Accessory for handle of circuit breaker, accessory for circuit breaker and circuit breaker

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施例。虽然附图中显示了本公开的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示放置或者位置关系的词汇均基于附图所示的方位或者位置关系，仅为了便于描述本公开的原理，而不是指示或者暗示所指的元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本公开的限制。

下面结合附图来详细说明根据本公开实施例的用于断路器的附件。值得说明的是，尽管以附件被用于断路器的手柄作为示例说明了根据本公开的发明构思，附件还可以被安装至其他适当的部位，例如，可以是能够与断路器的跳闸单元的操作联动的其他适当的部位。只要该部位能够满足根据本公开实施例的附件的操作条件即可。

下面结合附图详细说明根据本公开实施例的根据本公开实施例的用于断路器的手柄的附件和断路器的原理。

图1示出了包括根据本公开的实施例的用于断路器的手柄的附件的断路器的整体示意图。如图1所示，断路器100包括壳体110和手柄120。在图示的实施例中，手柄120被示出为嵌入式手柄，即手柄部分地设置在手柄的壳体内。手柄用于操作断路器100并且可基于断路器的工作状态而能够处于合闸位置112、跳闸位置114和分闸位置116。如图所示，在图示的实施例中，合闸位置112、跳闸位置114和分闸位置116合闸位置112跳闸位置114分别用黑圈标识；在图示的实施例中，断路器100位于跳闸位置114。这通常表示断路器处于故障状态。鉴于断路器和断路器的手柄是本领域技术人员所熟知的构造，省略对其详细说明；而将重点放在与本公开的发明构思相关的内容。

在图1所示的实施例中，用于断路器100的附件包括磁体140和指示单元130。磁体140被布置在断路器的外壳110的预定位置处。在图示的实施例中，预定位置与断路器的处于跳闸位置时手柄所在的位置相对应。

附件还包括磁感应开关(图中未示出，请参见图2)。磁感应开关被配置为响应于手柄移动至跳闸位置114处时与磁体140相互作用而导通。当手柄120处于合闸位置112和跳闸位置114时，磁感应开关不导通。指示单元130可被安装至手柄120并且包括指示灯，指示单元被配置为响应于磁感应开关的导通而驱动指示灯点亮。指示单元130可以各种方式被附接至手柄120。例如，在图示的实施例中，指示单元可以套接在手柄120上，值得说明的是，指示单元可被粘贴至手柄120上、卡合在手柄120上，或者用其他适当的方式来实施固定。指示单元120可形成为适于与手柄120匹配的形状。

根据本公开实施例的附件，不需要对现有的断路器的结构做任何实质的改变而方便地提供附件以提供断路器的故障状态指示。

图2示出了根据本公开的实施例的用于断路器的手柄的附件200的原理示意图。如图所示，附件200可包括磁体240，磁体240被布置在断路器的外壳210的预定位置。附件200还可包括磁感应开关250。磁感应开关250被配置为响应于手柄移动至跳闸位置与磁体相互作用而导通。由此，可实现无接触跳闸状态探测。作为非限制性示例，磁感应开关可包括霍尔开关或干簧管。值得说明的是，其他类型的磁感应开关也是可以的。

在图示的实施例中，磁感应开关250可与指示单元230集成为一体并且形成为指示单元230的一部分。这在附件的安装上具有显著的好处。例如，指示单元230可包括壳体，壳体限定容纳腔。附件的各部件可被容纳在壳体的容纳腔中。例如，整个指示单元可以作为断路器的附件套接在断路器内置手柄上，而不对断路器系统产生任何干涉或影响。

指示单元230还可包括驱动电路278、电池260和LED指示灯280。考虑到指示单元作为附件附接至手柄。期望地，指示单元230的尺寸尽可能得小，并且不应当对手柄的正常操作产生任何负面影响。因此，电池260的尺寸应当尽可能得小并且需要满足耐久使用的要求。

此外，考虑到断路器的操作环境，通常处于高温环境下，电池260的安全性能应当足够好。此外，还需要考虑到成本因素，期望能够以尽量低的成本来提供断路器的故障状态指示。在这种情况下，取代锂电池，电池260可选纽扣电池。纽扣电池能够提供足够的安全性。

