一種應用于車廂電器系統的智能塑殼斷路器技術方案

本實用新型專利技術實施例提供了應用于車廂電器系統的智能塑殼斷路器，包括存儲有控制程序且內置時間控制器的單片機、電流采樣模塊、斷路器閉合位置信號模塊、脫扣機構，電流采樣模塊包括電流互感器以及依次連接的采樣電阻R、積分單元、濾波單元、放大器N，電流互感器的二次側兩個輸出端分別連接采樣電阻R的兩端；電流采樣電路包括分別輸出第一基準電壓、第二基準電壓的第一基準電壓源、第二基準電壓源以及第一電阻R、第三電阻R；放大器N為差分放大器N，可有效抑制電流互感器輸出信號中耦合噪聲的干擾，提高電流采樣精度，提高檢測的準確性。提高檢測的準確性。提高檢測的準確性。

【技術實現步驟摘要】
一種應用于車廂電器系統的智能塑殼斷路器


[0001]本技術涉及斷路器
，特別是涉及應用于車廂電器系統的智能塑殼斷路器。

技術介紹

[0002]斷路器是指能夠關合、承載和開斷正常回路條件下的電流并能在規定的時間內關合、承載和開斷異常回路條件下的電流的開關裝置。既可以手動開關電流，又能在斷路器所在的電路發生異常時自動切斷電路，具有廣泛的應用。
[0003]在火車上，就設置有大量的斷路器來給火車的安全運行提供保障，且現階段多采用智能斷路器。智能斷路器的電流采樣端多采用電流感應性能比較線性的電流互感器，其中樞部件是電子脫扣器，承擔智能斷路器的各種保護、報警、顯示與控制功能，電子脫扣器的信號通常取自套在母線上的電流互感器的二次輸出側，其感應的二次電流輸出與一次母線電流的微分成正比，再通過后級電路的調理和AD轉換，進一步轉化成數字信號，由后續的單片機進行接收，再判斷是否需要斷開回路。
[0004]但是，在電流采樣的過程中，電流互感器的一次側出現小電流時，感應出來的信號比較微弱，容易受到電流互感器二次輸出線上的耦合噪聲的干擾，該類干擾一般屬于共模干擾，由于共模干擾的存在，導致一次側小電流時電子脫扣器的測量精度較差，不適合在對安全性能要求較高的火車上使用，函待解決。

