專利名稱：一種用電保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用電保護(hù)器。
現(xiàn)有住宅樓幾乎都是經(jīng)三相四線得到220伏電壓的，這種用電方式一旦零線斷掉，各火線間經(jīng)用電器導(dǎo)通形成380伏的電壓，會(huì)燒壞家用電器，或者人為地接錯(cuò)相、雷擊，都易出現(xiàn)過壓現(xiàn)象，而且目前各地電網(wǎng)也在進(jìn)行改造，改造期間電壓不穩(wěn)，極易損壞用電器，因此人們設(shè)計(jì)許多過壓用電保護(hù)器，它們通常是采用變壓器降壓，這種一是自身耗電大，二是元件多，成本高，適應(yīng)電壓范圍小，容易損壞；也有采用無極性電容耦合降壓，二極管穩(wěn)壓，但這種電路電壓如果瞬時(shí)升高，容易燒壞穩(wěn)壓二極管，并且耦合電容耐壓范圍有限，易損壞，耗電大。使用電器時(shí)，常也會(huì)出現(xiàn)漏電或電流過大的現(xiàn)象，目前，人們對漏電采取的保護(hù)措施通常是直接通過感應(yīng)電壓控制可控硅，這種方式由于感應(yīng)電壓的高低不穩(wěn)，使可控硅的動(dòng)作不果斷，準(zhǔn)確度差。
本實(shí)用新型的第一目的在于提供一種耗電少，電路簡單，性能穩(wěn)定的過壓用電保護(hù)器。
本實(shí)用新型的第二目的在于提供一種同時(shí)具備過壓和漏電保護(hù)功能，準(zhǔn)確度高的用電保護(hù)器。
本實(shí)用新型的第三目的在于提供一種同時(shí)具備過壓、漏電、過流保護(hù)功能的用電保護(hù)器。
本實(shí)用新型的第一目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種用電保護(hù)器，有電源電路，其特征在于還設(shè)有電磁脫扣開關(guān)、穩(wěn)壓電路、取樣電路、電壓形成電路、脈沖控制電路、比較電路、運(yùn)算放大器、執(zhí)行電路，其中執(zhí)行電路與電磁脫扣開關(guān)的線圈相串聯(lián)，電磁脫扣開關(guān)的一個(gè)輸出端與電源電路的輸入端相連，電源電路的輸出端與穩(wěn)壓電路的輸入端相連，穩(wěn)壓電路的輸出端與取樣電路的輸入端相連，取樣電路輸出端與運(yùn)算放大器的6腳及負(fù)端相連；電磁脫扣開關(guān)的另一輸出端與電壓形成電路的輸入端相連，電壓形成電路的輸出端與比較電路的輸入端相連，比較電路的輸出端與運(yùn)算放大器的5腳相連；電磁脫扣開關(guān)還有一輸出端與脈沖控制電路的輸入端相連，脈沖控制電路的輸出端與比較電路的輸入端相連；運(yùn)算放大器的電源由電源電路提供，運(yùn)算放大器的輸出端與執(zhí)行電路的輸入端相連。
上述執(zhí)行電路由可控硅S1和二極管D4組成，它與電磁脫扣開關(guān)的線圈I1相串聯(lián)，組成一個(gè)串聯(lián)電路，其中D4主要起整流作用，也有一定的分壓作用，可控硅S1接到運(yùn)算放大器的輸出指令電壓就導(dǎo)通，使電磁脫扣開關(guān)的磁線圈I1工作，從而使開關(guān)呈斷開狀態(tài)；上述電源電路由二極管D2、電阻R3、電容C3組成，其中二極管D2的正極與電磁脫扣開關(guān)的一端相連接，電容C3的負(fù)極與電磁脫扣開關(guān)的另一端相連接，構(gòu)成一個(gè)串聯(lián)電路， 也即電磁脫扣開關(guān)輸出的電壓經(jīng)D2整流，R3電阻限流降壓，再由C3濾波形成電源電壓；上述穩(wěn)壓電路由電阻R5、穩(wěn)壓二極管Z2、電容C1組成，作用是把電源電路輸出的電源電壓經(jīng)R5再次限流降壓后得到一個(gè)穩(wěn)定不變的電壓提供給取樣電路；上述取樣電路由電阻R6和電阻R8組成，穩(wěn)壓后輸出的電壓由R6和R8與零線連通，形成串聯(lián)，因串聯(lián)有分壓作用，即在兩電阻的連接點(diǎn)分出一個(gè)電壓，提供給運(yùn)算放大器的6腳及負(fù)端。
