技术领域
[0001] 本实用新型涉及智能断路器技术领域，尤其涉及一种具有隔离 485接口的智能断路器。
背景技术
[0002] 从2015年开始启动的电表外置式断路器，使得基于
电机控制断路器合闸/分闸的机构经过了市场验证，并趋于稳定。目前，随着泛在电
力物联网的推进，对断路器的联网需求越来越迫切，近来不少低压电器厂家开始进入这个领域，推出了采用电表外置式断路器机构的带485接口的断路器，这些产品存在如下不足：产品带485接口具有网络功能，但是产品提供的485接口不具备隔离功能，多台设备组成手拉手的现地485总线，且总线应用于强电配电箱，各设备极易受到干扰，造成总线无法正常工作，加上现场排故较困难，直接影响断路器产品的推广应用。另外，电表外置式断路器的机构由早期的小电机与金属
齿轮组合体改成了成本更低的大电机与塑料齿轮组合体，虽然降低了成本，但牺牲了电控板的空间。
发明内容
[0003] 本实用新型的目的是为了解决
现有技术中存在的缺点，而提出的一种具有隔离485接口的智能断路器，在有限的空间里实现隔离485 接口的功能。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
[0005] 一种具有隔离485接口的智能断路器，包括电源模
块、MCU模块、
马达驱动模块、
信号采集模块和隔离485接口模块，所述电源模块分别与所述MCU模块、所述马达驱动模块、所述信号采集模块、所述隔离485接口模块电性连接；所述电源模块包括主电源和485电源，所述485电源的输入端连接所述主电源的输出端，所述485电源的输出端与所述隔离485接口模块连接；所述485电源包括微型
变压器、稳压
二极管、第一电容、第二电容、第一
电阻、电源芯片和第三电容，所述微型变压器的输入端与所述主电源的输出端连接，所述微型变压器的输出端与所述稳压二极管
串联后，又分别与所述第一电容、所述第二电容、所述第一电阻、所述电源芯片、所述第三电容并联连接。
[0006] 优选地，所述微型变压器为贴片式微型变压器。
[0007] 优选地，所述第一电容的电容量为22μF，所述第二电容的电容量为0.1μF，所述第一电阻的电阻值为1kΩ，所述第三电容的电容量为10μF。
[0008] 优选地，所述电源模块采用降压式无隔离的变换
电路，即Buck 电路。
[0009] 优选地，所述电源模块还包括取电单元、
雷击浪涌抑制单元和 MCU电源，所述雷击浪涌抑制单元的输入端连接所述取电单元的输出端，所述雷击浪涌抑制单元的输出端连接所述主电源的输入端，所述MCU电源与所述主电源连接，所述MCU电源与所述MCU模块电性连接，所述MCU电源用于为所述MCU模块供电。
[0010] 优选地，所述主电源包括Π型滤波电路、主芯片和输出电路，所述Π型滤波电路的输入端连接所述雷击浪涌抑制单元的输出端，所述Π型滤波电路的输出端连接所述主芯片的输入端，所述输出电路的输入端连接所述主芯片的输出端。
[0011] 优选地，所述取电单元包括内部取电单元和侧板取电单元。
[0012] 优选地，所述雷击浪涌抑制单元包括高能压敏、限流电阻和耐压二极管，所述高能压敏并联在所述取电单元的输出端，所述限流电阻和所述耐压二极管串联在所述高能压敏之后。
[0013] 优选地，所述电源模块、所述MCU模块、所述马达驱动模块、所述信号采集模块、所述隔离485接口模块集成在一块PCB板上。
[0014] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
[0015] (1)485电源中的微型变压器具有隔离作用，且微型变压器采用贴片式微型变压器，能够在有限的空间内实现隔离485接口的功能，避免配电箱内各设备之间的干扰，保证
现场总线正常工作；
[0016] (2)电源模块采用降压式无隔离的变换电路，即Buck电路，能够采用
电流PWM控制方式，工作效率高，提供过温、过流、过压、欠压等完善的保护功能；
