可帶電手動(dòng)復(fù)位的超溫過流保護(hù)模塊的制作方法
【專利摘要】一種可帶電手動(dòng)復(fù)位的超溫過流保護(hù)模塊，其設(shè)有溫度傳感器、電流互感器、繼電器、復(fù)位鍵、微處理器及與、電源接口和負(fù)載接口，電流互感器與負(fù)載接口相連接，并通過取樣電路與微處理器連接，繼電器連接于電源接口和負(fù)載接口之間，并與微處理連接，溫度傳感器通過信號(hào)輸入電路與微處理連接，復(fù)位鍵與微處理器連接。當(dāng)負(fù)載電流或溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，由微處理器控制繼電器切斷負(fù)載電路，實(shí)現(xiàn)負(fù)載的過流超溫保護(hù)，負(fù)載電路斷開后，可在保護(hù)模塊處于帶電狀態(tài)下按下復(fù)位鍵使負(fù)載電路恢復(fù)導(dǎo)通。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的溫度和電流進(jìn)行精確測量及超溫和過流的雙重保護(hù)，并可在帶電狀態(tài)下對(duì)切斷電路的負(fù)載進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位。
【專利說明】可帶電手動(dòng)復(fù)位的超溫過流保護(hù)模塊
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及電熱負(fù)載的超溫及過熱保護(hù)裝置，特別是涉及一種可設(shè)定不同溫度和電流，并可在帶電狀態(tài)下手動(dòng)復(fù)位的可帶電手動(dòng)復(fù)位的超溫過流保護(hù)模塊。
【【背景技術(shù)】】 [0002]在工業(yè)生產(chǎn)及人們生活中使用著各種各樣的電器類設(shè)備。電器設(shè)備的性能不僅體現(xiàn)在其使用功能上，更重要的在于其使用安全性。由于用電負(fù)載在出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致負(fù)載出現(xiàn)超溫過熱。當(dāng)溫度超過正常值時(shí)，會(huì)造成負(fù)載短路、燒毀等情況發(fā)生，從而影響負(fù)載的正常使用。為此，一般負(fù)載都設(shè)有溫度開關(guān)或溫控器，以使得在負(fù)載溫度超過設(shè)定值時(shí)斷開電源，保護(hù)設(shè)備安全。然而，現(xiàn)有的電子或電器設(shè)備通常只能進(jìn)行單點(diǎn)的溫度測量和控制，即只能按某個(gè)設(shè)定的溫度值進(jìn)行控制，而無法根據(jù)實(shí)際需要對(duì)溫度進(jìn)行連續(xù)的多點(diǎn)式調(diào)節(jié)和控制，致使其應(yīng)用范圍受到限制。此外，某些溫控裝置在負(fù)載電路斷開后，當(dāng)負(fù)載溫度恢復(fù)正常后，不管導(dǎo)致斷電的故障是否排除，其會(huì)自動(dòng)恢復(fù)導(dǎo)通，因而存在發(fā)生進(jìn)一步故障的隱患。另一些溫控裝置則必須通過手動(dòng)方式斷開電源才能使負(fù)載恢復(fù)導(dǎo)通，因而較為繁瑣。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003]本發(fā)明旨在解決上述問題，而提供一種可根據(jù)需要設(shè)定不同溫度和電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的溫度和電流進(jìn)行精確測量及超溫和過流的雙重保護(hù)，并可在帶電狀態(tài)下對(duì)切斷電路的負(fù)載進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位的可帶電手動(dòng)復(fù)位的超溫過流保護(hù)模塊。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種可帶電手動(dòng)復(fù)位的超溫過流保護(hù)模塊，該保護(hù)模塊設(shè)有檢測負(fù)載溫度用的溫度傳感器，檢測負(fù)載電流用的電流互感器，控制負(fù)載通斷用的繼電器，用于帶電手動(dòng)復(fù)位的復(fù)位鍵，數(shù)據(jù)處理和控制用的微處理器及與交流電源連接用的電源接口和與用電負(fù)載連接用的負(fù)載接口，所述電流互感器與負(fù)載接口相連接，并通過取樣電路與微處理器連接，所述繼電器連接于電源接口和負(fù)載接口之間，并與微處理連接，所述溫度傳感器通過信號(hào)輸入電路與微處理連接，所述復(fù)位鍵與微處理器連接，且
