(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202021363249.6
(22)申请日 2020.07.13
(73)专利权人 上海正泰智能科技有限公司
地址 201620 上海市松江区思贤路3255号
51号楼107室
(72)发明人 郎碧翔 么大伟 欧佳嵘
(74)专利代理机构 北京卓言知识产权代理事务
所(普通合伙) 11365
代理人 王茀智 龚清媛
(51)Int.Cl.
H02H 3/00(2006.01)
H02H 3/02(2006.01)
H02H 3/10(2006.01)
H02H 7/08(2006.01)
H02P 1/02(2006.01)
(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
(54)实用新型名称
(57)摘要
一种固态断路器，包括固态断路器本体和独
在主回路上的功率器件开关单元，与功率器件开
关单元连接的控制模块，所述固态断路器本体和
人机界面单元通过通讯模块连接，人机界面单元
能够通过卡扣和/或卡槽安装在固态断路器本体
上，也能从固态断路器本体上取下，在用户有远
程操作的需求时，可拿出人机界面单元，将人机
界面单元单独安装使用，例如安装在配电柜柜门
上，在需要控制固态断路器本体通断时，无需打
开配电柜门，
操作固态断路器的方式灵活多样。权利要求书2页 说明书9页 附图7页CN 213185476 U 2021.05.11
C N 213185476
U
1.一种固态断路器，其特征在于：包括固态断路器本体(100)和独立的人机界面单元(200)，固态断路器本体(100)内设有串联在主回路上的功率器件开关单元，与功率器件开关单元连接的控制模块，所述固态断路器本体(100)和人机界面单元(200)通过通讯模块连接，人机界面单元(200)能够通过卡扣和/或卡槽安装在固态断路器本体(100)上。
2.根据权利要求1所述的固态断路器，其特征在于：所述固态断路器本体(100)与人机界面单元(200)的通讯方式为有线和/或无线。
3.根据权利要求1所述的固态断路器，其特征在于：所述固态断路器本体(100)与人机界面单元(200)通过有线方式通信，所述固态断路器本体(100)上设有第一插口，人机界面单元(200)背部设有第二插口，固态断路器本体(100)与人机界面单元(200)装配在一起或分离时均可通过连接第一插口和第二插口的数据线连接，且固态断路器本体(100)通过第一插口和第二插口给人机界面单元(200)供电。
4.根据权利要求1所述的固态断路器，其特征在于：所述固态断路器本体(100)与人机界面单元(200)通过无线方式通信，人机界面单元(200)内部有蓄电池，当人机界面单元(200)安装在固态断路器本体(100)上时，固态断路器本体(100)通过无线充电方式给人机界面单元(200)的蓄电池充电。
5.根据权利要求1所述的固态断路器，其特征在于：所述人机界面单元(200)内部主要包括单元电源电路、单元通信模块、电池及电池管理单元模块、人机界面交互模块，所述人机界面交互模块包括单元控制器，所述单元控制器为微控制器MCU或单片机，用于控制参数输入与数据显示，人机界面交互模块包括与单元控制器连接的显示屏和/或控制按键(202)和或状态指示灯(203)。
6.根据权利要求1所述的固态断路器，其特征在于：固态断路器本体(100)内还设有主开关单元和控制模块，主开关单元和功率器件开关单元串联在主回路上，控制模块分别与主开关单元和功率器件开关单元连接，闭合时控制模块先控制主开关单元闭合，然后控制功率器件开关单元导通，断开时控制模块先控制功率器件开关单元截止，然后控制主开关单元断开。
7.根据权利要求6所述的固态断路器，其特征在于：包括分别与主回路连接的电流采集模块和电压采集模块，电流采集模块和电压采集模块连接的控制模块，所述固态断路器具有软启动功能，在负载启动时，控制模块驱动功率器件开关的导通角逐步增大实现软启动，在负载运行过程中所述控制模块通过电流采集模块进行实时电流监测，如果电流大于预设的功率调节电流阈值，控制模块驱动功率器件开关的导通角减小实现功率调节。
8.根据权利要求1所述的固态断路器，其特征在于：所述人机界面单元(200)与固态断路器本体(100)连接的背面形成背面凸起部(212)，所述固态断路器本体(100)与人机界面单元(200)连接的正面设有容纳背面
凸起部(212)的装配槽(211)，在背面凸起部(212)的侧边上设有限位卡槽，在装配槽(211)上对应的侧边上设有限位卡扣，人机界面单元(200)的背面凸起部(212)装入装配槽(211)内，且限位卡槽与限位卡扣配合固定。
9.根据权利要求1所述的固态断路器，其特征在于：所述固态断路器本体(100)与人机界面单元(200)连接的正面设有U型的限位凸筋形成的U型卡槽(221)，U型卡槽(221)的开口向着上方一侧，所述人机界面单元(200)与固态断路器本体(100)连接的背面设有与U型卡槽(221)匹配的限位凸块(222)，限位凸块(222)从U型卡槽(221)的开口上方一侧向下滑动
卡入U型卡槽(221)内，实现固态断路器本体(100)与人机界面单元(200)的安装。
10.根据权利要求1所述的固态断路器，其特征在于：所述固态断路器本体(100)与人机界面单元(200)连接的正面上下两侧分别设有凸起的弹性卡扣臂(231)，上下两侧的弹性卡扣臂(231)的距离与人机界面单元(200)的高度匹配，人机界面单元(200)整体卡在上下两侧的弹性卡扣臂(231)形成的卡槽内。
固态断路器
技术领域
[0001]本实用新型涉及开关领域，具体涉及一种固态断路器。
背景技术
