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一種防失控電路芯片及防失效防漏電保護(hù)器的制作方法

文檔序號:12540360閱讀:446來源:國知局
一種防失控電路芯片及防失效防漏電保護(hù)器的制作方法與工藝

本實用新型涉及一種核心控制電路及防漏電或觸電保護(hù)器,特別涉及一種防失控電路芯片及防失效防漏電保護(hù)器或者防過熱防失效防漏電保護(hù)器。



背景技術(shù):

為了核實本實用新型的新穎性,設(shè)計人查閱了大量相關(guān)技術(shù)資料(專業(yè)書籍、報刊),也檢索了相關(guān)專利文獻(xiàn),未發(fā)現(xiàn)本實用新型所述的防失控電路芯片及防失效防漏電保護(hù)器。

現(xiàn)有掛網(wǎng)運行的漏電保護(hù)器種類繁多,在正常時對交流用電器的漏電或人體觸電都基本能進(jìn)行有效保護(hù)控制,但普遍潛在著兩個致命的缺陷:第一,當(dāng)漏電保護(hù)器本身若發(fā)生異常故障時,其保護(hù)功能就會失效而形成失控拒跳,遇有漏電或觸電就不能及時切斷交流電源,也就不能保護(hù)觸電者人身安全!第二,漏電保護(hù)器交流電源側(cè)及交流負(fù)載側(cè)的接線端子或插腳插孔若接觸電阻過大,通過大電流時大發(fā)熱,溫升過快過高,引起火災(zāi)發(fā)生。然而,這還符合該行業(yè)國家現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和國際通行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)實中,任何機(jī)電產(chǎn)品又是難免會發(fā)生異常故障的,例如:漏電保護(hù)器中零序電流互感器H的次級線圈和脫扣線圈是最容易發(fā)生斷線或短路故障的,或者電路某處發(fā)生開路或短路故障引起失控失效也是常見的,此時,遇有漏電流信號也不能觸發(fā)控制電路動作而形成拒跳,不能及時切斷供電,失去漏電保護(hù)作用;至于安裝接線使用維護(hù)不當(dāng),造成發(fā)熱過快、溫升過高、引起火災(zāi)事故,更是容易發(fā)生。這都是該領(lǐng)域久被忽視的技術(shù)難題。因此,現(xiàn)行的漏電保護(hù)器都只有設(shè)置試驗按鈕檢驗其安全保護(hù)功能是否有效,并警告使用者定期檢驗功效。然而,在實際使用中,用戶往往會忽視或忘記或不方便進(jìn)行有效性檢驗,這就讓大量功能失效的假安漏電保護(hù)器隱藏在電網(wǎng)上運行,對人身潛伏著致命的危險!相反,人們還誤認(rèn)為它是安全有效的!所以,現(xiàn)行的漏電保護(hù)器在異常失效時容易發(fā)生觸電傷亡事故!可見,先解決技術(shù)難題、后提升技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)既是大眾用電安全急需,也是電器行業(yè)發(fā)展機(jī)遇。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本實用新型主要解決現(xiàn)有流行的漏電保護(hù)器及其專用核心控制電路,經(jīng)常因本身異常故障而失控失效,不能及時切斷電源,或過熱引起火災(zāi),存在著安全隱患、嚴(yán)重威脅人身安全的技術(shù)問題;提供一種在其本身發(fā)生異常故障或非常過熱時,也能及時可靠地進(jìn)行安全保護(hù)控制,強(qiáng)迫斷開交流電源,能防失效防觸電或者防過熱防失效防觸電的“本質(zhì)性保證安全”的防漏電保護(hù)器及其防失控電路芯片。

本實用新型解決上述技術(shù)問題的思路和方法是:以防失控電路芯片為核心電路或核心器件,用其信號輸入端和安控輸入端或外基設(shè)置端連接零序電流互感器次級線圈在串聯(lián)電阻上的兩個分壓點;用其兩個相位相反的輸出端連接控制驅(qū)動電路或執(zhí)行電路,而執(zhí)行電路控制交流電源。用輸入直流電位差維持核心電路處于常通狀態(tài),控制驅(qū)動執(zhí)行電路接通負(fù)載交流電源;由零序電流互感器次級線圈感應(yīng)的漏電或觸電信號電壓,觸發(fā)核心電路處于鎖存封閉狀態(tài),強(qiáng)迫驅(qū)動執(zhí)行電路切斷負(fù)載交流電源,實現(xiàn)漏電保護(hù)控制;用核心電路內(nèi)跌底防護(hù)器監(jiān)控零序電流互感器次級線圈斷線和電路某處開路或短路等異常故障,并進(jìn)行安全保護(hù)控制,強(qiáng)迫驅(qū)動電路或執(zhí)行電路切斷負(fù)載交流電源;用核心電路的安控輸入端或外基設(shè)置端連接負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻NTC監(jiān)控連接端子接觸溫度是否過高,并進(jìn)行過熱保護(hù)控制。