[0005]當(dāng)電流互感器檢測到負(fù)載電流達(dá)到設(shè)定值時(shí)，或溫度傳感器檢測到負(fù)載溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，由微處理器控制繼電器切斷負(fù)載電路，實(shí)現(xiàn)負(fù)載的過流超溫保護(hù)，負(fù)載電路斷開后，可在保護(hù)模塊處于帶電狀態(tài)下按下復(fù)位鍵使負(fù)載電路恢復(fù)導(dǎo)通。
[0006]溫度傳感器為非接觸式溫度傳感器，其通過信號(hào)輸入電路與微處理器連接。
[0007]信號(hào)輸入電路包括電阻R13、R14、二極管D9、D10、電容Cll、C12，該信號(hào)輸入電路經(jīng)二極管D9、D10、電阻R13與溫度傳感器連接，并經(jīng)電容C11、C12、電阻R14與微處理器連接，將溫度傳感器測得的負(fù)載溫度的模擬信號(hào)送到微處理器，由微處理器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
[0008]電流互感器為測量用微型電流互感器，其通過取樣電路與微處理器連接。
[0009]取樣電路包括電阻R6、R7、R8、R9，二極管D6、D7，電容C8、C9，該取樣電路經(jīng)R6、R7、R8及二極管D6、D7與電流互感器20連接，并經(jīng)電容C8、C9、電阻R9與微處理器連接，將電流互感器對(duì)負(fù)載的電流取樣信號(hào)送到微處理器，由微處理器與設(shè)定值進(jìn)行比較和處理，并經(jīng)繼電器對(duì)負(fù)載進(jìn)行通斷控制。
[0010] 繼電器為常開型繼電器，其分別與電源接口的火線L及負(fù)載接口連接，并經(jīng)二極管D11、三極管Ql及電阻R15與微處理器連接。
[0011 ] 電源接口的火線L與繼電器連接，電源接口的零線與負(fù)載接口連接。
[0012]復(fù)位鍵經(jīng)電阻R18、R19與微處理器連接，負(fù)載電路因超溫過流被切斷后，按下復(fù)位鍵，可使繼電器的常開觸點(diǎn)閉合而使負(fù)載電路恢復(fù)導(dǎo)通。
[0013]本發(fā)明的貢獻(xiàn)在于，其有效解決了現(xiàn)有溫控裝置溫控點(diǎn)單一，不能帶電手動(dòng)復(fù)位等問題。本發(fā)明由于設(shè)置了溫度傳感器和電流互感器，因此可同時(shí)對(duì)負(fù)載的溫度和電流進(jìn)行精確測量，溫度測量的誤差在士 0.5°C，所測得的結(jié)果可通過微處理器進(jìn)行處理和控制，因而能夠同時(shí)對(duì)負(fù)載進(jìn)行超溫及過流的雙重保護(hù)。由于本發(fā)明可設(shè)定不同的保護(hù)溫度和電流值，因此既可對(duì)同一負(fù)載設(shè)定不同的溫度和電流值，也可根據(jù)所應(yīng)用的負(fù)載的不同設(shè)定不同的溫度和電流值，因此應(yīng)用范圍廣泛。由于本發(fā)明具有手動(dòng)復(fù)位結(jié)構(gòu)，使得在確認(rèn)故障排除后無須斷開電源而直接以手動(dòng)方式使負(fù)載恢復(fù)導(dǎo)通，因此復(fù)位操作方便快捷。還由于本發(fā)明通過大功率繼電器控制負(fù)載的通斷，因此可以控制大功率負(fù)載輸出。本發(fā)明還具有模塊化設(shè)計(jì)，體積小巧，工作可靠等特點(diǎn)。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0014]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)框圖。
[0015]圖2是本發(fā)明的電路原理圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0016]下列實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步解釋和說明，對(duì)本發(fā)明不構(gòu)成任何限制。
[0017]參閱圖1，本發(fā)明的可帶電手動(dòng)復(fù)位的超溫過流保護(hù)模塊包括溫度傳感器10、電流互感器20、繼電器30、復(fù)位鍵40、微處理器50、電源接口 60、負(fù)載接口 70、取樣電路80及信號(hào)輸入電路90。
[0018]如圖1、圖2所示，所述溫度傳感器10 (RTl)為非接觸式溫度傳感器，其用于檢測負(fù)載的溫度。該溫度傳感器可以是熱敏電阻，也可以是電阻溫度檢測器(RTD)或IC溫度傳感器，本實(shí)施例中，該溫度傳感器為電阻溫度檢測器，其通過信號(hào)輸入電路90與微處理器50連接，將所測得的負(fù)載溫度數(shù)據(jù)送到微處理器50。所述微處理器50(MCU)為溫控用微處理器，其內(nèi)設(shè)有可讀寫記憶存儲(chǔ)芯片，存儲(chǔ)芯片內(nèi)可存入負(fù)載的額定工作溫度和電流數(shù)據(jù)，工作溫度和電流數(shù)據(jù)可通過復(fù)位鍵40輸入，并可根據(jù)所應(yīng)用負(fù)載的需要加以修改。微處理器50內(nèi)還設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換單元，用于將溫度數(shù)據(jù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
