專利名稱：家用節(jié)能防盜多功能自動保安器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電子技術應用領域，是一種用集成電路及少量外圍元件所組成的家用節(jié)能防盜多功能保安器用于家庭用電安全保護的各種單功能或多功能保護器，已經有不少實用新型和產品。如過江的實用新型電子保安器申請?zhí)?8200719張鈞男的實用新型“一種家用電器人、機自動保護器”(申請?zhí)?7200492)以及市場上品種繁多的觸電保安器、冰箱保護器等產品。這些實用新型及產品雖有它們各自的優(yōu)點，但也存在著以下三大缺點1.功能不全2.輸出功率不夠大3.不能省電本實用新型旨在克服以上三大缺點，設計出一種全功能、大功率且節(jié)省電能的家庭用電保安器。
本實用新型采用一片廉價的常用集成電路，佐于繼電器、零序電流互感器、可控硅、二極管、電阻、電容及開關、按鈕等少量的外圍元件，組成電容降壓式正負直流穩(wěn)壓電源、放大器、電子開關及其保護電路、峰值比較器、受控記憶延時器、過流檢測及其滯后動作電路、可調窗比較器以及漏電(觸電)保護自檢電路、保護延時手動解除電路和低壓保護選擇電路等十多種電路。使本實用新型具有冰箱保護器、漏電(觸電)保安器、用電定量器、用電防竊器、電子保險絲及電度表節(jié)省空耗附加器等多種電器的全部功能。并裝有觸摸式防盜報警接口，插上訊響器(或電鈴)和觸摸片，即有防盜報警功能。本實用新型克服了上述各種實用新型及產品的三大缺點，具有抗干擾型過壓保護、可選擇式欠壓保護、滯后動作型過流保護、帶自檢式漏電(觸電)雙重保護、可解除型記憶延時、電度表空耗節(jié)省以及觸摸式防盜報警接口等七大功能。是一種全功能、大功率且又節(jié)省電能的家庭用電保安器。
實現(xiàn)本實用新型見附

圖1。
附圖1中，C1、C2、C3、D1、D2、D3及D4等組成電容降壓式正負直流穩(wěn)壓電源。其中C1的一端接交流電源(220V)的火線輸入接線端1，另一端與D1、D4的正極和D3的負極一起連接于接點3；D1的負極與D2的負極連接于接點6；D2的正極、C2的負極和C3的正極連接于交流電源的零線輸入接線端2；D3的正極、C3的負極和集成四運放的負電源輸入端(圖中未畫出)連接于接點4；D4的負極C2的正極和集成四運放的正電源輸入端(圖中未畫出)連接于接點5。本電路中C1起降壓作用，D1、D2為二只反向串聯(lián)的穩(wěn)壓二極管，兼有整流和穩(wěn)壓雙重職能；D3、D4為整流二極管；C2、C3為濾波電容。該穩(wěn)壓電源設計簡練，有電網電壓適應范圍寬(120V～450V)、元件少、工作可靠及可提高電網功率因數等優(yōu)點。有了它和下面將要介紹的電度表空耗節(jié)省電路，才使得本實用新型在消除電度表空載損耗的同時本身只消耗0.2W的電功率，且為容性負載，起到了節(jié)省電能的作用。電源電壓適應范圍極寬且功耗甚微是本實用新型的特點之一。
