專利名稱：防火保護開關的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高靈敏度的防火保護開關，是一種具有短路保護、過載保護、過壓保護、過熱保護、漏電保護等多功能的防火保護裝置。
背景技術：
隨著科學技術的發(fā)展，具有防火功能的電源開關逐漸為人們所需求。防火保護開關將為保護人身和電器等財產安全提供可靠性保障。防火保護開關是在所述的電源保護開關上加裝過載保護器來實現(xiàn)的?，F(xiàn)有的過載保護器主要采用雙金屬片，通電加熱后使其彎曲變形從而實現(xiàn)切斷電源的，在過載一倍電流時，一般需要幾秒到半小時才能跳閘，因而不能快速斷開電源，并且分斷時間受環(huán)境溫度影響較大。當用電器由于某種原因過載時，電器發(fā)熱、起火，甚至燒毀后，過載保護器還沒跳閘的現(xiàn)象時有發(fā)生，因而起不到有效的保護作用。特別對于額定電流在1A以下的小型家用電器，其缺陷更為明顯。同時，現(xiàn)有的防火保護插座只有單一的過載保護功能。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，提供一種脫扣力大、動作速度快、靈敏度高、可靠性高以及兼有漏電保護功能的防火保護開關。
本發(fā)明還要提供一種具有過壓保護功能的防火保護開關。
本發(fā)明還要提供一種具有過熱保護功能的防火保護開關。
本發(fā)明還要提供一種具有防浪涌保護功能的防火保護開關。
本發(fā)明還要提供一種具有短路保護功能的防火保護開關。
本發(fā)明還要提供一種具有過壓跳閘報警功能的防火保護開關。
解決上述問題采用的技術方案是防火保護開關，包括設置在電路板上的過電流傳感器、零序互感器、試驗按鈕、復位按鈕、控制電路、電磁脫扣器、N極和L極的兩個靜觸片和動觸片，所述的電磁脫扣器包括骨架、主脫扣線圈、鐵芯和彈簧；其特征在于所述兩個動觸片一端設置在電路板上，中間設置一個絕緣掛鉤，另一端分別設有一個動觸頭；所述復位按鈕上套裝復位彈簧，底部設有與所述絕緣掛鉤相對配置的復位掛鉤，所述復位掛鉤與鐵芯連接；所述兩個靜觸片的一端分別設有一個靜觸點，另一端設置在電路板上；N極穿過零序互感器，L極同時穿過零序互感器和過電流傳感器。
本發(fā)明的防火保護開關，其機械部分通過鐵芯直接拉動復位掛鉤使之與絕緣掛鉤脫扣來實現(xiàn)斷開電源，因而具有結構簡單、脫扣力大、動作速度快、靈敏度高、工作穩(wěn)定可靠、使用壽命長、成本低等優(yōu)點。
更為重要的是，本發(fā)明的防火保護開關，同時采用了過電流傳感器和零序互感器，因而兼有過載保護和漏電保護功能。零序互感器用于檢測漏電電流，電源的相線和中線均穿過零序互感器，而零序互感器的繞組接入控制電路中。電器在正常工作時，由于相線和中線的電流值相同，磁場方向相反，磁場相互抵消，零序互感器的繞組中的感應電壓為零，控制電路不動作。當電路出現(xiàn)漏電流時，電源的相線和中線的電流值不相等，這樣就會在零序互感器的繞組中感應出微弱的漏電信號電壓，該感應信號電壓經控制電路IC放大、比較、翻轉為高電平觸發(fā)可控硅導通，電磁線圈的鐵芯產生磁場吸引力使鐵芯向里運動，拉動脫扣機構，斷開電源。