[0017] (3)将电源模块、MCU模块、马达驱动模块、信号采集模块和隔离485接口模块集成在空间有限的PCB板上，具有集成度高、体积小、外围器件少、成本低等优势。
附图说明
[0018] 图1为本实用新型
实施例1的一种具有隔离485接口的智能断路器的各模块连接结构示意图；
[0019] 图2为本实用新型实施例1的一种具有隔离485接口的智能断路器中电源模块的结构示意图；
[0020] 图3为本实用新型实施例1的一种具有隔离485接口的智能断路器中电源模块的电路原理图；
[0021] 图4为本实用新型实施例1的一种具有隔离485接口的智能断路器中主电源、485电源、MCU电源的电路图；
[0022] 图5为本实用新型实施例1的一种具有隔离485接口的智能断路器中485电源的电路放大图；
[0023] 图6为本实用新型实施例1的一种具有隔离485接口的智能断路器中取电单元、雷击浪涌抑制单元的电路图。
具体实施方式
[0024] 为使对本实用新型的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
[0025] 请结合参见图1至图6，图1为本实用新型实施例1的一种具有隔离485接口的智能断路器的各模块连接结构示意图；图2为本实用新型实施例1的一种具有隔离485接口的智能断路器中电源模块的结构示意图；图3为本实用新型实施例1的一种具有隔离485接口的智能断路器中电源模块的电路原理图；图4为本实用新型实施例1的一种具有隔离485接口的智能断路器中主电源、485电源、MCU电源的电路图；图5为本实用新型实施例1的一种具有隔离485接口的智能断路器中485电源的电路放大图；图6为本实用新型实施例1的一种具有隔离485接口的智能断路器中取电单元、雷击浪涌抑制单元的电路图。
[0026] 请参见图1，本实用新型实施例1的一种具有隔离485接口的智能断路器，包括电源模块10、MCU模块20、马达驱动模块30、信号采集模块40和隔离485接口模块50，电源模块10分别与MCU模块20、马达驱动模块30、信号采集模块40、隔离485接口模块50 电性连接，电源模块10用于为MCU模块20、马达驱动模块30、信号采集模块40、隔离485接口模块50供电，MCU模块20用于对智能断路器进行控制，马达驱动模块30用于
驱动电机执行分闸、合闸等操作，信号采集模块40用于采集智能断路器的状态并反馈到MCU 模块20，隔离485接口模块50用于将智能断路器与配电箱内其他设备连接，进行物与物之间的通信；隔离485接口模块50具有隔离作用，能够在有限的空间内实现隔离485接口的功能，避免配电箱内各设备之间的干扰，保证现场总线正常工作。
[0027] 请结合参见图2至图5，电源模块10包括主电源11和485电源 12，485电源12的输入端连接主电源11的输出端，485电源12的输出端与隔离485接口模块50连接；485电源12包括微型变压器T1、稳压二极管D3、第一电容C7、第二电容C8、第一电阻R4、电源芯片U2和第三电容C12，微型变压器T1的输入端与主电源11的输出端连接，微型变压器T1的输出端与稳压二极管D3串联后，又分别与第一电容C7、第二电容C8、第一电阻R4、电源芯片U2、第三电容C12并联连接。优选地，微型变压器T1为贴片式微型变压器。本实用新型实施例1中，微型变压器T1采用EP7(3+3)贴片式微型变压器，具有隔离作用，且耐压、体积小，能够在有限的空间内实现隔离485接口的功能，避免配电箱内各设备之间的干扰，保证现场总线正常工作。
[0028] 优选地，请结合参见图3和图5，485电源12电路中，第一电容 C7的电容量为22μF，第二电容C8的电容量为0.1μF，第一电阻 R4的电阻值为1kΩ，第三电容C12的电容量为10μF；485电源12 为隔离485接口模块50供电，且具有隔离作用。
[0029] 优选地，电源模块10采用降压式无隔离的变换电路，即Buck 电路。BUCK变换电路是一种
输出电压小于输进电压的单管不隔离直流变换器，能够采用电流PWM控制方式，工作效率高。