上述電壓形成電路由整流二極管D1、電阻R1、電容C4組成，從電磁脫扣開關(guān)輸出的-電壓由D1整流、R1限流降壓后，由C4濾波得到一個(gè)變化的電壓，以提供給比較電路；上述比較電路由電阻R2、R4和電容C6組成，其中R2與電壓形成電路的電壓輸出端相連，它是把電壓形成電路輸出的電壓經(jīng)R2、R4、C6進(jìn)行整形較正后，輸出一個(gè)比較電壓送到運(yùn)算放大器的5腳，它與6腳的電壓進(jìn)行比較；上述運(yùn)算放大器可采用二運(yùn)算放大集成塊，也可采用四運(yùn)算放大集成塊，如LM358、HA17358、HA17324、LM17324等。
在上述電路中增加一個(gè)無極電容C7，它的一端與電阻R1的輸出端相連，另一端連在電磁脫扣開關(guān)的零線上，這樣電容C7與電路中原有的二極管D1和電阻R1構(gòu)成脈沖電壓控制電路，它是把經(jīng)過R1電阻的脈沖電壓直接耦合入零線，不準(zhǔn)它進(jìn)入比較電路比較，否則就會(huì)發(fā)生很多不是過壓的斷電，使本產(chǎn)品不能正常使用。
可見，這個(gè)過壓保護(hù)電路的性能穩(wěn)定可靠，電路簡單，耗電極少。
本實(shí)用新型的第二目的也即同時(shí)具有過壓和漏電保護(hù)功能的用電保護(hù)器是這樣實(shí)現(xiàn)的在上述過壓用電保護(hù)電路中再增加漏電感應(yīng)線圈、感應(yīng)電壓形成電路，其中過壓用電保護(hù)電路的電磁脫扣開關(guān)增加一個(gè)輸出端，該輸出端與漏電感應(yīng)線圈相連，漏電感應(yīng)線圈的線圈B與感應(yīng)電壓形成電路的輸入端相連，感應(yīng)電壓形成電路的輸出端與上述的運(yùn)算放大器的輸入端相連，運(yùn)算放大器的輸出端與執(zhí)行電路的另一輸入端相連。
上述漏電感應(yīng)線圈是由環(huán)形磁體、火線和零線主線圈、線圈B組成；與線圈B相連的感應(yīng)電壓形成電路由電阻R9、電容C2、整流二極管D3組成，從線圈B取出的感應(yīng)電壓，經(jīng)R9、C2、D3進(jìn)行整流控制后，送到運(yùn)算放大器3腳的正端；在上述運(yùn)算放大器中，其2腳負(fù)端與6腳相連，得一取樣電壓，其3腳有一個(gè)漏電電壓形成，一旦高于2腳，即運(yùn)算放大器1腳有輸出電壓，因1腳與7腳相連，所以這個(gè)輸出電壓直送到執(zhí)行電路，從而線圈I1工作，開關(guān)回到斷開狀態(tài)。
本電路中的漏電電路采用集成塊運(yùn)算放大后控制可控硅，與其他的漏電保護(hù)器直接用漏電感應(yīng)電壓去控制可控硅要優(yōu)越得多，直接感應(yīng)電壓控制會(huì)出現(xiàn)高低不等的電壓加在可控硅上，用集成塊放大后，加在可控硅控制極的電壓是一致的，工作可靠性顯著提高。
本實(shí)用新型的第三目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在上述的過壓漏電保護(hù)電路中，將電磁脫扣開關(guān)的開關(guān)用一小型高分?jǐn)噙^流斷路器取代，其中高分?jǐn)噙^流斷路器的輸出端與電磁脫扣開關(guān)的電磁線圈的一端相連，其輸入端與來市電端相連。
