[发明专利]电子式断路器电流源恒压控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种电子式断路器电流源恒压控制系统。

背景技术

本发明主要应用在无需辅助电源，有电流通过的设备中产生恒定电压给内部电子设备供电的场合。如电子式断路器、万能式断路器等，其工作时流过的电流从几安培到上万安培，如采用传统的可变阻抗(根据电流的大小产生大小不同的负载阻抗)的方式来恒定输出电压，那么在通过大电流时负载阻抗会有很高的功率耗散从而产生很大的热量，需要选用大功率负载，且长时间有烧毁风险。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明旨在提供了一种电子式断路器电流源恒压控制系统，可以采用MOS管控制单元和PWM控制组合的方式来调节负载稳定电压，具有发热小，电流范围宽，电路简单成本低的优点。

第一方面，本发明提供了电子式断路器电流源恒压控制系统，包括：

电流互感模块，用于从高压侧将电流耦合至低压侧为系统提供电源和采样电流；

整流模块，用于将交流电源整流成单一方向的脉动电压；

功率控制模块，用于将单一方向的脉动电压进一步限定在一个固定的范围内，保证后端电路的稳定输出；

隔离保护模块，用于防止系统中电流反向流动，破坏功率控制模块的作用；

稳压模块，用于将功率控制模块输出的限定在一个固定范围内的电压值稳定在一个固定值后向外输出。

进一步地，所述电流互感模块的输出端连接至所述整流模块的输入端，所述整流模块的输出端连接至隔离保护模块的输入端，所述隔离保护模块的输出端连接至所述稳压模块的输入端，所述功率控制模块的输入端与所述隔离保护模块的输出端连接，所述功率控制模块的输出端与所述隔离保护模块的输入端连接。

进一步地，所述功率控制模块包括PWM信号发生单元以及MOS管控制单元，所述PWM信号发生单元的输出端与MOS管控制单元的栅极连接，所述MOS管控制单元的源极连接至所述隔离保护模块的输入端，所述MOS管控制单元的漏极连接至工作地。

进一步地，所述电流互感模块包括功率型电流互感器CT1、功率型电流互感器CT2、功率型电流互感器CT3，所述功率型电流互感器CT1采样三项交流电中L1相线的电压和电流，所述功率型电流互感器CT2采样三项交流电中L2相线的电压和电流，所述功率型电流互感器CT3采样三项交流电中L3相线的电压和电流。

进一步地，所述整流模块包括整流桥U3、整流桥U4、整流桥U5，所述整流桥U3的第一引脚和第二引脚分别连接至所述功率型电流互感器CT1，所述整流桥U4的第一引脚和第二引脚分别连接至所述功率型电流互感器CT2，所述整流桥U5的第一引脚和第二引脚分别连接至所述功率型电流互感器CT3；所述整流桥U3、整流桥U4、整流桥U5分别连接至所述二极管隔离模块的输入端。

进一步地，所述稳压模块包括三端稳压器U2、第一稳压电容C1、第二稳压电容C2、第三稳压电容C3以及第四稳压电容C4；所述三端稳压器U2的第二引脚连接至工作地，所述三端稳压器U2的第一引脚连接至电源VCC,所述第一稳压电容C1以及第二稳压电容C2分别跨接在所述三端稳压器U2的第三引脚与工作地之间，所述第三稳压电容C3以及第四稳压电容C4分别跨接在所述三端稳压器U2的第一引脚与工作地之间。

进一步地，所述PWM信号发生单元包括运算放大器U1以及电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7，所述运算放大器U1的第八引脚连接至电源VCC，所述运算放大器U1的第四引脚连接至工作地，所述运算放大器U1的第二引脚以并联的方式分别连接至电阻R6的一端和电阻R7的一端，所述运算放大器U1的第三引脚以并联的方式分别连接至电阻R2的一端和电阻R3的一端；所述运算放大器U1的第一引脚与所述电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端连接至所述MOS管控制单元的栅极；所述电阻R6的另一端连接至电源VCC，所述电阻R7的另一端连接至工作地；所述电阻R2的另一端连接至运算放大器U1的第一引脚，所述电阻R3的另一端以并联的方式分别连接至电阻R4的一端和电阻R5的一端，所述电阻R4的另一端连接至所述隔离保护模块的输出端，所述电阻R5的另一端连接至工作地。