电源断路器.pdf

本发明提供一种带延时分励功能的断路器，用于配合IC卡预付费电度表对预付费电量进行监控，该断路器包括脱扣装置，具有电磁铁，用于通过电磁力致动电源线路的分断开关；以及信号处理装置，用于接收电度表联络信号以控制所述电磁铁。当电度表预存电量使用完毕时，响应电度表的联络信号从而断开系统电源的功能。

1、  一种电源断路器，包括：
包含有电磁铁的脱扣装置，用于通过电磁力致动电源线路的分断开关；
信号处理装置，用于接收电度表联络信号以控制所述电磁铁。

2、  如权利要求1所述的电源断路器，其中所述信号处理装置包括与所述电磁铁串联地连接在所述电源线路之间的稳压装置。

3、  如权利要求1或2所述的电源断路器，其中所述信号处理装置包括：
转换电路，用于将所述电度联络信号转换成一电度指示信号；
驱动电路，用于根据所述电度指示信号来驱动所述电磁铁。

4、  如权利要求3所述的电源断路器，其中所述驱动电路还包括：
延时电路，用于延时输出所述电度指示信号；
具有控制端子的可控开关，与所述电磁铁串联地连接在所述电源线路之间，该控制端子接收所述经过延时的电度指示信号以控制所述可控开关的导通。

5、  如权利要求4所述的电源断路器，其中所述转换电路包括光耦。

6、  如权利要求5所述的电源断路器，其中所述可控开关为可控硅。

7、  如权利要求6所述的电源断路器，其中所述延时电路为由电容和电阻构成的积分电路。

8、  一种电源断路器，包括：
分断开关，设置于电源与负载之间；
包含有电磁铁的磁脱扣装置，用于通过电磁力致动分断开关以分断所述电源与负载；
信号处理装置，用于根据电度表的供电联络信号控制所述磁脱扣装置。

9、  如权利要求8所述的电源断路器，其中所述信号处理装置包括与所述电磁铁串联地连接在电源线路之间的抗干扰电路。

10、  如权利要求8或9所述的电源断路器，其中所述信号处理装置包括：
光耦，用于将所述供电联络信号转换成电度指示信号；
延时电路，用于延时输出所述电度指示信号；
具有控制端子的可控开关，与所述电磁铁串联地连接在电源线路之间，该控制端子接收所述经过延时的电度指示信号以控制所述可控开关的导通。

