專利名稱：用于漏電保護開關(guān)的脈動直流漏電和過壓保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種漏電保護裝置，尤其涉及一種漏電保護開關(guān)用用于漏電保護 開關(guān)的脈動直流漏電和過壓保護裝置。
技術(shù)背景隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，電子、電器產(chǎn)品已進入千家萬戶，對于保護人身與 設(shè)備的安全意識也在逐步加強，同時對各式各樣保護器的要求也不斷提高。我國目前所使 用的漏電保護開關(guān)絕大部分是AC型，即純正弦交流漏電型產(chǎn)品，電子產(chǎn)品漏電不僅包括交 流漏電還包括脈動直流漏電，而AC型漏電開關(guān)無法起到很好的保護作用；并且由于電器使 用量的不斷增加，不同時間段使用量就有差異，電網(wǎng)電壓波動很大，有時還會發(fā)生電線竄線 和接錯線使電網(wǎng)電壓過高的情況，導(dǎo)致電器損壞。現(xiàn)有技術(shù)中的漏電開關(guān)使用半波整流電路只能檢測交流漏電，只在有交流漏電時 才會保護，而且沒有延時功能，會出現(xiàn)誤動作，對于過電壓保護，需要增加專用過壓保護開 關(guān)，使采購成本上升。目前歐美國家只允許生產(chǎn)A型漏電產(chǎn)品，而我國的漏電開關(guān)比較單 一，不能滿足國外出口產(chǎn)品的需要，對我國漏電開關(guān)廠家的出口極為不利；而且我國在醫(yī)療 行業(yè)也建議使用A型漏電產(chǎn)品，因此A型漏電開關(guān)市場潛力巨大。

實用新型內(nèi)容實用新型目的本實用新型的所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供了一種 漏電保護開關(guān)用脈動直流漏電保護和過壓保護裝置，實現(xiàn)全波檢測，并達到延時和過壓保 護的目的。技術(shù)方案本實用新型為實現(xiàn)上述實用新型目的采用如下技術(shù)方案一種用于漏電保護開關(guān)的脈動直流漏電和過壓保護裝置，包括漏電感應(yīng)器、漏電 檢測電路、電源輸入單元、過壓檢測電路、電源開關(guān)單元；其中漏電感應(yīng)器的輸出端與漏電 檢測電路的輸入端連接，漏電檢測電路的輸出端與電源開關(guān)單元的輸入端連接；所述電源 輸入單元的輸出端與過壓檢測電路連接后與電源開關(guān)單元相連。進一步的，上述用于漏電保護開關(guān)的脈動直流漏電和過壓保護裝置中漏電檢測電 路包括低通濾波器、放大器、全橋整流濾波單元、第一比較器、第二比較器和第一輸出單元； 其中低通濾波器的輸入端接漏電感應(yīng)器的輸出端，低通濾波器的輸出端依次連接放大器、 全橋整流濾波單元、第一比較器、第二比較器和第一輸出單元。進一步的，上述用于漏電保護開關(guān)的脈動直流漏電和過壓保護裝置中漏電檢測電 路還包括延時恒流控制器，所述延時恒流控制器位于所述第一比較器和第二比較器之間。進一步的，上述用于漏電保護開關(guān)的脈動直流漏電和過壓保護裝置中漏電檢測電 路還包括延時調(diào)節(jié)單元，所述延時調(diào)節(jié)單元為一外接電容，所述外接電容一端接地，另一端連接所述第二比較器的正向輸入端。進一步的，上述用于漏電保護開關(guān)的脈動直流漏電和過壓保護裝置中漏電檢測電 路還包括一個外接濾波電路，所述外接濾波電路包括一個電阻和一個電容，所述電阻和電 容并聯(lián)后一端接地，另一端接所述全橋整流濾波單元。進一步的，上述用于漏電保護開關(guān)的脈動直流漏電和過壓保護裝置中過壓檢測電 路包括電壓取樣單元、積分器、電壓檢測器、延時單元和第二輸出單元，所述電壓取樣單元 的輸入端接所述電源輸入單元，電壓取樣單元的輸出端依次連接積分器、電壓檢測器、延時
單元、第二輸出單元。進一步的，上述用于漏電保護開關(guān)的脈動直流漏電和過壓保護裝置中電壓取樣單 元包括第一分壓電阻和第二分壓電阻，所述第一分壓電阻的一端接所述電源輸入單元，第 一分壓電阻的另一端與第二分壓電阻串聯(lián)后接地，所述第二分壓電阻與積分器并聯(lián)。有益效果本實用新型通過在原有的電路中增加了全橋整流濾波電路，使漏電感應(yīng)器所感應(yīng) 到全波信號都會被比較器檢測到，并且增加了延時和過壓保護電路，使本產(chǎn)品可有效防止 因漏電而引起的觸電事故和在非正常工作時引起的安全事故。

圖1是本實用新型電路結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本實用新型電路連接示意圖。
具體實施方案
