本發(fā)明涉及一種電子開關(guān)電路，尤其是涉及一種低成本低功耗的電子開關(guān)電路。

背景技術(shù)：

由于電能表外置斷路器提出了全自動(dòng)自動(dòng)重合閘斷路器的需求，在實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)品的過程中，各大廠家都是使用開關(guān)電源、直流電機(jī)完成重合閘功能，微動(dòng)開關(guān)或者傳感器進(jìn)行開關(guān)位置檢測(cè)。

如果使用傳感器，由于本身的待機(jī)功耗比較大，一般都是mA級(jí)別，這樣開關(guān)電源待機(jī)功耗會(huì)超過AC0.2mA，不滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求。

現(xiàn)有的控制電路為了滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，使用驅(qū)動(dòng)芯片控制微動(dòng)開關(guān)進(jìn)行斷路器開關(guān)的動(dòng)作，同時(shí)微動(dòng)開關(guān)的檢測(cè)上拉電阻一般都加的比較大，有很大的功耗，并且微動(dòng)開關(guān)容易生銹等原因會(huì)影響產(chǎn)品的壽命和可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種超低功耗、檢測(cè)準(zhǔn)確、低成本、結(jié)構(gòu)簡單的低成本低功耗的電子開關(guān)電路。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種低成本低功耗的電子開關(guān)電路，用以控制斷路器中檢測(cè)開關(guān)狀態(tài)的霍爾傳感器，電子開關(guān)電路包括：

電源子電路：包括一全波整流橋，通過進(jìn)線端連接到母線，并且為電子開關(guān)電路供電；

電源信號(hào)檢測(cè)子電路：與電源子電路連接，包括分壓檢測(cè)單元和LC濾波單元，用以檢測(cè)進(jìn)線端所在的母線是否存在電壓，并且對(duì)電源子電路進(jìn)行LC濾波；

降壓穩(wěn)壓子電路：與電源信號(hào)檢測(cè)子電路連接，用以產(chǎn)生12V穩(wěn)壓電源供電；

霍爾傳感器控制子電路：與降壓穩(wěn)壓子電路連接，用以控制霍爾傳感器檢測(cè)斷路器開關(guān)的位置；

MCU：分別與電源信號(hào)檢測(cè)子電路、降壓穩(wěn)壓子電路、霍爾傳感器控制子電路和霍爾傳感器連接，用以獲取分壓檢測(cè)單元的母線電壓信號(hào)和霍爾傳感器的位置信號(hào)，并產(chǎn)生霍爾傳感器控制信號(hào)通過霍爾傳感器控制子電路控制霍爾傳感器的開關(guān)。

所述的分壓檢測(cè)單元包括第十電容、第十一電容以及依次串聯(lián)的第二電阻、第五電阻、第七電阻、第十電阻和第十二電阻，所述的第二電阻與全波整流橋一輸出端連接，所述的第十二電阻一端接地，所述的第十電容一端連接到第七電阻和第十電阻之間，另一端接地，所述的第十一電容一端連接到第十電阻和第十二電阻之間，另一端接地，所述的MCU的母線電壓信號(hào)引腳連接到第十電阻和第十二電阻之間。

所述的降壓穩(wěn)壓子電路為包括依次連接的開關(guān)電源芯片、變壓器和線形穩(wěn)壓器，所述的開關(guān)電源芯片與LC濾波單元連接，所述的線形穩(wěn)壓器的輸出端與MCU連接，所述的變壓器輸出端與霍爾傳感器控制子電路連接。

所述的霍爾傳感器控制子電路包括三極管和MOSFET管，所述的三極管的集電極與變壓器輸出端連接，發(fā)射極與霍爾傳感器連接，基極通過第一限流電阻與MOSFET管的漏極連接，所述的MOSFET管的柵極與MCU的霍爾傳感器控制信號(hào)引腳連接，源極接地。

所述的霍爾傳感器的位置信號(hào)包括分閘位置信號(hào)、合閘位置信號(hào)和自由位置信號(hào)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

一、超低功耗：本發(fā)明在監(jiān)控時(shí)，只有MCU處于間歇工作狀態(tài)，只需定時(shí)檢測(cè)信號(hào)，一旦動(dòng)作，則喚醒其他元件進(jìn)行動(dòng)作，其他元件動(dòng)作后，回到閑置狀態(tài)，因此能夠使整機(jī)電源線待機(jī)輸入功耗AC0.2mA以下，控制信號(hào)線功耗AC1mA以下。

二、檢測(cè)準(zhǔn)確：本發(fā)明采用霍爾傳感器代替原有的微動(dòng)開關(guān)對(duì)開關(guān)位置進(jìn)行檢測(cè)，防止了微動(dòng)開關(guān)容易生銹和磨損帶來的檢測(cè)不準(zhǔn)確，能夠適應(yīng)比較惡劣的環(huán)境。

三、低成本、結(jié)構(gòu)簡單：本發(fā)明采用三極管和MOSFET管組成的霍爾傳感器控制子電路代替了原有的驅(qū)動(dòng)芯片，節(jié)省了成本，同時(shí)更加降低了功耗，并且結(jié)構(gòu)簡單，操作穩(wěn)定。

附圖說明

圖1為電源子電路和電源信號(hào)檢測(cè)子電路的電路圖。

圖2為降壓穩(wěn)壓子電路的電路圖。

圖3為MCU的電路結(jié)構(gòu)圖。

圖4為霍爾傳感器控制子電路的電路結(jié)構(gòu)圖。

圖5為霍爾傳感器檢測(cè)斷路器開關(guān)的位置的電路結(jié)構(gòu)圖，其中，圖(5a)為控制斷路器開關(guān)處于合閘位置的電路結(jié)構(gòu)圖，圖(5b)為控制斷路器開關(guān)處于分閘位置的電路結(jié)構(gòu)圖，圖(5c)為控制斷路器開關(guān)處于自由位置的電路結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例：