[0002]现有的电机工作系统由断路器、软启动器、接触器、热继电器及电机一起组成。当电路电流发生过载、短路时，断路器进行脱扣保护，软启动器在电机启动时进行控制，接触器则控制电机的运行与停止，热继电器配合接触器对电路进行三相不平衡、堵转、接地故障等保护，这种电机工作系统较为复杂，成本较高，需要一种成本低的能实现电机保护的系统。
[0003]固态断路器采用功率器件开关作为开关元件，随着电力电子器件的发展而发展起来，逐渐被用于越来越多的场合。现有固态断路器存在不能兼容交流电路、缺少根据负载电流实时调节功率和软启动等功能。
[0004]此外，随着固态断路器应用场合越来越多，相比于传统断路器大多安装在配电箱里，固态断路器的安装环境较为多样性，但目前现有固态断路器的接线方式还是从传统断路器形式演变的，固定进出线的螺母肉眼可见，存在安全隐患。
[0005]此外，现有固态断路器的人机界面和断路器本体是一个整体，用户若需要对固态断路器进行操作时，需要打开配电柜操作，操作固态断路器的方式受限。
发明内容
[0006]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、可靠性高的固态断路器。
[0007]为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
[0008]一种固态断路器，包括固态断路器本体和独立的人机界面单元，固态断路器本体内设有串联在主回路上的功率器件开关单元，与功率器件开关单元连接的控制模块，所述固态断路器本体和人机界面单元通过通讯模块连接，人机界面单元能够通过卡扣和/或卡槽安装在固态断路器本体上。
[0009]优选的，所述固态断路器本体与人机界面单元的通讯方式为有线和/或无线。[0010]优选的，所述固态断路器本体与人机界面单元通过有线方式通信，所述固态断路器本体上设有第一插口，人机界面单元背部设有第二插口，固态断路器本体与人机界面单元装配在一起或分离时均可通过连接第一插口和第二插口的数据线连接，且固态断路器本体通过第一插口和第二插口给人机界面单元供电。
[0011]优选的，所述固态断路器本体与人机界面单元通过无线方式通信，人机界面单元内部有蓄电池，当人机界面单元安装在固态断路器本体上时，固态断路器本体通过无线充电方式给人机界面单元的蓄电池充电。
[0012]优选的，所述人机界面单元内部主要包括单元电源电路、单元通信模块、电池及电池管理单元模块、人机界面交互模块，所述人机界面交互模块包括单元控制器，所述单元控
制器为微控制器MCU或单片机，用于控制参数输入与数据显示，人机界面交互模块包括与单元控制器连接的显示屏和/或控制按键和或状态指示灯。
[0013]优选的，固态断路器本体内还设有主开关单元和控制模块，主开关单元和功率器件开关单元串联在主回路上，控制模块分别与主开关单元和功率器件开关单元连接，闭合时控制模块先控制主开关单元闭合，然后控制功率器件开关单元导通，断开时控制模块先控制功率器件开关单元截止，然后控制主开关单元断开。
[0014]优选的，包括分别与主回路连接的电流采集模块和电压采集模块，电流采集模块和电压采集模块连接的控制模块，所述固态断路器具有软启动功能，在负载启动时，控制模块驱动功率器件开关的导通角逐步增大实现软启动，在负载运行过程中所述控制模块通过电流采集模块进行实时电流监测，如果电流大于预设的功率调节电流阈值，控制模块驱动功率器件开关的导通角减小实现功率调节。
[0015]优选的，所述人机界面单元与固态断路器本体连接的背面形成背面凸起部，所述固态断路器本体与人机界面单元连接的正面设有容纳背面凸起部的装配槽，在背面凸起部的侧边上设有限位卡槽，在装配槽上对应的侧边上设有限位卡扣，人机界面单元的背面凸起部装入装配槽内，且限位卡槽与限位卡扣配合固定。
[0016]优选的，所述固态断路器本体与人机界面单元连接的正面设有U型的限位凸筋形成的U型卡槽，U
型卡槽的开口向着上方一侧，所述人机界面单元与固态断路器本体连接的背面设有与U型卡槽匹配的限位凸块，限位凸块从U型卡槽的开口上方一侧向下滑动卡入U 型卡槽内，实现固态断路器本体与人机界面单元的安装。
[0017]优选的，所述固态断路器本体与人机界面单元连接的正面上下两侧分别设有凸起的弹性卡扣臂，上下两侧的弹性卡扣臂的距离与人机界面单元的高度匹配，人机界面单元整体卡在上下两侧的弹性卡扣臂形成的卡槽内。
[0018]本实用新型的固态断路器，人机界面单元为独立的模块，与固态断路器本体可拆卸的连接，人机界面单元可以装配在固态断路器本体上，也能从固态断路器本体上取下，在用户有远程操作的需求时，可拿出人机界面单元，将人机界面单元单独安装使用，例如安装在配电柜柜门上，在需要控制固态断路器本体通断时，无需打开配电柜门，操作固态断路器的方式灵活多样。
[0019]此外，人机界面单元与固态断路器本体的通讯方式可以为有线和/或无线，在有线方式通讯时，通过人机界面单元通过固态断路器本体供电，在无线方式通讯时，当人机界面单元安装在固态断路器本体上时，固态断路器本体通过无线充电方式给人机界面单元的蓄电池充电。
附图说明
[0020]图1是本实用新型固态断路器第一实施例的电路结构框图；
[0021]图2是本实用新型固态断路器第二实施例的电路结构框图；
[0022]图3是本实用新型固态断路器第三实施例的电路结构框图；
[0023]图4是本实用新型一个单相固态断路器实施例的电路原理图；
[0024]图5是本实用新型一个三相固态断路器实施例的电路原理图；
[0025]图6‑8是本实用新型可拆卸的固态断路器本体和人机界面单元的结构示意图；
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