以下結(jié)合附圖對技術(shù)方案的實施作進一步的詳細描述為了解決現(xiàn)有技術(shù)中漏電開關(guān)中漏電保護裝置只進行交流漏電檢測所存在的問 題，本實用新型采用了全波整流電路對漏電流進行全波檢測，實現(xiàn)了對A型漏電的檢測，并 增加了延時和過壓保護功能，當保護線路漏電電流達到設(shè)定值或電壓超過一定值后，輸出 高電位來觸發(fā)可控硅導(dǎo)通，達到讓控制開關(guān)脫扣，提供了一種有效保護供電電源的保護裝置。結(jié)合圖1和圖2所示，本實用新型用于漏電保護開關(guān)的脈動直流漏電和過壓保護 裝置包括漏電感應(yīng)器100，漏電檢測電路200，電源輸入單元300，過壓檢測電路400，電源 開關(guān)單元500，其中漏電檢測電路200包括低通濾波器201、放大器202、全橋整流濾波單元 203，比較器204 (包括第一比較器OPl，第二比較器0P2)，延時調(diào)節(jié)單元205，延時恒流控制 器206和第一輸出單元207 ；過壓檢測電路400包括電壓取樣單元401，積分器402，電壓 檢測器403，延時單元404和第二輸出單元405。正常情況下，三相負荷電流和對地漏電流基本平衡，流過漏電感應(yīng)器一次線圈電 流的相量和約為零，即由它在鐵芯中產(chǎn)生的總磁通為零，漏電感應(yīng)器二次線圈無輸出。當發(fā) 生觸電時，觸電電流通過大地成回路，亦即產(chǎn)生了零序電流。這個電流不經(jīng)過漏電感應(yīng)器 一次線圈流回，破壞了平衡，于是鐵芯中便有零序磁通，使二次線圈輸出信號，漏電感應(yīng)器 就會將此電流信號轉(zhuǎn)化成電壓信號；本實用新型中的漏電感應(yīng)器(ZCT) 100與低通濾波器 201相連，當電源線任何一端出現(xiàn)對地漏電流的時候，漏電感應(yīng)器ZCT將此電流信號轉(zhuǎn)化成
4電壓信號傳送至低通濾波器201，當漏電是脈動直流時，感應(yīng)器產(chǎn)生的信號有高頻諧波，低 通濾波器201會將此高頻諧波濾掉，本實用新型由于采用了低通濾波器，在檢測AC型漏電 和A型漏電時，動作的一致性很好，而現(xiàn)有技術(shù)中A型漏電檢測芯片沒有設(shè)計低通濾波器， 生產(chǎn)合格率低，推廣使用很難；低通濾波器201的輸出端接放大器202，放大器202與全橋 整流濾波單元203相連，兩者配合使用，由于低通濾波器輸出的信號很弱，需要經(jīng)過放大器 202將信號放大，然后通過全橋整流濾波單元203將此交流信號整流成直流電平信號，經(jīng)過 全橋整流濾波，漏電感應(yīng)器ZCT感應(yīng)到的正，負信號都會被檢測到；全橋整流濾波單元203 的輸出端接第一比較器OPl的正向輸入端，第一比較器OPl接參考電平VI，如果全橋整流 濾波單元203輸出的電平高于第一比較器OPl的參考電平Vl時，第一比較器OPl輸出高 電平，通過在第一比較器OPl和第二比較器0P2之間設(shè)有一延時恒流控制器206，即一恒流 源，用于給第二比較器0P2提供恒定的電流，當?shù)谝粋€比較器輸出高電平時，恒流源向第二 個比較器同相端充電；延時調(diào)節(jié)單元205為一外接電容C6，外接電容C6 —端接地，另一端 與第二個比較器0P2的正向輸入端相連，當恒流源向第二比較器的正向輸入端供電，由于 外接電容C6的作用，使第二比較器的電壓被逐漸升高至第二比較器0P2的參考電平V2，此 延時時間可以經(jīng)過調(diào)節(jié)電容C6的容值達到國標16917-2003的短延時和長延時兩種標準， 當電容C6的電壓升到高于第二比較器0P2的參考電平V2時，第二比較器0P2的正向輸入 端的電壓大于參考電平V2，輸出高電平至第一輸出單元207，通過第一輸出單元207使電源 開關(guān)單元500內(nèi)的可控硅T3觸發(fā)導(dǎo)通后，使與可控硅相連的整流橋DCT短路，從而實現(xiàn)漏 電開關(guān)的脫扣。在漏電檢測電路200中還包括一外接濾波電路，該外接濾波電路包括電阻R2和電 容Cl，電阻R2和電容Cl并聯(lián)后一端接地，另一端接全橋整流濾波單元203，用于增加電路 的抗干擾能力。過電壓指的是電網(wǎng)電壓高于額定值，根據(jù)國家規(guī)定的民用電網(wǎng)電壓為交流 230V士 10%，頻率為50HZ正弦交流電，由于電網(wǎng)的波動或故障，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓高于額定值， 如果將此電壓用在一般家用電器上，會損壞家用電器；過電壓保護就是當電壓過高的時候， 會讓保護開關(guān)脫扣。本實用新型電源輸入單元300包括一整流橋DCT，交流電源L和N端分別接整流 橋DCT的兩端，電壓取樣單元401與電源輸入單元300相連，電壓取樣單元401包括分壓電 阻R6和分壓電阻R7，分壓電阻R6的一端接整流橋DCT，分壓電阻R6另一端與分壓電阻R7 串聯(lián)并通過分壓電阻R7接地，分壓電阻R7并聯(lián)積分器402，積分器402為一電容C5，取樣 電壓在C5上積分，將取樣電壓變?yōu)榉€(wěn)定直流電壓，通過分壓電阻R6和分壓電阻R7之間的 連接點連接到電壓檢測器403的正向輸入端；當電壓檢測器403檢測到的積分電平高于電 壓檢測器403內(nèi)部閥值4. 