本發(fā)明的過電流傳感器與傳統(tǒng)的電流互感器也不同，傳統(tǒng)的電流互感器是將原邊繞組接入電源，在繞組感應出測試電流。而本發(fā)明的過電流傳感器不設原邊繞組，而將電源的相線直接穿過過電流互感器。當電流超過額定工作電流時，就會在過電流傳感器的感應出微弱的信號電壓。當該感應信號電壓達到整定值時，控制電路觸發(fā)可控硅斷開電源。本發(fā)明的過電流傳感器設計體積可以設計得很小，如6×φ15mm，所以保護插座體積可以設計得非常小，并且由于過電流傳感器在零電壓以上時就能起到監(jiān)控作用，因而反應更靈敏，尤其應用于額定電流在1A以下的小型家用電器，其優(yōu)點更為顯著。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述的控制電路包括用于接收所述零序互感器和過電流傳感器繞組的電信號并進行比較、放大、翻轉后輸出觸發(fā)信號的控制芯片和在控制芯片觸發(fā)信號作用下導通脫扣線圈的可控硅。
所述的控制芯片IC可以是任何制式結構，因防火過載保護開關體積較小，優(yōu)選單列型號VG54123，所述零序互感器的繞組一端連接到控制芯片的1腳、穩(wěn)壓管的陰極、第三限流電阻的一端、第二濾波電容的一端以及接地電容的一端，另一端連接到穩(wěn)壓管的陽極、防浪涌開關的一端、第二限流電阻的一端、第三限流電阻的另一端、第二濾波電容的另一端以及匹配電阻的一端；所述匹配電阻的另一端接控制芯片的2腳；所述接地電容的另一端接控制芯片的3腳；所述過電流傳感器的繞組一端接第二限流電阻的另一端以及功率調節(jié)電阻的一端，另一端接功率調節(jié)電阻的另一端以及防浪涌開關的另一端。所述的防浪涌開關為一與復位按鈕同軸的常閉開關，當手按下復位鈕前防浪涌常閉開關先斷開，當動觸點與靜觸點接觸后防浪涌常閉開關又閉合，防止和避免了復位的同時產生的瞬間浪涌電壓，對保護開關復位的影響。
所述的主脫扣線圈的異名端接源相線，同名端接可控硅的陽極；所述可控硅的陰極接控制芯片的3腳、抗干擾電容的一端、第一濾波電容的一端、第一匹配電容的一端以及全波整流電路的負極4，所述可控硅的控制極接控制芯片的7腳、抗干擾電容的另一端以及第二匹配電容的一端；所述全波整流電路的另一輸出端2接第一限流電阻，第一限流電阻的另一端接發(fā)光二極管的陽極，所述發(fā)光二極管的陰極接第一濾波電容的另一端和控制芯片的8腳；所述第二匹配電容的另一端接控制芯片的6腳；所述第一匹配電容的另一端接控制芯片的4腳和5腳；所述全波整流電路的輸入端1、3分別連接到電源的相線和中線。
作為本發(fā)明的再進一步改進，所述的骨架上還繞制有一個短路脫扣線圈，所述的短路脫扣線圈串聯(lián)在主回路的相線上，并且所述主脫扣線圈的異名端與短路脫扣線圈的同名端相連。當電器產生短路時，在短路保護線圈產生瞬間大電流，使鐵芯動作帶動復位掛鉤與絕緣掛鉤脫扣，從而產生跳閘動作。
作為本發(fā)明的再進一步改進，在零序互感器前邊的中線上和零序互感器后邊的相線上跨接一個由模擬漏電電阻和試驗按鈕的開關串聯(lián)構成的模擬漏電試驗電路。所述的試驗按鈕開關的兩端并聯(lián)熱敏電阻和第二壓敏電阻。電源電壓正常時，試驗按鈕斷開，熱敏電阻和第二壓敏電阻呈高阻狀態(tài)；當電源電壓高于額定電壓時、或有浪涌電壓及雷電時，第二壓敏電阻瞬間呈低阻狀態(tài)，相當于按下試驗按鈕，模擬漏電試驗，穿過零序互感器的相線和中線的電流就不相等，在零序互感器的就會感應出微弱的電壓信號，經IC放大、比較、翻轉為高電平由8腳輸出觸發(fā)可控硅導通，使交流電流的正半周通過電磁脫扣線圈，使鐵芯動作帶動復位掛鉤與絕緣掛鉤脫扣，從而產生跳閘動作，斷開電源。
當電路產生過熱時，相應地，熱敏電阻，則模擬漏電試驗電路也導通，控制電路可控硅被觸發(fā)導通，電磁脫扣器迅速脫扣、斷開電源。
為了保證控制芯片在過電壓時或有雷電時不被燒壞，所述全波整流電路的電源線兩端并聯(lián)第一壓敏電阻。
