[发明专利]小型断路器开关电源电路

说明书

一种小型断路器开关电源电路，包括输入电源保护电路、待机限流电路、AC‑DC开关电源电路、电机工作电路、电源降压电路和包括MCU的控制电路；所述输入电源保护电路、待机限流电路、AC‑DC开关电源电路依次连接，所述AC‑DC开关电源电路分别与电机工作电路和电源降压电路连接，电机工作电路用于驱动电机并为电机提供工作电流，电源降压电路将AC‑DC开关电源电路提供的电源降压后为控制电路供电，MCU与电机工作电路连接，通过电机工作电路控制电机工作，所述待机限流电路用于在MCU待机时限流。本发明具有简化的电路结构，在满足功率需求的同时占用较小的空间。

技术领域

本发明涉及低压断路器领域，具体涉及一种小型断路器开关电源电路。

背景技术

随着智能电网建设的逐步推进，电能表外置微型断路器是配合智能电能表实现智能费控功能的关键器件，当用户处于欠费状态时，智能电能表控制电能表外置断路器分闸断电，当用户续费后，智能电能表控制电能表外置断路器合闸通电。但由于外置断路器连接在电能表上也会作为负载的一部分，其功率的消耗也会纳入电能表计量中，若外置断路器的自身功耗过大，则会产生即使没有用户负载电能表也会产生费用。

现有的电能表外置断路器包括电源输入电路、开关电源电路、线性电源电路、微控制器(MCU)及外围电路和电机电源驱动电路五部分构成(参见图8)，微控制器(MCU)实现断路器的安全保护控制，也能用于与电能表通信等功能，电能表外置断路器配有带有电机的驱动模块，用于远程控制断路器合闸和分闸。电源输入电路直接从主回路取电，其中一个回路连接开关电源电路产生电机电源及驱动芯片电源，另一个回路连接线性电源电路产生MCU及外围电路所需要的电源。其中，开关电源电路中采用一款专用的AC-DC电源芯片反激式开关电路来实现超低功耗，该芯片内部集成高压功率MOSFET，且可提供零待机模式。MCU输出连接到开关电源电路，可控制开关电源芯片工作模式。同时MCU连接到电机电源驱动电路,可控制电机工作状态。该方案需要采用两个供电回路：开关电源电路与线性电源电路。其中开关电源电路需要专用电源芯片，极大限制了器件的选型，而且电路较复杂。线性电源电路由于输入电压范围60％至120％额定电压，导致提供给MCU电源波动范围大，极大影响MCU工作的可靠性。小型断路器尤其为1P+N断路器结构中对空间、体积有严苛要求，现有电源方案则不能完全满足要求，所以设计一款体积更小、电路精简且满足功耗要求的电源电路用于外置电能表断路器具有实际价值与现实意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单且能满足功耗需求的小型断路器开关电源电路。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种小型断路器开关电源电路，包括输入电源保护电路、待机限流电路、AC-DC开关电源电路、电机工作电路、电源降压电路和包括MCU的控制电路；

所述输入电源保护电路、待机限流电路、AC-DC开关电源电路依次连接，所述AC-DC开关电源电路分别与电机工作电路和电源降压电路连接，电机工作电路用于驱动电机并为电机提供工作电流，电源降压电路将AC-DC开关电源电路提供的电源降压后为控制电路供电，MCU与电机工作电路连接，通过电机工作电路控制电机工作，所述待机限流电路用于在MCU待机时限流。

进一步，所述待机限流电路包括电压保护器件和至少一个限流电阻，所述至少一个限流电阻与电压保护器件并联；在MCU处于待机状态时，输入电流小，电压保护器件截止使电流流经限流电阻被限流，在MUC处于工作状态时，输入电流大，电压保护器件导通短路限流电阻。

进一步，所述待机限流电路包括限流电阻R1和双向TVS管D6，所述双向TVS管D6和限流电阻R1并联，

待机限流电路的输入电流为I₁，从限流电阻R1上流过的电流为I₂，从双向TVS管D6流过的电流为I₃，I₁＝I₂+I₃；