附圖1中HL1為零序電流互感器的初級繞組，它和A1、C4、SCR及C5等組成交流放大器、電子開關及其保護電路，用來實現(xiàn)電度表(DDB)空載損耗(簡稱空耗)節(jié)省功能。其中HL1的一端和A1的負輸入端連接于接點2，HL1的另一端和A1的正輸入端連接于接點7；A1的輸出端和C4的一端連接于接點8；C4的另一端和雙向可控硅SCR的控制極連接于接點9；SCR的陰極和C5的一端連接于接點7；SCR的陽極和C5的另一端以及電度表(DDB)的零線輸入、輸出端一起連接于接點10。該電路的工作原理如下當無用電負荷時，HL1中無電流，其兩端亦無電壓，A1輸出為“0”，雙向可控硅SCR得不到觸發(fā)訊號而關斷，電度表的電壓繞組與電網脫開，不消耗電能，電度表亦不工作；當有用電負荷時，HL1中有交流電流，其兩端就相應有交流電壓，經A1放大后輸出，SCR導通，電度表的電壓繞組接入電網，電度表正常工作。SCR是該電路中的關鍵元件，應選用耐壓400V以上、觸發(fā)電流小的功率雙向可控硅。C4組成電子開關保護電路，用以吸收SCR關斷時電度表的電壓繞組所產生的浪湧電壓，保護SCR的安全。本電路所實現(xiàn)的電度表空耗節(jié)省功能，單只電度表每年可節(jié)省視在功率20～60KVAH。當然，本實用新型也可不與電度表配接，此時只需將接點1和接點11短路、接點10開路即可。電度表空耗節(jié)省是本實用新型的特點之二。
附圖1中HL1、HL2和HL3為零序電流互感器的各繞組，它們構成漏電(觸電)檢測電路；HL3、W1和A2等構成峰值比較器電路；繼電器J及D5構成保護執(zhí)行及顯示電路；R1構成零序電流互感器損壞(HL3霉斷)保護電路，是漏電(觸電)保護的第二道防線；按鈕開關AK1和R2構成漏電(觸電)保護自檢電路。以上這些電路共同組成完整的帶自檢式漏電(觸電)雙重保護電路。其中HL3的一端和W1的一端連接于接點7，HL3的另一端、R1的一端和A2的正輸入端連接于接點13；R1的另一端與接點5連接；A2的負輸入和W1的中心頭連接于接點14；A2的輸出端和D5的正極連接于接點16；D5的負極和繼電器J的一端連接于接點17；J的另一端與接點4連接；HL2的一端和電度表的火線輸出端連接于接點11；HL2的另一端和繼電器的常閉觸點JK－1B的一端連接于接點12；JK－1B的另一端和AK1的一端連接于接點保安器火線輸出接線端18；AK1的另一端和R2連接于接點19；R2的另一端連接于接點2；繼電器的另一組常閉觸點JK－2B的一端連接于接點7，另一端接于保安器零線輸出接線端20。本電路中繼電器J應選用吸合功率小、觸點電流大的超小型繼電器。本電路的工作原理如下當無漏電(觸電)電流時，零序電流互感器的HL3兩端無輸出電壓，A2的正輸入端為“0”電位，負輸入端為“正”電位，A2的輸出為“負”，發(fā)光二極管D5截止，繼電器不動作；當有漏電(觸電)電流時，HL3兩端有輸出電壓，當其正峰值電平超過A2負輸入端電平時，A2輸出為“正”，D5導通并發(fā)光，指示保護器正處于保護延時狀態(tài)，繼電器也在0.1秒的時間內吸合，切斷負載電源并進入記憶延時工作狀態(tài)(記憶延時功能后述)。調節(jié)W1可改變漏電(觸電)保護動作電流。R1的作用是當HL3霉斷時，A2的“正”輸入端通過R1接于正電源，使A2輸出 為“正”，繼電器長久切斷電源，通知用戶維修，否則無法正常供電，起到了漏電(觸電)的雙重保護作用。按鈕Ak1和R2組成漏電保護自檢電路，按下Ak1，人為造成零序電流互感器的初級繞組電流不平衡，保護器應能迅速動作，否則說明保護器有故障，應及時檢修。這部分電路的特點是漏電(觸電)保護動作電流連續(xù)可調且十分靈敏，對零序電流互感器的要求低，又因設有二道防線和自檢電路，所以漏電(觸電)保護性能十分可靠。此外，該保護功能以及后面將要介紹的其他保護功能均具有記憶延時自復原能力，既可避免人體觸電后尚未完全脫離電源又重復觸電，又不象普通漏電保安器那樣一旦動作后還需人工復原。使用比較方便。連續(xù)可調漏電(觸電)雙重保護是本實用新型的特點之三。