所述的電源相線和中線之間還接入一個由第三限流電阻、壓電陶瓷片和起輝器氖泡串聯(lián)構成的聲光報警電路。當電源電壓超過正常范圍時，壓敏陶瓷產生微弱電壓，氖泡就會發(fā)光，產生報警信號。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
圖1是本發(fā)明的機械結構示意圖。
圖2圖1的仰視圖。
圖3是本發(fā)明控制電路的電路圖。
具體實施例方式
參照圖1、圖2，本發(fā)明防火保護開關的機械結構部分，包括過電流傳感器1、零序互感器2、試驗按鈕19、復位按鈕16、控制電路17、電磁脫扣器、N極和L極的兩個靜觸片12和動觸片3。所述的電磁脫扣器包括骨架21，繞制在包括骨架21上的主脫扣線圈4、繞在主脫扣線圈4外面的短路脫扣線圈5、以及共用的鐵芯6和彈簧7。
將電路板13作為基板，把所有電子元器件和其它零部件都焊接在基板13上。將L極、N極兩個動觸片3與絕緣掛鉤9鉚接在一起，一端各鉚上一個動觸點10，另一端穿過零序互感器2后，N極向外彎折，跨過過電流傳感器后焊接在電路板13的N極電路上，L極穿過零序互感器2后再穿過過電流傳感器1后焊接在短路脫扣線圈的一端，短路脫扣線圈的另一端焊接在電路板13的L極電路上。脫扣線圈4、5的骨架21固定在電路板13的中心。復位按鈕16安裝上復位掛鉤8、套上復位彈簧15、裝入電路板13上的孔后，在復位掛鉤8上的長孔中裝入鐵芯6；在鐵芯6串上彈簧7，裝入線圈骨架21的孔中。試驗按鈕19，壓動焊接在電路板13上的動觸片20。兩個靜觸片12的一端分別鉚上一個靜觸點11，靜觸片12的另一端鉚在電路板13上，并分出L極、N極。這樣就構成了一個很緊湊且機電一體化的多功能防火保護電子開關。
參照圖3，本發(fā)明防火保護開關的控制電路，接收所述零序互感器2的電信號和過電流傳感器1繞組的電信號，在控制芯片IC進行比較、放大、翻轉為高電平，觸發(fā)接在主脫扣線圈4上的可控硅VT1導通。
所述的控制芯片IC為單列VG54123型，所述零序互感器2的繞組L1一端連接到控制芯片IC的1腳、穩(wěn)壓管D2的陰極、第三限流電阻R5的一端、第二濾波電容C5的一端以及接地電容C6的一端，另一端連接到穩(wěn)壓管D2的陽極、防浪涌開關K2的一端、第二限流電阻R4的一端、第三限流電阻R5的另一端、第二濾波電容C5的另一端以及匹配電阻R6的一端；所述匹配電阻R6的另一端接控制芯片IC的2腳；所述接地電容C6的另一端接控制芯片IC的3腳；所述電流傳感器1的繞組L2一端接第二限流電阻R4的另一端以及功率調節(jié)電阻R3的一端，另一端接功率調節(jié)電阻R3的另一端以及防浪涌開關K2的另一端。
所述的主脫扣線圈L4(即圖1中的零件4)的異名端接相線，同名端接可控硅VT1的陽極；所述可控硅VT1的陰極接控制芯片IC的3腳(即整流電源的負極)、抗干擾電容C1的一端、第一濾波電容C2的一端、第一匹配電容C3的一端以及全波整流電路的輸出端4，所述可控硅VT1的控制極接抗干擾電容C1的另一端以及第二匹配電容C4的一端；所述全波整流電路的另一輸出端2接第一限流電阻R1，第一限流電阻R1的另一端接發(fā)光二極管LED的陽極，所述發(fā)光二極管LED的陰極接第一濾波電容C2的另一端和控制芯片IC的8腳(即整流電源的正極)；所述第二匹配電容C4的另一端接控制芯片IC的6腳；所述第一匹配電容C3的另一端接控制芯片IC的4腳和5腳；所述全波整流電路D1、D2、D3、D4的輸入端1、3并聯(lián)第一壓敏電阻RV1后分別連接到電源的相線和中線。