5V士2%的時候，電壓檢測器403會輸出高電平給與其連接的延 時單元404，延時單元404的延時時間為50mS，也就是電網(wǎng)異常高壓保持50mS后，延時單元 404才輸出高電平至第二輸出單元405;這一延時功能可有效的排除電網(wǎng)電壓波動而誤動 作；第二輸出單元405 (即T2為一 MOS管)在延時單元404處于高電平下導(dǎo)通，繼而使電源 開關(guān)單元500內(nèi)可控硅T3觸發(fā)導(dǎo)通，使與可控硅相連的整流橋DCT短路，從而實現(xiàn)漏電開 關(guān)的脫扣。應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本實 用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神和范圍， 其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求一種用于漏電保護開關(guān)的脈動直流漏電和過壓保護裝置，其特征在于包括漏電感應(yīng)器、漏電檢測電路、電源輸入單元、過壓檢測電路、電源開關(guān)單元；其中漏電感應(yīng)器的輸出端與漏電檢測電路的輸入端連接，漏電檢測電路的輸出端與電源開關(guān)單元的輸入端連接；所述電源輸入單元的輸出端與過壓檢測電路連接后與電源開關(guān)單元相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于漏電保護開關(guān)的脈動直流漏電和過壓保護裝置，其特征 在于所述漏電檢測電路包括低通濾波器、放大器、全橋整流濾波單元、第一比較器、第二比 較器和第一輸出單元；其中低通濾波器的輸入端接漏電感應(yīng)器的輸出端，低通濾波器的輸 出端依次連接放大器、全橋整流濾波單元、第一比較器、第二比較器和第一輸出單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于漏電保護開關(guān)的脈動直流漏電和過壓保護裝置，其特征 在于所述漏電檢測電路還包括延時恒流控制器，所述延時恒流控制器位于所述第一比較 器和第二比較器之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于漏電保護開關(guān)的脈動直流漏電和過壓保護裝置，其特征 在于所述漏電檢測電路還包括延時調(diào)節(jié)單元，所述延時調(diào)節(jié)單元為一外接電容C6，所述 外接電容C6 —端接地，另一端連接所述第二比較器的正向輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于漏電保護開關(guān)的脈動直流漏電和過壓保護裝置，其特征 在于所述漏電檢測電路還包括一個外接濾波電路，所述外接濾波電路包括一個電阻R2和 一個電容Cl，所述電阻R2和電容Cl并聯(lián)后一端接地、另一端接所述全橋整流濾波單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于漏電保護開關(guān)的脈動直流漏電和過壓保護裝置，其特征 在于所述過壓檢測電路包括電壓取樣單元、積分器、電壓檢測器、延時單元和第二輸出單 元，所述電壓取樣單元的輸入端接所述電源輸入單元，電壓取樣單元的輸出端依次連接積 分器、電壓檢測器、延時單元、第二輸出單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于漏電保護開關(guān)的脈動直流漏電和過壓保護裝置，其特征 在于所述電壓取樣單元包括第一分壓電阻R6和第二分壓電阻R7，所述第一分壓電阻R6 的一端接所述電源輸入單元，第一分壓電阻R6的另一端與第二分壓電阻R7串聯(lián)后接地，所 述第二分壓電阻R7與積分器并聯(lián)。
專利摘要本實用新型提供了一種用于漏電保護開關(guān)的脈動直流漏電和過壓保護裝置，包括漏電感應(yīng)器，漏電檢測電路，電源輸入單元，過壓檢測電路，電源開關(guān)單元，所述漏電感應(yīng)器用于感應(yīng)漏電信號并將此電流信號轉(zhuǎn)化成電壓信號，將所述的電壓信號傳送至所述漏電檢測電路，所述漏電檢測電路用于將接收的漏電信號經(jīng)濾波，放大和整流得到一個直流電壓輸入至所述電源開關(guān)單元；所述電源輸入單元與所述過壓檢測電路相連，所述過壓檢測電路與所述電源開關(guān)單元相連，通過所述電源開關(guān)單元實現(xiàn)切斷被保護線路供電電源，有效地防止因漏電而引起的觸電事故和在非正常工作時引起的安全事故。
文檔編號G01R19/165GK201699389SQ20102023574
公開日2011年1月5日 申請日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者王趙 申請人:王趙