附圖1中C6、Ak2、D6、R3、C7及A3等與上述漏電(觸電)保護電路一起組成可解除型受控記憶延時電路。其中C6的一端連接于接點17，另一端和Ak2的一端、D6的負極、R3的一端及A3的“負”輸入端一起連接于接點21；Ak2的另一端、D6的正極、R3的另一端和C7的負極一起連接于接點2；C7的“正”極、A3的“正”輸入端和W2的中心頭連接于接點22；A3的輸出端和W1的一端連接于接點15。本電路的工作原理如下保安器首次通電使用時，因C7兩端無電壓且其兩端電壓不能突變，故A3“正”輸入端在開機瞬間為“0”電平，而C6則通過D6充電，使得A3的“負”輸入端瞬時電平約為－0.7V(相當于D6的正向壓降)，A3輸出為“正”，A2輸出為“負”，繼電器不動作，市電通過JK－1B、JK－2B向負載供電。若因市電突然停電或因過壓、欠壓、過載、漏電(觸電)等原因致使保安器動作而切斷負載電源時，A2輸出為“正”，C6通R3緩慢放電，使得A3的“負”輸入端為“正”電平，A3的輸出為負，鎖定A2的輸出狀態(tài)，使之保持在“正”電平，直至C6放電完畢，R3兩端的電壓接近于“0”，A3的輸出跳變?yōu)椤罢?，A2的輸出跳變?yōu)椤柏摗保^電器釋放，恢復正常供電，同時C6又通過D6迅速充電。這里C6為記憶延時電容，應選用漏電小、介質損耗低、吸附效應小的優(yōu)質電容。因為是利用電容放電進行延時，所以具有記憶功能，保證停電時間加上延時時間 等于設定的總延時時間。改變C6的容量(或改變R3的阻值)可調節(jié)記憶延時的時間長短。Ak2為延時解除按鈕，按下它，C6將通Ak2迅速放電，使保安器解除延時工作狀態(tài)而立即恢復供電?？山獬陀洃浹訒r是本實用新型的特點之四。
附圖1中HL1、D11、W2及C7與上述可解除型記憶延時電路以及帶自檢式漏電(觸電)雙重保護電路等共同組成滯后動作型過流保護電路。其中D11的負極連接于接點7，正極與W2的一端連接于接點23。W2的另一端與A4的輸出端連接于接點24。本電路的工作原理如下當無過載電流時，HL1兩端的電壓較小，經D11、W2和C7整流濾波后，A3的“正”輸入端電平仍比“負”輸入端電平高，A3輸出為“正”，保安器不動作。當有過載電流時，HL1兩端的電壓升高，經D11、W2和C7整流濾波后，A3的“正”輸入端電平低于“負”輸入端電平，A3輸出跳變?yōu)椤柏摗?，保安器動作，切斷負載電源并進入記憶延時工作狀態(tài)。W2用來調節(jié)過載保護動作電流，C7的作用除了濾波之外，兼有過流保護動作滯后功能，適當選擇它的容量，取得合適的過流保護滯后動作時間，可避免因冰箱、空調等電器的開機浪湧電流造成保安器誤動作，提高保安器工作的可靠性。滯后動作型可調過流保護是本實用新型的特點之五。
附圖1中C8、D7、D8、R4、C9、D9、D10、W3、BK、W4及A4等構成可調窗比較器，它和上述滯后動作型過流保護電路、可解除型受控記憶延時電路及帶自檢式漏電(觸電)雙重保護電路等共同組成抗干擾型過壓保護電路及可選擇式欠壓保護電路。其中C8的一端與接點1連接，另一端和D7的負極、D8的正極連接于接點29；D7的正極與接點2連接；D8的負極、R4的一端、C9的正極、D9的正極和D10的負極一起連接于接點26；R4的另一端、C9的負極和W4的一端連接于接點2；W4的中心頭、D10的正極和A4的“正”輸入端一起連接于接點27；W4的另一端與接點5連接；D9的負極、W3的中心頭和A4的“負”輸入端一起連接于接點25；W3的一端與接點2連接，W3的另一端和撥動開關BK的一端連接于接點28；BK的另一端與接點5連接；A4的輸出端和W2的一端連接于接點24。