在一些情况下，还希望指示灯以闪烁的方式进行操作。由此，用户能够快速地注意到断路器的状态。为此，根据本公开的实施例，驱动电路被配置为响应于磁感应开关的导通而驱动指示灯闪烁。

图3示出了根据本公开实施例的驱动电路300的示意图。如图3所示，驱动电路300可包括：储能电容376；储能电容充电回路374，与储能电容和电池360耦合；储能电容放电回路378，与储能电容376和指示灯380耦合。

驱动电路300还可包括控制模块，控制模块与储能电容充电回路374和储能电容放电回路378分别耦合并且被配置为响应于磁感应开关的导通而执行以下操作：在第一时间段期间控制储能电容充电回路374导通以允许电池对储能电容376充电，并且控制储能电容376放电回路开路以阻止储能电容376放电；以及在紧接着第一时间段的第二时间段期间控制储能电容充电回路374开路以阻止对储能电容376充电，并且控制储能电容放电回路378导通以允许储能电容376放电而点亮指示灯380。

通过第一时间段可实现储能电容376的充电，并且通过第一时间段实现对储能电容376的放电。由此，可实现指示灯380的闪烁效果。此外，这对于使用低成本纽扣电池也具备好处。特别地，通常低成本的一般钮扣电池的持续输出电流是有限的，例如典型的为3mA，而LED指示灯的电流消耗要到5mA甚至20mA。在这种情况下，不提供储能电容的情况下，难以利用纽扣电池直接驱动负载。根据本公开实施例的上述驱动电路也可以借助纽扣电池实现LED指示灯的驱动。

在一些实施例中，如图3所示，储能电容充电回路374包括第一开关，储能电容放电回路378包括第二开关。在驱动电路操作期间，第一开关和第二开关彼此联动地布置以使得：第一开关导通时，第二开关截止；第一开关截止时，第二开关导通。由此，避免了储能电容同时进行充电和放电，降低电路效率。

在图示的实施例中，中制模块包括脉冲信号发生器372。时钟信号发生器被配置为输出预定占空比的开关信号，以驱动第一开关动作。在这种情况下，利用时钟信号发生器可以实现LED指示灯的闪烁频率的精准控制。

图4示出了根据本公开实施例的驱动电路400的电路示意图。如图4所示，E1、S1和D2分别对应于图2中的电池、磁感应开关和LED指示灯。U1是时钟模块。例如可采用低成本的555时钟模块。时钟模块可输出给定频率和给定脉宽比的周期性脉冲。C1为储能电容，例如是超级电容，MOSFET Q1与电阻R1和二极管D1构成对储能电容C1的充电开关电路，调整R1、C1的值可控制充电电流值，以满足纽扣电池的工作电流特性，同时可调整超级电容的充电饱和时间。MOSFET Q2与电阻R2和指示灯D2构成对储能电容C1的放电开关电路，调整电阻R2的阻值可调整指示灯的驱动电流，使指示灯显示适合的亮度。在时钟模块输出为低电平时，Q1导通，电池E1对储能电容C1充电。电阻R4、R5使Q2受控于Q1,并与Q1呈互锁.在Q1导通时，Q2被截止，指示灯熄灭，而当Q1截止时，Q2导通，储能电容C1对指示灯D2放电，指示等被点亮。在周期性脉冲的作用下，指示灯呈闪烁状态。值得理解的是，上述电路仅仅是本公开的实现图3所示发明构思的一个实施例，旨在说明的目的，而非限制性目的。基于本公开的教导，可以采用其他适当的电路形式来实施图3所示的发明构思。

图5示出了根据本公开另一实施例的驱动电路500的示意图。如图5所示，驱动电路500可包括：储能电容576；储能电容充电回路574，与储能电容576和电池560耦合；储能电容放电回路578，与储能电容576和指示灯580耦合。