短路脫扣線圈L3(即圖1中的零件5)串聯(lián)在主回路的相線上，并且所述主脫扣線圈L4的異名端與短路脫扣線圈L3的同名端相連。
在零序互感器前邊的中線上和零序互感器后邊的相線上跨接一個由模擬漏電電阻R2和試驗按鈕19的開關K1串聯(lián)構成的模擬漏電試驗電路。所述的試驗按鈕開關K1的兩端并聯(lián)熱敏電阻Rθ和第二壓敏電阻RV2。
所述的電源相線和中線之間還接入一個由第三限流電阻R7、壓電陶瓷片Y和起輝器氖泡S串聯(lián)構成的聲光報警電路。
本發(fā)明防火保護開關的工作原理如下當按下復位按鈕時，開關就通電；當按下試驗按鈕時，開關就斷電。當電路回路中由各種不同原因引起短路、過載、過壓、過熱、漏電時，保護裝置就會立即跳閘，斷開電源，保護人身安全和用電器設備。
一、通電按下復位按鈕16時，由轉軸連接的復位掛鉤8，就會在彈簧7的推動下，向動觸片3上固定的絕緣掛鉤9靠近，并掛接。當手放開時，由于復位彈簧的作用，將動觸點10與靜觸點11接觸，電源指示燈18(圖3中的發(fā)光二極管LED)亮，完成通電工作。
二、斷開當按下試驗按鈕19時，零序互感器2感應出一個微弱的模擬漏電電壓信號，經過IC集成電路17放大、比較、翻轉為高電平，由5腳輸出，觸發(fā)可控硅VT、使其導通，同時主脫扣線圈4通電、產生磁場，將線圈內的鐵心6向里拉動，掛鉤拉開，使脫扣機構脫扣、斷開電源，指示燈熄滅。
當電路回路中因導線絕緣老化造成短路、電動機缺油停轉或用電設備受潮電流增大時，過電流傳感器1就會感應出微弱的信號電壓，同模擬漏電電壓信號一樣，使保護裝置迅速脫扣、斷開電源。
當電路回路中有漏電或有人觸電時，零序互感器就會感應出微弱的漏電信號電壓，同模擬漏電電壓信號一樣，使保護裝置迅速脫扣、斷開電源。過壓保護由RV2控制；過熱保護由Rθ控制；短路保護由L4控制。同時，防火保護開關因各種故障原因跳閘后，壓電陶瓷片Y和起輝器氖泡S將立即產生聲光報警。
權利要求
1.防火保護開關，包括設置在電路板(13)上的過電流傳感器(1)、零序互感器(2)、試驗按鈕(19)、復位按鈕(16)、控制電路、電磁脫扣器、N極和L極的兩個靜觸片(12)和動觸片(3)，所述的電磁脫扣器包括骨架(21)、主脫扣線圈(4、5)、鐵芯(6)和彈簧(7)；其特征在于所述兩個動觸片(3)一端設置在電路板(13)上，中間設置一個絕緣掛鉤(9)，另一端分別設有一個動觸點(10)；所述復位按鈕(16)上套裝復位彈簧(15)，底部設有與所述絕緣掛鉤(9)相對配置的復位掛鉤(8)，所述復位掛鉤(8)與鐵芯(6)連接；所述兩個靜觸片(12)的一端分別設有一個靜觸點(11)，另一端設置在電路板(13)上；N極穿過零序互感器(2)，L極同時穿過零序互感器(2)和過電流傳感器(1)。
2.如權利要求1所述的防火保護開關，其特征在于所述的控制電路包括用于接收所述零序互感器(2)和過電流傳感器(1)繞組感應的電信號并進行比較、放大、翻轉后輸出觸發(fā)信號的控制芯片(IC)和在控制芯片(IC)觸發(fā)信號作用下導通主脫扣線圈(4)的可控硅(VT1)。
3.如權利要求2所述的防火保護開關，其特征在于所述的控制芯片(IC)為單列VG54123型，所述零序互感器(2)的繞組(L1)一端連接到控制芯片(IC)的1腳、穩(wěn)壓管(D2)的陰極、第三限流電阻(R5)的一端、第二濾波電容(C5)的一端以及接地電容(C6)的一端，另一端連接到穩(wěn)壓管(D2)的陽極、防浪涌開關(K2)的一端、第二限流電阻(R4)的一端、第三限流電阻(R5)的另一端、第二濾波電容(C5)的另一端以及匹配電阻(R6)的一端；所述匹配電阻(R6)的另一端接控制芯片(IC)的2腳；所述接地電容(C6)的另一端接控制芯片(IC)的3腳；所述過電流傳感器(1)的繞組(L2)一端接第二限流電阻(R4)的另一端以及功率調節(jié)電阻(R3)的一端，另一端接功率調節(jié)電阻(R3)的另一端以及防浪涌開關(K2)的另一端。