[0019]如圖2，所述信號(hào)輸入電路90包括電阻R13、R14，二極管D9、D10及電容C11、C12。該信號(hào)輸入電路的輸入端經(jīng)二極管D9、D10、電阻R13與溫度傳感器10連接，信號(hào)輸入電路的輸出端經(jīng)電容C11、C12、電阻R14與微處理器50連接。當(dāng)負(fù)載處于工作狀態(tài)時(shí)，溫度傳感器10實(shí)時(shí)檢測負(fù)載的溫度，并通過信號(hào)輸入電路90將所測得的負(fù)載溫度的模擬信號(hào)送到微處理器50，由微處理器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并與記憶存儲(chǔ)芯片內(nèi)存儲(chǔ)的溫度設(shè)定值進(jìn)行比較和控制處理。如果溫度傳感器10所測得的溫度達(dá)到了溫度設(shè)定值，微處理器50通過繼電器30切斷負(fù)載電路，以保護(hù)負(fù)載。[0020]如圖2，所述電流互感器20 (CTl)為測量用微型電流互感器，其用于精確檢測負(fù)載電流。該電流互感器20串接在負(fù)載接口上，并通過取樣電路80與微處理器50連接，將由負(fù)載接口所測得的負(fù)載電流經(jīng)取樣電路80送到微處理器50進(jìn)行處理。
[0021]圖2中，所述取樣電路80包括電阻R6、R7、R8、R9，二極管D6、D7及電容C8、C9，該取樣電路80的輸入端經(jīng)R6、R7、R8及二極管D6、D7與電流互感器20連接，取樣電路80的輸出端經(jīng)電容C8、C9、電阻R9與微處理器50連接。取樣電路80由電流互感器20獲得負(fù)載電流的取樣信號(hào)，并將該電流取樣信號(hào)送到微處理器50，由微處理器與設(shè)定值進(jìn)行比較和處理，如果電流互感器20所測得的負(fù)載電流達(dá)到了設(shè)定值，則微處理器50通過繼電器30切斷負(fù)載電路，以保護(hù)負(fù)載。
[0022]所述繼電器30是負(fù)載通斷的開關(guān)器件，本實(shí)施例中，該繼電器30為大功率常開型繼電器，其可用于40A?60A的大功率負(fù)載的連通或斷開控制。如圖2，繼電器30的4腳與電源接口 60的火線L連接，繼電器30的3腳與負(fù)載接口 70連接，負(fù)載接口還與電源接口 60的零線N串接。繼電器30的I腳、2腳經(jīng)二極管D11、三極管Ql及電阻R15與微處理器50連接，由微處理器50控制其觸點(diǎn)閉合或斷開。本實(shí)施例中，繼電器30的一組常開觸點(diǎn)在負(fù)載電路被切斷后一直處于斷開狀態(tài)，以確保負(fù)載安全。只有當(dāng)故障完全排除后，按下復(fù)位鍵40，才能由微處理器50控制使繼電器30的一組常開觸點(diǎn)閉合而使負(fù)載導(dǎo)通。
[0023]本實(shí)施例中，所述復(fù)位鍵40可以是通用復(fù)位鍵，其具有復(fù)位及溫度和電流設(shè)置調(diào)整的雙重功能，復(fù)位鍵40通過電阻R18、R19與微處理器50連接。通過該復(fù)位鍵可輸入設(shè)定的負(fù)載額定工作溫度和電流數(shù)據(jù)，并可根據(jù)需要加以修改。在負(fù)載因超溫過流而由保護(hù)模塊切斷電路后，可在帶電狀態(tài)下通過手動(dòng)方式按下復(fù)位鍵40，使負(fù)載電路恢復(fù)導(dǎo)通。所述電源接口 60和負(fù)載接口 70為通用插接式接口。
[0024]籍此，本發(fā)明通過設(shè)定并存儲(chǔ)負(fù)載的不同的工作溫度和電流值，使得當(dāng)電流互感器20檢測到負(fù)載電流達(dá)到設(shè)定值時(shí)，或溫度傳感器10檢測到負(fù)載溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，由微處理器50控制繼電器30切斷負(fù)載電路，實(shí)現(xiàn)負(fù)載的過流超溫保護(hù)。同時(shí)，當(dāng)負(fù)載因超溫或過流而被切斷后，可在故障排除后，在不斷開保護(hù)器電源的帶電狀態(tài)下，以手動(dòng)方式按下復(fù)位鍵40，才能使負(fù)載恢復(fù)導(dǎo)通，因而可有效保證負(fù)載的使用安全性。