一種低成本低功耗的電子開關(guān)電路，用以控制斷路器中檢測(cè)開關(guān)狀態(tài)的霍爾傳感器，電子開關(guān)電路包括：

如圖1和2所示，電源子電路：包括一全波整流橋，通過進(jìn)線端連接到母線，并且為電子開關(guān)電路供電；

電源信號(hào)檢測(cè)子電路：與電源子電路連接，包括分壓檢測(cè)單元和LC濾波單元，用以檢測(cè)進(jìn)線端所在的母線是否存在電壓，并且對(duì)電源子電路進(jìn)行LC濾波，如圖1所示，分壓檢測(cè)單元包括第十電容R10、第十一電容R11以及依次串聯(lián)的第二電阻R2、第五電阻R5、第七電阻R7、第十電阻R10和第十二電阻R12，第二電阻R2與全波整流橋一輸出端連接，第十二電阻R12一端接地，第十電容R10一端連接到第七電阻R7和第十電阻R10之間，另一端接地，第十一電容R11一端連接到第十電阻R10和第十二電阻R12之間，另一端接地，MCU的母線電壓信號(hào)引腳連接到第十電阻R10和第十二電阻R12之間；

降壓穩(wěn)壓子電路：與電源信號(hào)檢測(cè)子電路連接，用以產(chǎn)生12V穩(wěn)壓電源供電，降壓穩(wěn)壓子電路為包括依次連接的開關(guān)電源芯片U2、變壓器T1和線形穩(wěn)壓器U1，開關(guān)電源芯片U2與LC濾波單元連接，線形穩(wěn)壓器U1的輸出端與MCU連接，變壓器T1輸出端與霍爾傳感器控制子電路連接,開關(guān)電源芯片U2采用UCC28910芯片；

如圖4和5所示，霍爾傳感器控制子電路：與降壓穩(wěn)壓子電路連接，用以控制霍爾傳感器檢測(cè)斷路器開關(guān)的位置，包括分閘位置信號(hào)、合閘位置信號(hào)和自由位置信號(hào)?；魻杺鞲衅骺刂谱与娐钒ㄈ龢O管VT1和MOSFET管VT2，三極管VT1的集電極與變壓器T1輸出端連接，發(fā)射極與霍爾傳感器連接，基極通過第一限流電阻R101與MOSFET管VT2的漏極連接，MOSFET管VT2的柵極與MCU的霍爾傳感器控制信號(hào)引腳連接，源極接地；

如圖3所示，MCU：分別與電源信號(hào)檢測(cè)子電路、降壓穩(wěn)壓子電路、霍爾傳感器控制子電路和霍爾傳感器連接，用以獲取分壓檢測(cè)單元的母線電壓信號(hào)和霍爾傳感器的位置信號(hào)，并產(chǎn)生霍爾傳感器控制信號(hào)通過霍爾傳感器控制子電路控制霍爾傳感器的開關(guān)，MCU采用MSP430FR572X型單片機(jī)。

本發(fā)明通過電子開關(guān)電路控制開關(guān)電源12V輸出的通斷，12V輸出能夠供線性穩(wěn)壓器和霍爾傳感器進(jìn)行工作，因?yàn)榛魻杺鞲衅鞔龣C(jī)功耗比較大，所以可以通過本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)霍爾傳感器電源的控制，保證待機(jī)狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)霍爾傳感器的零功耗。

具體實(shí)現(xiàn)方案是，PNP三極管VT1作為開關(guān)管，N溝道MOSFET管VT2作為MCU的控制開關(guān)，

電阻R104保證待機(jī)情況下，PNP三極管VT1可靠關(guān)斷，限流電阻R101限制VT2的漏極電流，R102、R103保證VT2可靠開關(guān)；

當(dāng)MCU判斷需要斷路器開關(guān)動(dòng)作時(shí)，MCU產(chǎn)生霍爾傳感器控制信號(hào)并發(fā)送到VT2的柵極，VT2的柵極獲得高電平，VT2導(dǎo)通，同時(shí)VT1也導(dǎo)通，霍爾傳感器電源接通，開始工作檢測(cè)斷路器開關(guān)的位置信號(hào)并返回給MCU，

當(dāng)MCU判斷不需要斷路器開關(guān)動(dòng)作時(shí)，MCU產(chǎn)生霍爾傳感器控制信號(hào)并發(fā)送到VT2的柵極，VT2的柵極施加低電平，VT2關(guān)斷，同時(shí)VT1也關(guān)斷，霍爾傳感器停止工作，這樣的控制能夠使整個(gè)控制電路的功耗與傳感器無關(guān)，實(shí)現(xiàn)超低待機(jī)功耗開關(guān)功耗成為可能。

因此本發(fā)明使用了霍爾傳感器代替了原有的微動(dòng)開關(guān)，設(shè)計(jì)了一種能夠通過外部電路完成霍爾傳感器電源的控制電路，實(shí)現(xiàn)需要傳感器信號(hào)時(shí)，通過MCU打開傳感器電源，自動(dòng)合閘或者分閘完成后，切斷傳感器電源，降低功耗，使得使用傳感器，和實(shí)現(xiàn)高精度，高可靠性位置檢測(cè)成為可能，同時(shí)成本相對(duì)比較低廉。