4.如權利要求3所述的防火保護開關，其特征在于所述的主脫扣線圈(4，L4)的異名端接源相線，同名端接可控硅(VT1)的陽極；所述可控硅(VT1)的陰極接控制芯片(IC)的3腳、抗干擾電容(C1)的一端、第一濾波電容(C2)的一端、第一匹配電容(C3)的一端以及全波整流電路(D1、D2、D3、D4)的負極4，所述可控硅(VT1)的控制極接控制芯片(IC)的7腳、抗干擾電容(C1)的另一端以及第二匹配電容(C4)的一端；所述全波整流電路的另一輸出端2接第一限流電阻(R1)，第一限流電阻(R1)的另一端接發(fā)光二極管(LED)的陽極，所述發(fā)光二極管(LED)的陰極接第一濾波電容(C2)的另一端和控制芯片(IC)的8腳；所述第二匹配電容(C4)的另一端接控制芯片(IC)的6腳；所述第一匹配電容(C3)的另一端接控制芯片(IC)的4腳和5腳；所述全波整流電路(D1、D2、D3、D4)的輸入端1、3分別連接到電源的相線和中線。
5.如權利要求4所述的防火保護開關，其特征在于所述的骨架(21)上還繞制有一個短路脫扣線圈(L3、5)，所述的短路脫扣線圈(L3、5)串聯(lián)在主回路的相線上，并且所述主脫扣線圈(L4、4)的異名端與短路脫扣線圈(L3、5)的同名端相連。
6.如權利要求5所述的防火保護開關，其特征在于在零序互感器前邊的中線上和零序互感器后邊的相線上跨接一個由模擬漏電電阻(R2)和試驗按鈕(19)的開關(K1)串聯(lián)構成的模擬漏電試驗電路。
7.如權利要求6所述的防火保護開關，其特征在于所述的試驗按鈕開關(K1)的兩端并聯(lián)熱敏電阻(Rθ)和第二壓敏電阻(RV2)。
8.如權利要求7所述的防火保護開關，其特征在于所述全波整流電路(D1、D2、D3、D4)的電源線兩端并聯(lián)第一壓敏電阻(RV1)。
9.如權利要求1-8任何一項所述的防火保護開關，其特征在于所述的電源相線和中線之間還接入一個由第三限流電阻(R7)、壓電陶瓷片(Y)和起輝器氖泡(S)串聯(lián)構成的報警電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多功能防火保護開關，包括設置在電路板上的電流傳感器、零序互感器、試驗按鈕、復位按鈕、控制電路、電磁脫扣器、兩個靜觸片和動觸片；其特征在于所述兩個動觸片一端設置在電路板上，中間設置一個絕緣掛鉤，另一端分別設有一個動觸頭；復位按鈕上套裝復位彈簧，底部設有與絕緣掛鉤相對配置的復位掛鉤，復位掛鉤與鐵芯連接；兩個靜觸片的一端分別設有一個靜觸點，另一端設置在電路板上；N極穿過零序互感器，L極同時穿過零序互感器和電流傳感器。本發(fā)明的機械部分通過鐵芯直接拉動復位掛鉤使之與絕緣掛鉤脫扣來實現(xiàn)斷開電源，因而具有結構簡單、脫扣力大、動作速度快、靈敏度高、工作穩(wěn)定可靠、使用壽命長、成本低等優(yōu)點。
文檔編號H01H71/58GK1959894SQ200610154740
公開日2007年5月9日 申請日期2006年11月16日 優(yōu)先權日2006年11月16日
發(fā)明者祝振卿, 陳玉 申請人:正泰集團股份有限公司