[0025]盡管通過以上實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了揭示，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，在不偏離本發(fā)明構(gòu)思的條件下，對(duì)以上各構(gòu)件所做的變形、替換等均將落入本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可帶電手動(dòng)復(fù)位的超溫過流保護(hù)模塊，其特征在于，該保護(hù)模塊設(shè)有檢測負(fù)載溫度用的溫度傳感器(10)，檢測負(fù)載電流用的電流互感器(20)，控制負(fù)載通斷用的繼電器(30)，用于帶電手動(dòng)復(fù)位的復(fù)位鍵(40)，數(shù)據(jù)處理和控制用的微處理器(50)及與交流電源連接用的電源接口(60)和與用電負(fù)載連接用的負(fù)載接口(70)，所述電流互感器(20)與負(fù)載接口(70)相連接，并通過取樣電路(80)與微處理器(50)連接，所述繼電器(30)連接于電源接口(60)和負(fù)載接口(70)之間，并與微處理(50)連接，所述溫度傳感器(10)通過信號(hào)輸入電路(90 )與微處理(50 )連接，所述復(fù)位鍵(40 )與微處理器(50 )連接，且 當(dāng)電流互感器(20)檢測到負(fù)載電流達(dá)到設(shè)定值時(shí)，或溫度傳感器(10)檢測到負(fù)載溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，由微處理器(50)控制繼電器(30)切斷負(fù)載電路，實(shí)現(xiàn)負(fù)載的過流超溫保護(hù)，負(fù)載電路斷開后，可在保護(hù)模塊處于帶電狀態(tài)下按下復(fù)位鍵(40)使負(fù)載電路恢復(fù)導(dǎo)通。
2.如權(quán)利要求1所述的可帶電手動(dòng)復(fù)位的超溫過流保護(hù)模塊，其特征在于，所述溫度傳感器(10)為非接觸式溫度傳感器，其通過信號(hào)輸入電路(90)與微處理器(50)連接。
3.如權(quán)利要求2所述的可帶電手動(dòng)復(fù)位的超溫過流保護(hù)模塊，其特征在于，所述信號(hào)輸入電路(90)包括電阻(R13、R14)、二極管(D9、D10)、電容(C11、C12)，該信號(hào)輸入電路經(jīng)二極管(D9、D10)、電阻(R13)與溫度傳感器連接，并經(jīng)電容(C11、C12)、電阻(R14)與微處理器(50)連接，將溫度傳感器(10)測得的負(fù)載溫度的模擬信號(hào)送到微處理器(50)，由微處理器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的可帶電手動(dòng)復(fù)位的超溫過流保護(hù)模塊，其特征在于，所述電流互感器(20 )為測量用微型電流互感器，其通過取樣電路(80 )與微處理器(50 )連接。
5.如權(quán)利要求4所述的可帶電手動(dòng)復(fù)位的超溫過流保護(hù)模塊，其特征在于，所述取樣電路(80)包括電阻(R6、R7、R8、R9)、二極管(06、07)、電容(08、09)，該取樣電路經(jīng)(R6、R7、R8)及二極管(D6、D7)與電流互感器(20)連接，并經(jīng)電容(CS、C9)、電阻(R9)與微處理器(50)連接，將電流互感器(20)對(duì)負(fù)載的電流取樣信號(hào)送到微處理器(50)，由微處理器與設(shè)定值進(jìn)行比較和處理，并經(jīng)繼電器(30)對(duì)負(fù)載進(jìn)行通斷控制。
6.如權(quán)利要求 1所述的可帶電手動(dòng)復(fù)位的超溫過流保護(hù)模塊，其特征在于，所述繼電器(30)為常開型繼電器，其分別與電源接口(60)的火線(L)及負(fù)載接口(70)連接，并經(jīng)二極管(D11)、三極管(Ql)及電阻(R15)與微處理器(50)連接。
7.如權(quán)利要求1所述的可帶電手動(dòng)復(fù)位的超溫過流保護(hù)模塊，其特征在于，所述電源接口(60)的火線(L)與繼電器(30)連接，電源接口(60)的零線與負(fù)載接口(70)連接。
8.如權(quán)利要求1所述的可帶電手動(dòng)復(fù)位的超溫過流保護(hù)模塊，其特征在于，所述復(fù)位鍵(40)經(jīng)電阻(R18、R19)與微處理器(50)連接，負(fù)載電路因超溫過流被切斷后，按下復(fù)位鍵(40)，可使繼電器(30)的常開觸點(diǎn)閉合而使負(fù)載電路恢復(fù)導(dǎo)通。
【文檔編號(hào)】H02H5/04GK103647254SQ201310671752
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月7日
【發(fā)明者】馬永紅, 蘇冠賢, 盧子忱, 劉迎明 申請(qǐng)人:湖南省凱盈科技有限公司