驱动电路500还可包括控制模块，控制模块与储能电容充电回路574和储能电容放电回路578分别耦合并且被配置为响应于磁感应开关的导通而执行以下操作：在第一时间段期间控制储能电容充电回路574导通以允许电池对储能电容576充电，并且控制储能电容376放电回路开路以阻止储能电容576放电；以及在紧接着第一时间段的第二时间段期间控制储能电容充电回路574开路以阻止对储能电容576充电，并且控制储能电容放电回路578导通以允许储能电容576放电而点亮指示灯580。

图5所示的实施例与图3所示的实施例类似，不同之处在于，取代图3所述所述了的中的脉冲信号发生器372，图5的实施例采用了比较器572。比较器572包括与储能电容576耦合的第一分压电路，其中在驱动电路操作期间，比较器被配置为：响应于第一分压电路的电压小于第一阈值而驱动第一开关导通；以及响应于第一分压电路的电压大于第二阈值而驱动第一开关截止。由此，可通过与储能电容576耦合的第一分压电路实现储能电容的充放电周期的控制。

在一些实施例中，比较器还包括与电池耦合的基准电压电路，基于基准电压电路所提供的电压来提供第一阈值和第二阈值。由此，可借助与电池耦合的基准电压电路来提供比较器的基准电压。在这种情况下，可以简单的低成本电路来实施比较器。在一些实施例中，基准电压电路可包括分压电路。在一些实施例中，基准电压电路可包括稳压管。

图6示出了根据本公开另一实施例的驱动电路600的电路示意图。在图示的实施例中，周期性脉冲并非由时钟模块产生，而是通过比较器产生，例如可由迟滞电压比较器。在图示的实施例中，U1为迟滞电压比较器的运算放大电路，其电源端输入电压为V1，即电池的电压。超级电容C1上的电压通过R6、R7分压后得到分压值V3，以此作为迟滞电压比较器的输入电压，把稳压器D3上的电压V4作为迟滞电压比较器的参考电压。电阻R8、R9用来调整迟滞电压的回差，根据迟滞电压比较器的工作原理，当输入电压V3小于(1+R9/R8)*V4-V1*R9/R8时，U1输出低电平，此时Q1被导通，Q2被截止，电池对超级电容C1充电，在充电过程中，V3升高，当V3升高到大于(1+R9/R8)*V4时，U1输出高电平，于是Q1被截止，Q2被导通，超级电容对指示灯D2放电，在放电过程中，V3下降，当V3下降到(1+R9/R8)*V4-V1*R9/R8时，U1输出低电平，这样就形成对超级电容C1的周期性充放电，同样实现指示灯的闪烁效果。值得理解的是，上述电路仅仅是本公开的实现图3所示发明构思的一个实施例，旨在说明的目的，而非限制性目的。基于本公开的教导，可以采用其他适当的电路形式来实施图3所示的发明构思。

图7示出了包括根据本公开的另一实施例的用于断路器的手柄的附件的断路器700的整体示意图。在图示的实施例中，断路器的手柄为外置旋转手柄的实施例。如图7所示，断路器700包括壳体710和手柄720。手柄720用于操作断路器100并且可基于断路器的工作状态而能够处于合闸位置712、分闸位置716和跳闸位置714。如图所示，在图示的实施例中，分闸位置716、合闸位置712和跳闸位置714分别用黑圈标识；在图示的实施例中，断路器700位于跳闸位置714。这通常表示断路器处于故障状态。

如图所示，附件包括磁体740和指示单元730。磁体140被布置在断路器的外壳110的预定位置处。在图示的实施例中，预定位置与断路器的处于跳闸位置时手柄所在的位置相对应。指示单元730位于旋转手柄的顶部，方便用户容直接观察。此外，驱动电路和电池等部件可以设置在旋转手柄里面。磁感应开关位于旋转开关上，磁条可贴在旋转手柄底座的外壳上，其位置与旋转开关处于跳闸状态时的位置相对应，时磁感应开关在处于跳闸状态时能感应到磁条的磁场，与在其它状态时感应不到磁条的磁场。由此，可以实现断路器状态的故障指示。

值得说明的是，本公开的实施例可应用MCCB断路器，以及其他类型的断路器。

此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。