[发明专利]新型供电采样电路、供电采样方法及其低压断路器

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种新型供电采样电路、供电采样方法及其低压断路器。

背景技术

随着国家经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们日常生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。

低压断路器是一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流，还可以接通和分断短路电流的开关电器，其在电力系统中发挥着巨大的作用。在低压断路器中，其供电采用电路一般采用两种方式：第一种方式是使用双电流互感器，其中一个电流互感器作为电流自生电源为控制器供电，另一个电流互感器则专门作为电流采样的电流互感器；但是由于需要使用两个电流互感器，因此使得低压断路器的体积较大，成本增加，难以应用在小尺寸的低压断路器中。第二种方式则是使用单电流互感器，该电流互感器不仅作为电流自生电源供，同时还承担着电流采样的作用；但是由于电流采样电路放置在供电电路后端，因此电流采样精度差，只能采集幅值，无法采集相位。

因此，若低压断路器需要进行电参量测量，传统的单电流互感器方式只能进行电流测量，无法测量功率和电量等采参数，且电流测量精度较差；而若采用双电流互感器的方式，虽然能满足高精度电参量测量的要求，但是也有双电流互感器体积大，成本高的缺点。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种体积小、成本低、测量精度高且供电和测量可靠的新型供电采样电路。

本发明的目的之二在于提供一种所述新型供电采样电路的供电采样方法。

本发明的目的之三在于提供一种包括所述新型供电采样电路和供电采样方法的低压断路器。

本发明提供的这种新型供电采样电路，包括一路电流互感器、整流电路、AD转换电路和控制电路，还包括信号采样电路、稳压电路和辅助电源电路；电流互感器的输出端通过整流电路输出直流电能，通过稳压电路稳压后输出供电电源；辅助电源电路的输出端连接稳压电路的输出端并输出供电电源；信号采样电路采样整流电路的输出电能信号并通过AD转换电路上传控制电路；控制电路用于根据上传的采样信号获得采样值，也用于检测辅助电源电路的工作状态并输出控制信号控制稳压电路工作。

所述的辅助电源电路为直流稳压模块或AC/DC供电电路。

所述的整流电路为整流桥。

所述的信号采样电路包括两路采样电阻；第一路采样电阻连接在整流桥的一个桥臂上，第二路采样电阻连接在整流桥的另一个桥臂上；所述信号采样电路用于采样整流电路的输出端的电源信号。

所述的稳压电路包括电压比较器、保护二极管、输出二极管和稳压开关管；稳压开关管的一端连接整流电路的输出端，另一端接地；整流电路的输出端通过保护二极管输出供电电源信号，供电电源信号和参考电源信号连接电压比较器的输入端，电压比较器的输出端连接稳压开关管的控制端，控制电路输出的控制信号通过输出二极管连接供电电源信号。

所述的稳压开关管为三极管或场效应管。

本发明还提供了所述新型供电采样电路的供电采样方法，包括如下步骤：

S1.系统上电并初始化完成；

S2.电流互感器根据母线电流输出电流信号，通过整流电路和稳压电路输出供电电源信号，同时辅助电源上电并输出供电电源信号，两者共同为后级电路提供电源信号；

S3.控制单元检测辅助电源的输出电源信号，并判断辅助电源的工作状态；

S4.根据步骤S3得到的辅助电源的工作状态，采用如下规则进行采样：

若辅助电源工作正常，则控制单元将连接稳压电路的控制信号置为高电平；同时控制单元获取信号采样电路通过AD转换电路上传的采样信号并得到相应的采样值，从而完成母线电源信号的采集；

若辅助电源工作异常，则控制单元将连接稳压电路的控制信号置为低电平；同时，控制单元获取信号采样电路通过AD转换电路上传的采样信号并得到相应的采样值，并将得到的采样值仅作为电流基础数据；

S5.若辅助电源工作异常，则稳压电路将整流电路的输出信号稳压在参考电源电平，保证后级电路的电源供应。

本发明还提供了包括所述新型供电采样电路和供电采样方法的低压断路器。