本實(shí)用新型提供電路的功率大小不受限制，它可在斷路器上進(jìn)行選擇，適應(yīng)范圍很寬，0-1200V都能正常工作而不被損壞，過壓保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)246V±4V，漏電保護(hù)靈敏度高，小于25MA，損耗特低僅3.5MA左右，基本上不耗電，斷電時(shí)間小于0.1S，雷擊時(shí)也能切斷電源，保護(hù)電器；本實(shí)用新型采用進(jìn)口集成電路精度高，可靠性好，壽命長，又設(shè)有脈沖電壓控制電路，不會(huì)無故斷電；本實(shí)用新型還有一個(gè)特點(diǎn)就是所有元器件的公共地線均與市電的零線相接，也即進(jìn)入本電路的電壓是市電電壓，其精確度能保證。總之，本電路簡單，成本低，耗電少，性能可靠，適應(yīng)于家家戶戶作家用電器保護(hù)之用。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明

圖1本實(shí)用新型實(shí)施例1采用的過壓保護(hù)電路圖；圖2本實(shí)用新型實(shí)施例2采用的過壓漏電保護(hù)電路圖；圖3本實(shí)用新型實(shí)施例3采用的過壓漏電過流保護(hù)電路圖。
參見圖1可知一種用電保護(hù)器，有電源電路，其特征在于還設(shè)有電磁脫扣開關(guān)1、穩(wěn)壓電路、取樣電路、電壓形成電路、脈沖控制電路、比較電路、運(yùn)算放大器、執(zhí)行電路，其中執(zhí)行電路與電磁脫扣開關(guān)1的線圈相串聯(lián)，電磁脫扣開關(guān)1的一個(gè)輸出端與電源電路的輸入端相連，電源電路的輸出端與穩(wěn)壓電路的輸入端相連，穩(wěn)壓電路的輸出端與取樣電路的輸入端相連，取樣電路輸出端與運(yùn)算放大器的6腳及負(fù)端相連；電磁脫扣開關(guān)1的另一輸出端與電壓形成電路的輸入端相連，電壓形成電路的輸出端與比較電路的輸入端相連，比較電路的輸出端與過壓運(yùn)算放大器的5腳相連；電磁脫扣開關(guān)1還有一輸出端與脈沖控制電路的輸入端相連，脈沖控制電路的輸出端與比較電路的輸入端相連；運(yùn)算放大器的電源由電源電路提供，運(yùn)算放大器的輸出端與執(zhí)行電路的輸入端相連。
上述執(zhí)行電路由可控硅S1和二極管D4組成，它與電磁脫扣開關(guān)1的線圈I1相串聯(lián)，組成一個(gè)串聯(lián)電路；上述電源電路由二極管D2、電阻R3、電容C3組成，其中二極管D2的正極與電磁脫扣開關(guān)1的一端相連接，電容C3的負(fù)極與電磁脫扣開關(guān)1的另一端相連接，構(gòu)成一個(gè)串聯(lián)電路；上述穩(wěn)壓電路由電阻R5、穩(wěn)壓二極管Z2、電容C1組成，作用是把電源電路輸出的電源電壓經(jīng)R5再次限流降壓后得到一個(gè)穩(wěn)定不變的電壓提供給取樣電路；上述取樣電路由電阻R6和電阻R8組成，穩(wěn)壓后輸出的電壓由R6和R8與零線連通，形成串聯(lián)，在兩電阻的連接點(diǎn)分出一個(gè)電壓，提供給運(yùn)算放大器的6腳及負(fù)端。
上述電壓形成電路由整流二極管D1、電阻R1、電容C4組成，從電磁脫扣開關(guān)1輸出的電壓由D1、R1限流降壓后，由C4濾波得到一個(gè)變化的電壓，以提供給比較電路；上述比較電路由電阻R2、R4和電容C6組成，其中R2與電壓形成電路的電壓輸出端相連，它是把電壓形成電路輸出的電壓經(jīng)R2、R4、C6進(jìn)行整形較正后，輸出一個(gè)比較電壓送到運(yùn)算放大器的5腳，它與6腳的電壓進(jìn)行比較；上述運(yùn)算放大器可采用二運(yùn)算放大集成塊，也可采用四運(yùn)算放大集成塊，如LM358、HA17358、HA17324、LM17324等。