這部分電路的工作原理如下當市電電壓正常時，經C8降壓、D7、D8整流、C9濾波后在R4兩端所形成的電壓低于A4“正”輸入端的電壓而高于A4“負”輸入端的電壓，D9、D10均導通，因A4的正輸入端電位高于“負”輸入端，所以A4輸出為“正”；保安器不動作；當市電電壓低于保安器所設定的低限電壓時，R4兩端的電壓降低，使D9截止、D10導通，并使A4的“負”輸入端電位高于“正”輸入端，A4輸出為負，保安器動作，切斷負載電源并進入記憶延時工作狀態(tài)。同理，當市電電壓高于保安器所設定的高限電壓時，R4兩端的電壓升高，D10截止，D9導通，并使A4的“負”輸入端電位高于“正”輸入端，A4輸出為“負”，保安器動作，切斷負載電源并進入記憶延時工作狀態(tài)。W4為高壓保護調節(jié)電阻，W3為低壓保護調節(jié)電阻，Bk為低壓保護選擇開關，當它處于斷開狀態(tài)時，低壓保護功能喪失，適用于那些家里沒有電冰箱、空調等電器、市電電壓又常常偏低的用戶使用。這部分電路的特點是過壓及欠壓保護動作電壓連續(xù)可調、抗干擾能力強，可調窗比較器是本實用新型的特點之六，可選擇型低壓保護是本實用新型的特點之七。
附圖1中Jk－1k、Jk－2k等繼電器的常開觸點和插座CZ組成觸摸式防盜報警接口。其中Jk－1k常開觸點的一端與接點12連接，另一端和CZ的一端與接點30連接；Jk－2k常開觸點的一端與接點7連接，另一端和CZ的另一端與接點31連接。當需要觸摸式防盜報警時，將訊響器(或電鈴)和觸摸片(可用鎖孔代替)按附圖1中虛線所示連接，只要有人觸及觸摸片(或鎖孔)，造成保安器漏電(觸電)保護動作，一方面使觸摸者受到瞬時的電擊而懼退，另一方面接通訊響器(或電鈴)的電源使之發(fā)出報警聲。若不需要觸摸式防盜報警，可不插入訊響器的觸摸片。觸摸式防盜報警器接口是本實用新型的特點之八。
按附圖1電路安裝的家用節(jié)能防盜多功能自動保安器其所有元件通過一個印刷電路板連接，并裝入一個電絕緣塑料外殼內。
本實用新型跳出常規(guī)設計框框，采用一元件多職能的連環(huán)法最優(yōu)設計方法，使得本實用新型具有設計新穎、功能齊全、體積小巧、造價低廉、性能可靠、負荷力強、節(jié)約電能、使用方便等優(yōu)點。
權利要求1.一種家用電子保安器，本實用新型的特征是用一片集成電路及外圍元件組成了電容降壓式正負直流穩(wěn)壓電源、交流放大器、電子開關及保護電路、帶自檢式漏電(觸電)雙重保護電路、可解除型受控記憶延時電路、滯后動作型過流保護電路、可調窗比較器、觸模式防盜報警接口，形成了多功能的家用電子保安器。
2.根據權利要求1所述的家用電子保安器，其特征在于電容降壓式正負直流穩(wěn)壓電源，其中C1的一端接交流電源(220V)的火線輸入接線端1；另一端與D1、D4的正極和D3的負極一起連接于接點3；D1的負級與D2的負極連接于接點6；D2的正極、C2的負極和C3的正極連接于交流電源的零線輸入接線端2；D3的正極、C3的負極和集成四運放的負電源輸入端 連接于接點4；D4的負極、C2的正極和集成四運放的正電源輸入端 連接于接點5。
