[实用新型]一种热记忆保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及低压电器领域，具体涉及具有热记忆功能的低压过电流保护电器（包括断路器及电子式热过载继电器）中的电子式脱扣器。

背景技术

断路器及电子式热过载继电器是低压配电网中重要的保护电器，可实现对负载设备的过电流保护。断路器及电子式热过载继电器通过软件热模拟算法设计可以实现更全面更精确的线路故障保护。

热记忆功能具有非常重要的作用，它通过模拟线路断开后断路器或热过载继电器的导体与触头(或电动机绕组）因承载电流所累积热量的散热过程，来实现短时间内（散热未完成）再接通过流线路时可以在较短时间内切断线路，更好地保护负载设备，特别是电动机设备，避免电动机因频繁起动热量累积而烧损。

热记忆的处理方式为：电子式脱扣器中的微控制器MCU通过采样线路上的各相极电流，并利用软件热模拟算法，将电流转换成相应的热量值，然后通过一定的方式输送到外部器件进行保存，实现线路切断时累积热量的记忆（称之为热记忆）。

现有的技术主要是这样：如图1所示，当采样到过载电流时，微控制器输出一定宽度的脉冲来控制充放电电路中的充电电容达到一定的电压值，该电压值为过载电流延时预设的一定时间要脱扣（即切断线路）所积累的热量值的比例值。线路断开后，微控制器断电，充电电容开始慢慢放电。之后，再接通断路器时，微控制器重新得电并开始采样充电电容的剩余电压，再将剩余电压转换成等比例的剩余热量值。该热量值为微控制器再次累积热量的基数。以上技术存在一个技术难点：需要对充电电容的充电电压进行监测以控制要达到的充电电压，且需要不断闭环调整脉冲宽度，微控制器软件处理复杂。另有其它技术通过硬件电路的方式来闭环调整充电电容的充电电压来减小软件处理的复杂度，微控制器通过内置的DA模块或外加的DA芯片输出充电电容要达到的目标电压值，充电电容的充电利用该目标电压进行闭环自动调整。该处理技术虽减小了软件处理复杂度，但也增加了硬件开销。

以上的处理技术还存在着共同的问题：其一，只处理了过流故障脱扣后的热记忆，无法做到非脱扣情况下切断线路时的热记忆，而这种情况下的热记忆对控制电动机启动是很需要的，因为重复切断接通电动机可能导致电动机绕组烧损；其二，没有对各相极累积的热量分开处理，保护不合理，因为对于各相极负载不均匀的线路，可能导致过早脱扣。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种处理简单、容易实现的热记忆电路，通过铁电存储器等非易失存储器“记忆”线路切断时各相极累积的热量值，采用电容放电来模拟热量的散热，并根据电容剩余电压值来换算成各相极的剩余热量值，从而实现热记忆，电路简单，处理容易。

为了解决上述技术问题，本实用新型一种热记忆保护电路，设置于断路器或电子式热过载继电器中的电子式脱扣器内，该断路器或电子式热过载继电器设置于电源和负载设备之间，该断路器或电子式热过载继电器还包括了脱扣线圈、电流互感器，脱扣线圈用于驱动断路器断开或电子式热过载继电器动作，电流互感器用于检测线路的各相极电流，电子式脱扣器分别与脱扣线圈及电流互感器相连。该热记忆保护电路包括微处理器MCU、非易失存储器、储能电路、断电判断电路、充放电控制电路和电容电压反馈电路，微处理器MCU分别与非易失存储器、储能电路、断电判断电路、充放电控制电路及电容电压反馈电路连接。

具体的，所述非易失存储器是由铁电存储器、EEPROM等具有类似功能的存储器。不局限于独立于微处理器MCU存在，或固化在微处理器内部。

具体的，断电判断电路是由电阻R1和电阻R2实现，电阻R1的一端连接VCC1和储能电路，电阻R1的另一端连接电阻R2的一端和微控制器MCU的AD2端口，电阻R2的另一端接地。这样，系统不需要实时了解当前断路器运行状况，而是通过该断电判断电路智能判断是否断电，如果断电，即将能量存储至非易失存储器。

储能电路是由二极管D1、电容C1、电容C2、低压差线性稳压器LDO实现，二极管D1的正极连接断电判断电路，二极管D1的负极连接电容C1的一端、电容C2的一端和低压差线性稳压器LDO的电源输入端，电容C1的另一端、电容C2的另一端和低压差线性稳压器LDO的地线接地，低压差线性稳压器LDO的电源输出端连接微控制器MCU的电源端。该储能电路保证了断电后有足够的时间进行热记忆能量存储。