在上述電路中增加一個(gè)無極電容C7，它的一端與電阻R1的輸出端相連，另一端連在電磁脫扣開關(guān)1的零線上，這樣電容C7與電路中原有的二極管D1和電阻R1構(gòu)成脈沖電壓控制電路，它是把經(jīng)過R1電阻的脈沖電壓直接耦合入零線，不準(zhǔn)它進(jìn)入比較電路比較，否則就會(huì)發(fā)生很多不是過壓的斷電，使本產(chǎn)品不能正常使用。
本例以LM358為例進(jìn)行說明運(yùn)算集成塊的電源是由電源電路的電阻R3的輸出腳提供，集成塊的8腳為電源腳，4腳為接地腳即接零線形成回路，集成塊的6腳為負(fù)端，接的是取樣電路的取樣電壓，5腳正端接的是比較電路的比較電壓，一旦5腳的電壓高于6腳時(shí)，輸出腳7腳就有電壓輸出，經(jīng)C5濾波后提供給執(zhí)行電路。
參見圖2可知在上述過壓用電保護(hù)電路中再增加漏電感應(yīng)線圈2、感應(yīng)電壓形成電路，其中過壓用電保護(hù)電路的電磁脫扣開關(guān)增加一個(gè)輸出端，該輸出端與漏電感應(yīng)線圈2相連，漏電感應(yīng)線圈2的線圈B與感應(yīng)電壓形成電路的輸入端相連，感應(yīng)電壓形成電路的輸出端與上述的運(yùn)算放大器的輸入端相連，運(yùn)算放大器的輸出端與執(zhí)行電路的輸入端相連。
上述漏電感應(yīng)線圈2是由環(huán)形磁體、-火線和零線主線圈、線圈B組成；與線圈B相連的感應(yīng)電壓形成電路由電阻R9、電容C2、整流二極管D3組成，從線圈B取出的感應(yīng)電壓，經(jīng)R9、C2、D3進(jìn)行整流控制后，送到運(yùn)算放大器3腳的正端；在上述運(yùn)算放大器中，其2腳負(fù)端與6腳相連，得一取樣電壓，其3腳有一個(gè)漏電電壓形成，一旦高于2腳，即運(yùn)算放大器1腳有輸出電壓，因1腳與7腳相連，所以這個(gè)輸出電壓直送到執(zhí)行電路，從而線圈I1工作，開關(guān)回到斷開狀態(tài)。
參見圖3可知在上述的過壓漏電保護(hù)電路中，將電磁脫扣開關(guān)1的開關(guān)用一小型高分?jǐn)噙^流斷路器3取代，其中高分?jǐn)噙^流斷路器3的輸出端與電磁脫扣開關(guān)1的電磁線圈的一端相連，其輸入端與來市電端相連，即可得到一個(gè)過壓漏電過流用電保護(hù)器。
權(quán)利要求1.一種用電保護(hù)器，有電源電路，其特征在于還設(shè)有電磁脫扣開關(guān)(1)、穩(wěn)壓電路、取樣電路、電壓形成電路、脈沖控制電路、比較電路、運(yùn)算放大器、執(zhí)行電路，其中執(zhí)行電路與電磁脫扣開關(guān)(1)的線圈相串聯(lián)，電磁脫扣開關(guān)(1)的一個(gè)輸出端與電源電路的輸入端相連，電源電路的輸出端與穩(wěn)壓電路的輸入端相連，穩(wěn)壓電路的輸出端與取樣電路的輸入端相連，取樣電路輸出端與運(yùn)算放大器的6腳及負(fù)端相連；電磁脫扣開關(guān)(1)的另一輸出端與電壓形成電路的輸入端相連，電壓形成電路的輸出端與比較電路的輸入端相連，比較電路的輸出端與運(yùn)算放大器的5腳相連；電磁脫扣開關(guān)(1)還有一輸出端與脈沖控制電路的輸入端相連，脈沖控制電路的輸出端與比較電路的輸入端相連；運(yùn)算放大器的電源由電源電路提供，運(yùn)算放大器的輸出端與執(zhí)行電路的輸入端相連。