技術實現思路

[0005]本技術實施例的目的在于提供一種應用于車廂電器系統的智能塑殼斷路器，以實現智能塑殼斷路器測量精度的提升。具體技術方案如下：
[0006]第一方面，一種應用于車廂電器系統的智能塑殼斷路器，包括存儲有控制程序且內置時間控制器的單片機、電流采樣模塊、斷路器閉合位置信號模塊、脫扣機構，所述電流采樣模塊包括與單片機耦接的電流采樣電路；
[0007]所述斷路器閉合位置信號模塊的輸出端連接單片機，所述脫扣機構的輸入端連接單片機；
[0008]所述電流采樣模塊包括電流互感器以及依次連接的采樣電阻R2、積分單元、濾波單元、放大器N2，所述電流互感器的二次側兩個輸出端分別連接所述采樣電阻R2的兩端；
[0009]所述電流采樣電路包括分別輸出第一基準電壓、第二基準電壓的第一基準電壓源、第二基準電壓源以及第一電阻R1、第三電阻R3；第一基準電壓與第二基準電壓的極性相反而幅值相等；第一電阻R1、第三電阻R3分別接于所述采樣電阻R2的兩端，從而構成由第一電阻R1、采樣電阻R2、第三電阻R3串聯而成的串聯電路；所述串聯電路的兩端分別連接第一基準電壓源的輸出端、第二基準電壓源的輸出端；所述放大器N2為差分放大器N2。
[0010]在一種可能實現的方式中，第一電阻R1和第三電阻R3的阻值基本相等且遠大于所述電流互感器的二次側內阻，所述采樣電阻R2的阻值遠大于第一電阻R1和第三電阻R3的阻
值，第一基準電壓與第二基準電壓的幅值大于等于所述電流互感器二次側在未斷線情況下的感應電壓最大值。
[0011]在一種可能實現的方式中，第一基準電壓源和第二基準電壓源中的其中之一為電平轉換器，其輸入端連接另一個基準電壓源的輸出端。
[0012]在一種可能實現的方式中，所述積分單元包括第三電阻R3、第五電阻R5和第一電容C1，第三電阻R3的一端、第五電阻R5的一端分別連接所述采樣電阻R2的兩端，第三電阻R3的另一端、第五電阻R5的另一端分別接第一電容C1的兩端；第三電阻R3和第五電阻R5的阻值相同。
[0013]在一種可能實現的方式中，所述濾波單元包括第六電阻R6、第七電阻R7、第二～第四電容C4，第六電阻R6的一端、第七電阻R7的一端分別連接積分單元的兩個輸出端，第六電阻R6的另一端、第七電阻R7的另一端分別接第三電容C3的兩端，第三電容C3的一端串接第二電容后接地，第三電容C3的另一端串接第四電容C4后接地。
[0014]在一種可能實現的方式中，所述單片機連接有微動開關，該微動開關的輸入端連接單片機，微動開關的輸出端連接脫扣機構的輸入端。
[0015]在一種可能實現的方式中，所述單片機連接有用于連接外接分勵信號的第一分勵輸入模塊、第二分勵輸入模塊。
[0016]本技術實施例提供的智能塑殼斷路器，通過濾波單元濾波后的采樣信號可進行A/D轉換，然后通過單片機運算得到準確的電流值，并在電流互感器的一次側為小電流時，電流互感器二次側線圈感應出來的信號比較微弱，由于采用具有較高的共模抑制比的差分放大器N2，可有效抑制電流互感器輸出信號中耦合噪聲的干擾，提高電流采樣精度，提高檢測的準確性。
[0017]當然，實施本技術的任一產品或方法并不一定需要同時達到以上所述的所有優點。
附圖說明
[0018]為了更清楚地說明本技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的實施例。
[0019]圖1為本技術的原理方框圖；
[0020]圖2為本技術實施例的電路原理示意圖；
[0021]圖3為本技術實施例電流互感器二次側斷線時的電路原理示意圖。
具體實施方式
[0022]下面將結合本技術實施例中的附圖，對本技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本技術保護的范圍。
[0023]本技術實施例提供了一種應用于車廂電器系統的智能塑殼斷路器，如圖1所
示，其包括存儲有控制程序且內置時間控制器的單片機1、電流采樣模塊2、斷路器閉合位置信號模塊4、脫扣機構4，電流采樣模塊2包括與單片機耦接的電流采樣電路；
[0024]斷路器閉合位置信號模塊4的輸出端連接單片機1，脫扣機構4的輸入端連接單片機1；
[0025]電流采樣模塊2可以檢測電源的電流、電壓、功率等電信號，并將該信號傳遞至單片機1。斷路器閉合位置信號模塊4的輸出端連接單片機1，脫扣機構4的輸入端連接單片機1，斷路器閉合位置信號模塊4可以檢測斷路器的開合狀態，并將該開合狀態傳遞至單片機1。
[0026]本實施例可以通過電子元件控制脫口機構，控制精度高，既可以檢測電路的用電情況，又可以實現過載長延時、過載短延時、短路瞬時的三段保護，可以對電路起到更好的保護作用。
[0027]示例的，單片機1可以采用為LPC1114ARM處理器，運行速度快，可以確保處理信號的實時性。
[0028]結合圖1和圖2所示，電流采樣模塊包括電流互感器22以及依次連接的采樣電阻R2、積分單元、濾波單元、放大器N2，電流互感器22的二次側兩個輸出端分別連接采樣電阻R2的兩端；
[0029]電流采樣電路還包括分別輸出第一基準電壓Vref1、第二基準電壓Vref1的第一基準電壓源、第二本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種應用于車廂電器系統的智能塑殼斷路器，包括存儲有控制程序且內置時間控制器的單片機(1)、電流采樣模塊(2)、斷路器閉合位置信號模塊(3)、脫扣機構(4)，其特征在于，所述電流采樣模塊(2)包括與單片機(1)耦接的電流采樣電路(21)；所述斷路器閉合位置信號模塊(3)的輸出端連接單片機(1)，所述脫扣機構(4)的輸入端連接單片機(1)；所述電流采樣模塊(2)包括電流互感器22以及依次連接的采樣電阻R2、積分單元、濾波單元、放大器N2，所述電流互感器22的二次側兩個輸出端分別連接所述采樣電阻R2的兩端；所述電流采樣電路(21)包括分別輸出第一基準電壓、第二基準電壓的第一基準電壓源、第二基準電壓源以及第一電阻R1、第三電阻R3；第一基準電壓與第二基準電壓的極性相反而幅值相等；第一電阻R1、第三電阻R3分別接于所述采樣電阻R2的兩端，從而構成由第一電阻R1、采樣電阻R2、第三電阻R3串聯而成的串聯電路；所述串聯電路的兩端分別連接第一基準電壓源的輸出端、第二基準電壓源的輸出端；所述放大器N2為差分放大器N2。2.如權利要求1所述的智能塑殼斷路器，其特征在于，第一電阻R1和第三電阻R3的阻值基本相等且遠大于所述電流互感器22的二次側內阻，所述采樣電阻R2的阻值遠大于第一電阻R1和第三電阻R3的阻值，第一基準電壓與第二基準電壓的幅值大于等于所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王聰，
申請(專利權)人：嘉興市加控電氣設備制造有限公司，
類型：新型
國別省市：