用，防止干扰波对电路影响。第二二极管DH2起到对继电器KH1保护作用，用于消除继电器KH1释放线圈所产生的反向电压。第一TVS管YH1主要起到稳压限流作用。如图2所示，第四电容CH4、第五电容CH5、第五电阻RH5、第六电阻RH6、第七电阻RH7、第二TVS管YH2通过组合形成电压-时间调整电路，可以起到调整电压与时间关系的作用，能够保证当操作电压高时，继电器KH1动作时间短，减少高电压、大电流对永磁断路器的冲击，提高永磁断路器的寿命；当操作电压低时，继电器KH1动作时间长，由于低电压影响永磁断路器操作的可靠性，适当延长动作时间，可以提高永磁断路器低压操作可靠性。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

权利要求：1.永磁断路器专用控制器，其特征在于，包括：接线端J1、控制芯片ICH、三极管TH1、第一压敏电阻YR1、第二压敏电阻YR2、继电器KH1、第一二极管DH1、第二二极管DH2、第三二极管DH3、第四二极管DH4、第一电阻RH1、第二电阻RH2、第三电阻RH3、第四电阻RH4、第五电阻RH5、第六电阻RH6、第七电阻RH7、第八电阻RH11、第一调整电容CH1、第二电容CH2、第三电容CH3、第四电容CH4、第五电容CH5、第一TVS管YH1、第二TVS管YH2；接线端J1的接线端子WK+、WK-串联在永磁断路器的外部合闸或分闸控制回路；接线端J1的接线端子OUT+、OUT-连接在继电器KH1两端，第二压敏电阻YR2并联在继电器KH1常开接点两端。接线端J1的接线端子WK+连接第一二极管DH1、第一压敏电阻YR1、第二电阻RH2、第五电阻RH5、第七电阻RH7；接线端J1的接线端子WK-连接第一压敏电阻YR1、第二电容CH2、三极管TH1的发射极、第四电阻RH4、第三电容CH3、第一TVS管YH1、控制芯片ICH的接线端子V-、第四电容CH4、第六电阻RH6、第二TVS管YH2、第五电容CH5；第一二极管DH1另一端连接第八电阻RH11，第一电阻RH1连接第八电阻RH11，第一调整电容CH1并联在第八电阻RH11两端，第二二极管DH2连接第一电阻RH1，第二二极管DH2连接三极管TH1的集电极，第二电容CH2并联在三极管TH1两端；三极管TH1的基极连接第四二极管DH4，第四二极管DH4分别连接第三电阻RH3和第四电阻RH4，第三电阻RH3连接控制芯片ICH的接线端子OUT；第二电阻RH2连接第三二极管DH3，第三二极管DH3连接控制芯片ICH的接线端子V+；第一TVS管YH1连接控制芯片ICH的接线端子V+，第三电容CH3并联在第一TVS管YH1两端；第五电阻RH5连接控制芯片ICH的接线端子IN-，第七电阻RH7连接控制芯片ICH的接线端子IN+，第六电阻RH6连接控制芯片ICH的接线端子IN-，第四电容CH4并联在第六电阻RH6两端，第二TVS管YH2连接控制芯片ICH的接线端子IN+，第五电容CH5并联在第二TVS管YH2两端。2.根据权利要求1所述的永磁断路器专用控制器，其特征在于，所述第一压敏电阻YR1采用14K271；所述第二压敏电阻YR2采用14K271；所述第一电阻RH1采用5.1K5W；所述第二电阻RH2采用5.1K5W；所述第三电阻RH3采用10K0.25W；所述第四电阻RH4采用100K0.25W；所述第五电阻RH5采用150K0.5W；所述第六电阻RH6采用15K0.25W；所述第七电阻RH7采用51K0.5W所述第八电阻RH11采用10K0.25W。3.根据权利要求1所述的永磁断路器专用控制器，其特征在于，所述第一调整电容CH1采用50V4.7uf；所述第二电容CH2采用2232KV；所述第三电容CH3采用0.47uF63V；所述第四电容CH4采用0.47uF63V；所述第五电容CH5采用0.22uF63V。

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