电源断路器
技术领域
本发明涉及电源断路器。
背景技术
随着国家电网改造的不断深化，IC卡预付费电度表这种电能计量和电能使用方式也越来越普及，而且带延时分励功能的微型断路器也得到了广泛应用，这种断路器一般均包括分合操作机构、灭弧系统、热脱扣系统、磁脱扣系统。同时国家对用电的安全性和可靠性方面也提出了更高的要求，根据国家相关规范，对用于与低压公共电网或者类似线路设施连接的设备，或者为确保用电安全用途的产品，在EMC性能方面提出新的要求。
发明内容
本发明正是考虑到以上两方面的要求而提出一种用于IC卡预付费电度表专用带延时分励功能的微型断路器。
根据本发明的一个方面，提供一种电源断路器，包括：包含有电磁铁的脱扣装置，用于通过电磁力致动电源线路开关；信号处理装置，用于接收电度表联络信号以控制所述电磁铁。
优选地，所述信号处理装置包括：转换电路，用于将所述电度联络信号转换成一电度指示信号；驱动电路，用于根据所述电度指示信号来驱动所述电磁铁。
优选地，所述驱动电路还包括：延时电路，用于延时输出所述电度指示信号；具有控制端子的可控开关，与所述电磁铁串联地连接在所述电源线路之间，该控制端子接收所述经过延时的电度指示信号以控制所述可控开关的导通。
根据本发明的另一个方面，提供一种断路器，包括：分断开关，设置于电源与负载之间；包含有电磁铁的磁脱扣装置，用于通过电磁力致动分断开关以分断所述电源与负载；信号处理装置，用于根据电度表的供电联络信号控制所述磁脱扣装置。
根据本发明的断路器，可以确保用户不能超额用电，并且在用户不重新购买电量前，电度表的保持供电信号将不能恢复，因此断路器也将不能被闭合。
根据本发明的一个优选方案，所述信号处理装置包括与所述电磁铁串联地连接在所述电源线路之间的稳压电路。该稳压电路的EMC满足4000V脉冲群和浪涌电压功能。当该微型断路器在经受4000V快速瞬变脉冲群和浪涌电压等电磁现象时候，经过稳压电路处理这些电磁现象后，断路器能够在这些电磁现象条件下安全可靠工作，为用户提供更加安全可靠的用电环境。而且，利用所述电磁铁作为电感器件，可在一定程度上阻止高频干扰源传入信号处理电路，从而提高信号处理电路的抗干扰能力。
附图说明
图1根据本发明的带延时分励功能的微型断路器原理框图；
图2是图1所示微型断路器中的转换电路图；
图3是图1所示微型断路器中的延时及驱动电路图；
图4是图1所示微型断路器中的抗干扰电路图。
具体实施方式
[实施例1]
根据本发明的电源断路器的实施例的结构如图1所示，包括：断路开关1，连接在负载与电源线N、L之间，可物理地接通与断开所述负载与电源；具有电磁铁DCT的磁脱扣装置2，通过电磁铁动作触发所述断路开关1分断负载与电源；电度表联络信号线3，可外接电度表从而获得电度表的联络信号；以及信号处理电路4，通过CR端口从信号线2接收电度表联系信号，从而控制所述磁脱扣装置2中的电磁铁。需要注意的是，为简明起见，电源断路器中的其它部件诸如灭弧系统等未示于图中。
在本发明中，断路开关1可采用现有技术实现，例如图1所示，其内部包括双金属片结构，可以为用户提供过载保护，即一但用电负荷超过规定的额定值时，断路器将根据负荷的实际大小，在相应的安全时间内切断负荷，确保配电系统的正常运行。而且，该断路开关内部的磁脱扣系统可以为用户提供短路保护，即当用户用电系统发生短路故障时，断路器将立即分断故障电路，确保配电系统的正常运行。
电度表联络信号线2连接到外部的电度表与信号处理电路的CR端口之间。当电度表中用户预存电量使用完毕时，预付费电度表将会通过信号线2将信号处理电路4的保持供电信号取消，从而确保用户不能超额用电。在本实施例中，信号处理电路4主要由以下几个核心子电路构成：转换电路41、延时驱动电路42构成，其中转换电路41将电度联络信号转换成一电度指示信号并输出给延时驱动电路42，延时驱动电路42根据该电度指示信号驱动所述磁脱扣装置来确定是否分断所述负载与电源。下面分别详细说明如下：
图2示出了转换电路41的一个示例，该电路41由CR端口接收电度表的联络信号，在正常工作时(即电度表预存有电量时)，通过线路2使CR端口保持通电信号高电位，使得光耦U1输入侧发光二极管阳极电位高于阴极电位，从而光耦U1的发光二极管处于导通状态并发光；同时光耦U1输出侧光敏三极管接收到发光二极管的光，因此处于导通状态，三极管集电极和发射极的电位基本相等。由于三极管发射极接系统地，因此转换电路41的输出端Vout输出保持向用户供电的低电位的电度指示信号。
当用户购买电量使用完毕，电度表将取消保持通电信号的输出，即此时CR端口电位不再是高电位，光耦U1输入侧发光二极管没有电流流过，从而光耦发光二极管处于不发光状态，此时光耦U1输出侧光敏三极管接收不到发光二极管的光而处于截至状态，输出端Vout将输出高电位。
图3示出延时及驱动电路42的结构，如图所示，该电路42主要由可控硅T1以及由电阻R3和C2构成的积分延时电路(请核实此说明是否准确)组成，其中可控硅T1的控制端子G与转换电路41的输出端Vout连接，电阻R2、C3串联在所述电源线L、N之间并且中间结点与所述控制端子G和转换电路Vout连接。此外，磁脱扣装置2的电磁铁DCT与所述可控硅T1以串联方式连接在电源线路L、N之间，通过控制端子G来控制可控硅T1的导通，从而驱动所述电磁铁DCT。
如图所示，当电度表仍存有电量时，即如上所述转换电路41输出低电位的电度指示信号，此时由于G端子处于低电位，因此可控硅T1截止不导通，电磁铁DCT不动作。当当用户购买电量使用完毕时，所述转换电路41输出高电位的电度指示信号，经过延时电路R3、C2的预定延时后，控制端子G变为高电位，从而驱动可控硅T1导通，驱动电磁铁DCT动作，以触发分断开关1分断负载。
在本发明中，由电阻R3和电容C2为主要元件组成的延时电路可根据实际需要调整延时时间，从而延时向可控硅控制端子G给出驱动信号。此外，在本例中还可以在控制端子G与系统地之间设置稳压管ZD1以及滤波电容C3等，以对可控硅进行限压和抗干扰保护。
[实施例2]
本实施例与实施例1的区别在于所述信号处理电路4还包括抗干扰电路。
如图1、4所示，该抗干扰电路主要由限电压元件压敏电阻YR1和位于外部的磁脱扣装置2的作为电感元件的电磁铁DCT组成，其中所述限电压元件压敏电阻YR1可物理地设置于信号处理电路4之内并且一端外接所述电磁铁DCT，另一端连接到分断开关1与负载之间的一条电源线例如N，从而限电压元件压敏电阻YR1和作为电感元件的电磁铁DCT串联在连接在所述电源线L、N之间并且位于分断开关1的靠近负载的一侧。
该抗干扰电路可以使断路器系统经受浪涌电压和快速脉冲群作用时，由限电压元件YR1将电路两端电压限制在安全范围内，这样使断路器在经受4000V快速瞬变脉冲群和浪涌电压等电磁现象时候，能够可靠工作。另外，利用电感器件可在一定程度上阻止高频干扰源传入信号处理电路，从而提高信号处理电路的抗干扰能力。
以上通过二个实施例介绍了本发明的特征和优点，但对于本领域人员清楚的是，本发明的方案并不局限于这里所公开的实施例，而是可以根据现有技术知识及本发明公开进行组合和修改且不脱离本发明的范畴，本发明的范围以所附权利要求为准。