3.根據權利要求1所述的家用電子保安器，其特征在于交流放大器、電子開關及保護電路中，HL1的一端和A1的負輸入端連接于接點2，HL1的另一端和A1的正輸入端連接于接點7；A1的輸出端和C4的一端連接于接點8；C4的另一端和雙向可控硅SCR的控制極連接于接點9；SCR的陰極和C5的一端連接于接點7；SCR的陽極和C5的另一端及電度表(DDB)的零線輸入、輸出端一起連接于接點10。
4.根據權利要求1所述的家用電子保安器，其特征在于在帶自檢式漏電(觸電)雙重保護電路中，HL3的一端和W1的一端連接于接點7；HL3的另一端，R1的一端和A2的正輸入端連接于接點13；R1的另一端與接點5連接；A2的負輸入端和W1的中心頭連接于接點14；A2的輸出端和D5的正極連接于接點16；D5的負極和繼電器J的一端連接于接點17；J的另一端與接點4連接；HL2的一端和電度表的火線輸出連接于接點11；HL2的另一端和繼電器的常閉觸點JK－1B的一端連接于接點12；JK－1B的另一端和AK1的一端連接于接點18；AK1的另一端和R2連接于接點19；R2的另一端連接于接點2；繼電器的另一組常閉觸點JK－2B的一端連接于接點7；另一端接于接點20。
5.根據權利要求1所述的家用電子保安器，其特征在于可解除型受控記憶延時電路中，C6的一端連接于接點17；C6的另一端和AK2的一端、D6的負極、R3的一端及A3的“負”輸入端一起連接于接點21；AK2的另一端、D6的正極、R3的另一端和C7的負極一起連接于接點2；C7的正極、A3的“正”輸入端和W2的中心頭連接于接點22；A3的輸出端和W1的一端連接于接點15。
6.根據權利要求1所述的家用電子保安器，其特征在于滯后動作型過流保護電路中，D11的負極連接于接點7、正極與W2的一端連接于接點23。W2的另一端與A4的端出端連接于接點24。
7.根據權利要求1所述的家用電子保安器，其特征在于在可調窗比較器中，C8的一端與接點1連接，C8的另一端和D7的負極，D8的正極連接于接點29；D7的正極與接點2連接；D6的負極、R4的一端，C9的正極，D9的正極和D10的負極一起連接于接點26；R4的另一端、C9的負極和W4的一端連接于接點2；W4的中心頭，D10的正極和A4的“正”輸入端一起連接于接點27；W4的另一端與接點5連接；D9的負極W3的中心頭和A4的“負”輸入端一起連接于接點25；W3的一端與接點2連接，W3的另一端和撥動開關BK的一端連接于接點28；BK的另一端與接點5連接，A4的輸出端和W2的一端連接于接點24。
8.根據權利要求1所述的家用電子保安器，其特征在于觸模式防盜報警接口，其中Jk－1k常開觸點的一端與接點12連接，另一端和CZ的一端與接點30連接，Jk－2k常開觸點的一端與接點7連接，另一端和CZ的另一端與接點31連接。
9.根據權利要求1所述的家用電子保安器，其特征在于所有元件通過一個印刷電路板連接，并裝入一個電絕緣塑料外殼內。
專利摘要本實用新型是一種具有過壓、欠壓(可選擇)、過載、漏電(觸電)保護、可解除型記憶延時、觸摸式防盜報警接口及電度表空耗節(jié)省等七功能的家庭用電多功能自動保安器。它由一片集成電路及少量的外圍元件組成，功能全、體積小、成本低、節(jié)約電能、負荷力強，既可裝在電度表表與用電器之間，也可裝在線路中使用?？扇〈浔Ｗo器、漏電(觸電)保安器、用電定量器、用電防竊器、電子保險絲、電度表節(jié)省空耗附加器及防盜報警器等多種電器，保證了所有家用電器及人身的用電安全。
文檔編號G01R31/00GK2046224SQ89202429
公開日1989年10月18日 申請日期1989年3月4日 優(yōu)先權日1989年3月4日
發(fā)明者趙金師 申請人:趙金師