[发明专利]一种基于微控制器的欠压、分励脱扣器及PWM信号占空比调整方法

说明书

本发明涉及低压配电保护技术领域，具体为一种电磁铁驱动电路，包括接入端，所述接入端连接有第一二级管，所述第一二极管上并联有电磁铁，所述第一二极管连接有MOS管，其特征在于，所述MOS管的一端连接有推挽电路，所述推挽电路的一端连接PWM端口，其中PWM端口设置在微控制器上。另外还提供了一种基于微控制器的欠压、分励脱扣器，以及PWN信号调整方法，本发明将欠压保护、分励功能融于一体、并采用PWM技术动态调整电磁铁的吸合维持力和功耗，降低了产品成本、功耗，提高了可靠性和使用寿命。

技术领域

本发明涉及低压配电保护技术领域，具体涉及一种基于微控制器的欠压、分励脱扣器及PWM信号占空比调整方法。

背景技术

低压配电网的主要故障保护设备是断路器。为了满足《GB/T 14048.2低压开关设备和控制设备第2部分：断路器》的要求，断路器一般会配置过流故障保护、欠压故障保护、接地故障保护等功能；为了就地或远程控制器断路器，还配置了分励、闭合功能。这些功能都采用电磁铁作为执行器。

但是，当前断路器上对电磁铁的控制多数是直接施加交流或直流电源来完成吸合、保持和释放。这样的模式在保持阶段的功耗大、温升高，产品寿命短，经常出现电磁铁线圈烧坏的故障现象；其次释放电压不准确，难以实现准确的欠压保护。

部分产品为了改善功耗大、温升高的问题，采用了图1所示的驱动电路，即在吸合动作时[Q6]导通[Q5]关闭、在保护阶段[Q5]导通[Q6]关闭。这个解决方案的本质是用电阻[R6]限制的电磁铁两端电压从而降低电磁铁的维持功耗，降低电磁通的温升；但电阻却引入了额外的功耗，且驱动电压的变化会显著影响电磁通的维持力，使可靠性降低。

另外，一个断路器上配置多个电磁铁，产品的结构臃肿。能否让同一电磁通执行一个以上的功能，也是本发明思考的一个问题。

发明内容

鉴于上述原因，本发明利用数字控制(DC)技术和PWM技术结合，重点解决脱扣器在保持阶段的功耗大、温升高、维持力不稳定等问题。同时，为了解决臃肿问题，将分励脱扣器的功能集成到欠压脱扣器中，不仅完美实现双功能且互不冲突，也降低显著了产品成本。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电磁铁驱动电路，包括接入端，所述接入端连接有第一二级管，所述第一二极管上并联有电磁铁，所述第一二极管连接有MOS管，其中所述MOS管的一端连接有推挽电路，所述推挽电路的一端连接PWM端口，其中PWM端口设置在微控制器上。

基于上述技术方案本发明进一步设置，所述推挽电路包括第一三级管、第二三极管，所述MOS管的一端分别与所述第一三极管和第二三极管发射级连接，所述第一三极管和第二三极管的基极相连后连接有第三三极管，所述第三三极管的基极与所述PWM端口连接，其中所述第一三极管和第三三极管之间设置有第一电阻；所述第三三极管的基极连接有支路一与支路二，所述支路一上设置有与所述PWM端口连接的第二电阻，所述支路二上设置有第三电阻，所述第三电阻的另外一端接地。

基于上述技术方案，本发明进一步设置，还包括位于接入端一侧的第二二极管和第一电容，所述第一电容的另外一端接地。

其中，上述中的电磁铁驱动电路由储能电路、开关电路和续流电路组成。储能电路提供驱动电磁铁的足够能量，开关电路的输入连接到微控制器的 PWM信号输出引脚，输出连接到电磁铁。续流电路用于释放开关电路关闭期间电磁铁中储存的能量。

另外设置的推挽电路中的三个三极管，用于接收来自微控制器的3.3V电平或脉冲信号，转换成9V的电平或脉冲信号。

此外本发明还提供了一种基于微控制器的欠压、分励脱扣器，包括如上所述的电磁铁驱动电路。

基于上述技术方案，本发明进一步设置，还包括分励信号接口电路，用于接收分励信号并转换成相应电压电平系统的高低电平，并反馈至微控制器；以及