2.如權(quán)利要求1所述的用電保護(hù)器，其特征在于所述執(zhí)行電路由可控硅S1和二極管D4組成，它與電磁脫扣開關(guān)(1)的線圈I1相串聯(lián)，組成一個(gè)串聯(lián)電路；所述電源電路由二極管D2、電阻R3、電容C3組成，其中二極管D2的正極與電磁脫扣開關(guān)(1)的一端相連接，電容C3的負(fù)極與電磁脫扣開關(guān)(1)的另一端相連接，構(gòu)成一個(gè)串聯(lián)電路；所述穩(wěn)壓電路由電阻R5、穩(wěn)壓二極管Z2、電容C1組成，從電源電路輸出的電源電壓經(jīng)R5再次限流降壓后得到一個(gè)穩(wěn)定不變的電壓提供給取樣電路；所述取樣電路由電阻R6和電阻R8組成，穩(wěn)壓后輸出的電壓由R6和R8與零線連通，形成串聯(lián)，在兩電阻的連接點(diǎn)分出一個(gè)電壓，提供給運(yùn)算放大器的6腳及負(fù)端。
3.如權(quán)利要求1所述的用電保護(hù)器，其特征在于所述電壓形成電路由整流二極管D1、電阻R1、電容C4組成；所述比較電路由電阻R2、R4和電容C6組成，其中R2與電壓形成電路的電壓輸出端相連，比較電路的輸出端與運(yùn)算放大器的5腳相連；上述運(yùn)算放大器可采用二運(yùn)算放大集成塊，也可采用四運(yùn)算放大集成塊。
4.如權(quán)利要求1所述的用電保護(hù)器，其特征在于在所述過壓用電保護(hù)電路中增加一個(gè)無極電容C7，它的一端與電阻R1的輸出端相連，另一端連在電磁脫扣開關(guān)(1)的零線上。
5.如權(quán)利要求1所述的用電保護(hù)器，其特征在于在所述過壓用電保護(hù)電路中再增加漏電感應(yīng)線圈(2)、感應(yīng)電壓形成電路，其中過壓用電保護(hù)電路的電磁脫扣開關(guān)(1)增加一個(gè)輸出端，該輸出端與漏電感應(yīng)線圈(2)相連，漏電感應(yīng)線圈(2)的線圈B與感應(yīng)電壓形成電路的輸入端相連，感應(yīng)電壓形成電路的輸出端與所述運(yùn)算放大器的輸入端相連，運(yùn)算放大器的輸出端與執(zhí)行電路的輸入端相連。
6.如權(quán)利要求5所述的用電保護(hù)器，其特征在于所述漏電感應(yīng)線圈(2)是由環(huán)形磁體、火線和零線主線圈、線圈B組成；與線圈B相連的感應(yīng)電壓形成電路由電阻R9、電容C2、整流二極管D3組成，從線圈B取出的感應(yīng)電壓，經(jīng)R9、C2、D3進(jìn)行整流控制后，送到運(yùn)算放大器3腳的正端；在所述運(yùn)算放大器中，其2腳負(fù)端與6腳相連，1腳與7腳相連，其輸出電壓直送執(zhí)行電路。
7.如權(quán)利要求5所述的用電保護(hù)器，其特征在于在所述的過壓漏電保護(hù)電路中，將電磁脫扣開關(guān)(1)的開關(guān)用一小型高分?jǐn)噙^流斷路器(3)取代，其中高分?jǐn)噙^流斷路器(3)的輸出端與電磁脫扣開關(guān)(1)的電磁線圈的一端相連，其輸入端與來市電端相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用電保護(hù)器。它由電源電路,電磁脫扣開關(guān)、穩(wěn)壓電路、取樣電路、電壓形成電路、脈沖控制電路、比較電路、運(yùn)算放大器、執(zhí)行電路組成。本電路簡單成本低,耗電少,性能可靠,適應(yīng)于家家戶戶作保護(hù)之用。
文檔編號H02H3/20GK2410799SQ0022242
公開日2000年12月13日 申請日期2000年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月1日
發(fā)明者曹前進(jìn) 申請人:曹前進(jìn)