[0030] 优选地，电源模块10还包括取电单元13、雷击浪涌抑制单元14 和MCU电源15，雷击浪涌抑制单元14的输入端连接取电单元13的输出端，雷击浪涌抑制单元14的输出端连接主电源11的输入端， MCU电源15与主电源11连接，MCU电源15与MCU模块20电性连接，MCU电源15用于为MCU模块20供电。取电单元13用于从线路中取电，优选地，请参见图6，取电单元13包括内部取电单元 (L、N)和侧板取电单元(J1)，能够兼容2P断路器结构；雷击浪涌抑制单元14包括高能压敏RY1、限流电阻R1和耐压二极管D1，高能压敏RY1并联在取电单元13的输出端，限流电阻R1和耐压二极管D1串联在高能压敏RY1之后，雷击浪涌抑制单元14能够避免电路中出现超出正常工作电压的瞬间过电压，保证智能断路器的工作安全，同时能够实现半波整流。
[0031] 优选地，请结合参见图3和图4，主电源11包括Π型滤波电路、主芯片U1和输出电路，Π型滤波电路的输入端连接雷击浪涌抑制单元14的输出端，Π型滤波电路的输出端连接主芯片U1的输入端，输出电路的输入端连接主芯片U1的输出端。请参见图3或图4，Π型滤波电路由电容C1、电感L1和电容C2组成Π型电路结构，其中电容C1的电容量为10uF，电感L1的电感量为1mH，电容C2的电容量为10uF，Π型滤波电路能够进行滤波，保证电路稳定；本实用新型实施例1的智能断路器中，主芯片U1采用无
锡芯朋微
电子股份有限公司的PN8016芯片，PN8016芯片采用电流模式PWM控制方式，提供过温、过流、过压、欠压等完善的保护功能，具有集成度高、体积小、外围器件少的优点，且已国产化，具有低成本优势，已广泛应用于
小家电领域。本实用新型采用PN8016芯片，PN8016芯片内置800VMOSFET，输出电压12V，输出电流300mA，集成度高、体积小、成本低。
[0032] 请参见图4，本实用新型的主电源中，由电容C1、电感L1和电容C2形成Π型滤波电路，采用PN8016实现AC220V到DC12V的无变压器降压变换，R2和R3通过PN8016的FB端口定义主芯片的输出，即：
[0033] Vout＝2.5*(R2+R3)/R2＝2.5*(20+5.1)/5.1＝12.30392V
[0034] 围绕PN8016芯片配置的电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、二极管D2、二极管D3、初级电感T1、电阻R5、电阻R6构成输出12V300mA的输出电路，利用PN8016芯片电流模式的PWM控制方式使用微型变压器T1为隔离485接口模块50提供DC5V隔离电源。
[0035] 优选地，电源模块10、MCU模块20、马达驱动模块30、信号采集模块40、隔离485接口模块50集成在一块PCB板上，集成度高、体积小，能在有限的空间内实现隔离485接口的功能，且提供过温、过流、过压、欠压等完善的保护功能。
[0036] 本实用新型提供一种具有隔离485接口的智能断路器，485电源中的微型变压器具有隔离作用，且微型变压器采用贴片式微型变压器，能够在有限的空间内实现隔离485接口的功能，避免配电箱内各设备之间的干扰，保证现场总线正常工作；电源模块采用降压式无隔离的变换电路，即Buck电路，能够采用电流PWM控制方式，工作效率高，提供过温、过流、过压、欠压等完善的保护功能；将电源模块、 MCU模块、马达驱动模块、信号采集模块和隔离485接口模块集成在空间有限的PCB板上，具有集成度高、体积小、外围器件少、成本低等优势。
[0037] 本实用新型已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本实用新型的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本实用新型的范围。相反地，在不脱离本实用新型的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本实用新型的
专利保护范围。
