[发明专利]电子式断路器

说明书

技术领域：

本发明涉及电学领域，尤其涉及过流保护、过压、漏电保护小型断路器，特别是一种电子式断路器。

背景技术：

现有技术中，断路器从脱扣到分断的动作是通过双金属元件感应到电流产生的热量来实现，在热量的作用下，断路器产生分断。当外界的环境温度升高，热量传递到断路器内部，双金升属元件也同样会产生定向位移，也迫使断路器自由脱扣机构脱扣，迫使断路器分断。这种受环境温度产生的分断是误动作，无法克服。同时，传统断路器将电力线路和负载连接成一体，其动触头和静触头在分离的瞬时会产生电弧，电弧位于动触头和静触头之间，电弧中的热量向周围扩散，负载越重，回路电流越大，产生的电弧越强，电弧中热量向周围扩散面积就越大，电弧向外扩散面积的同时，也把热量直接耗散到周边的功能部件上，给分布在动、静触头周边的功能部件附加多余的热量，这种热量损毁功能部件，也能使断路器的使用寿命缩短。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种电子式断路器，所述的这种电子式断路器要解决现有技术中断路器由于环境温度变化产生误动作、动静触头之间产生放电电弧的技术问题。

本发明的这种电子式断路器由信号采集器、供电电源、放大单元、激励单元和功率驱动单元构成，其中，所述的信号采集器串联在主电源回路中，信号采集器与所述的放大单元的输入端连接，放大单元的输出端与所述的激励单元连接，激励单元由电子开关元件构成，激励单元的输出端与所述的功率驱动单元的输入端连接。

进一步的，所述的功率驱动单元的输出回路中连接有负载。

进一步的，所述的供电电源由二极管、可变电阻器、电阻器、电容器、三极管和稳压二极管构成，所述的二极管、可变电阻器、电阻器、电容器顺序连接在所述的主电源回路中，二极管的正极端与主电源连接，电容器的一端与主电源的接地端连接，电阻器和电容器之间设置有输出端，所述的输出端与三极管的集电极连接，稳压二极管设置在三极管的基极和主电源接地端之间，三极管的发射极与放大单元的电源端连接。

进一步的，所述的信号采集器由电阻器构成，所述的电阻器的一端与主电源回路的接地端连接，电阻器的另一端通过另一个电阻器与所述的放大单元的正输入端连接。

进一步的，所述的放大单元由运算放大器、输入电阻器、负载电阻器和反馈电阻器构成，所述的信号采集器的输出端通过所述的输入电阻器与所述的运算放大器的正输入端连接，运算放大器的输出端通过所述的负载电阻器和反馈电阻器与主电源的接地端连接，反馈电阻器设置在运算放大器的输出端和负输入端之间。

进一步的，所述的激励单元由光电耦合器、电阻器和充电电容器构成，所述的运算放大器的输出端通过所述的电阻器与光电耦合器的正输入端连接，所述的充电电容器设置在光电耦合器的正输入端和负输入端之间，激励单元的电源端与负载供电电源端连接。

进一步的，所述的功率驱动单元由功率开关管和电阻器构成，所述的激励电单元的输出端与所述的功率开关管的栅极连接，功率开关管的源极与接地端之间设置有第一电阻器，功率开关管的漏极与接地端之间设置有负载，所述的栅极与接地端之间设置有第二电阻器。

进一步的，所述的信号采集器由容性元件或感性元件构成。

进一步的，所述的供电电源是直流电源、交流多相或者单相电源。

具体的，供电电源中电阻器与电容器之间的输出端的电压为+15伏。

进一步的，供电电源中稳压二极管的反向电压为12伏。

进一步的，所述的主电源为直流电源、交流多相或者单相电源。

本发明的工作原理是：当主回路有48V电压时，有电流通过串联在主回路中的信号采集器，产生微弱模拟信号电压信号，此电压降通过放大单元的输入电阻传递给运算放大器的正输入端，运算放大器按比例值将该模拟信号放大，放大后的所产生的模拟电压通过电阻送到光电耦合器的输入端，使激励单元的充电电容进入充电过程，此过程让光电耦合器的两输入引脚间电压从0V开始缓慢上升，并起到延时作用，当光电耦合器两输入引脚间电压上升到0.5V以上时，光电耦合器的输出端引脚产生高电平，此电平通过光电耦合器的输出端引脚激励功率放大单元的功率开关管，功率开关管从截止进入饱和，使负载电流从原来的零增大到16A(安培)，从而使负载获得了电流起到了供电作用。本发明提供的实施例，判断电流是依靠采样器实现的，没有采用传统的双金属元件，所以不受环境的温度影响而产生误动作；同时，将电力线路和负载连接成一体不是靠动触头和静触头分离与闭合，而是功率开关管由截止进入饱和实现的，不产生电弧也不产生电火花，更不会并燃烧周围物质。