按照上述技術(shù)思路和方法,本實用新型采取的技術(shù)措施或技術(shù)方案是:作為核心電路或核心器件的防失控電路芯片RAH所采用的電路結(jié)構(gòu)特征:包括第一單元電路和第二單元電路及其共用的基準(zhǔn)調(diào)位電路(5)和防反恒壓電路(9)及撐底高鎖電路(8),所述第一單元電路包括第一跌底防護(hù)器(1)和第一觸基鎖存器(2),所述第二單元電路包括第二觸基鎖存器(6)和第二跌底防護(hù)器(7);所述第一單元電路的信號輸入端Vi1連接第一跌底防護(hù)器(1)的監(jiān)測輸入端和第一觸基鎖存器(2)的觸發(fā)輸入端,第一單元電路的驅(qū)動輸出端Vo1連接第一跌底防護(hù)器(1)的輸出端,第一跌底防護(hù)器(1)的限位輸入端Vw1連接第一觸基鎖存器(2)的輸出端;所述第二單元電路的信號輸入端Vi2連接第二觸基鎖存器(6)的觸發(fā)輸入端和第二跌底防護(hù)器(7)的監(jiān)測輸入端,第二單元電路的驅(qū)動輸出端Vo2連接第二跌底防護(hù)器(7)的輸出端,第二跌底防護(hù)器(7)的限位輸入端Vw2連接第二觸基鎖存器(6)的輸出端;所述兩單元電路共用的安控輸入端Vk連接撐底高鎖電路(8)的輸入端,撐底高鎖電路(8)的兩個輸出端分別連接第一跌底防護(hù)器(1)的限位輸入端Vw1和第二跌底防護(hù)器(7)的限位輸入端Vw2;所述兩單元電路共用的外基設(shè)置端Vm連接基準(zhǔn)調(diào)位電路(5)的外設(shè)輸入端,基準(zhǔn)調(diào)位電路(5)的內(nèi)基設(shè)置端Vf連接第一觸基鎖存器(2)和第二觸基鎖存器(6)的兩個基位設(shè)置端;所述兩單元電路共用的防反恒壓電路(9)的輸出電壓V+0連接第一單元電路和第二單元電路及基準(zhǔn)調(diào)位電路(5)的三個電源輸入端,防反恒壓電路(9)的電源輸入端V+1外接直流電源電壓V+1端,防反恒壓電路(9)的電源地端GND外接直流電源地端GND。

作為優(yōu)選的防失控電路芯片RAH的具體實施例1,其電路特征在于:所述第一跌底防護(hù)器(1)包括集成運算放大器A11、穩(wěn)壓二極管WD11或恒流源IR11、第一觸基鎖存器(2)包括集成運算放大器A12、電阻R11、R12,基準(zhǔn)調(diào)位電路(5)包括電阻R31、穩(wěn)壓二極管WD31、二極管D32,防反恒壓電路(9)包括二極管D31,撐底高鎖電路(8)包括二極管D11、D21,第二觸基鎖存器(6)包括集成運算放大器A22、電阻R21、R22,第二跌底防護(hù)器(7)包括集成運算放大器A21、穩(wěn)壓二極管WD21或恒流源IR21;所述第一單元電路的信號輸入端Vi1連接集成運算放大器A11的反相輸入端(-)和集成運算放大器A12的正相輸入端(+)及電阻R12的一端,電阻R12的另一端連接集成運算放大器A12的輸出端和電阻R11的內(nèi)端,電阻R11的外端和二極管D11負(fù)極都接至穩(wěn)壓二極管WD11正極,穩(wěn)壓二極管WD11負(fù)極連接集成運算放大器A11的正相輸入端(+),集成運算放大器A11的輸出端就是第一單元電路的驅(qū)動輸出端Vo1;所述第二單元電路的信號輸入端Vi2連接集成運算放大器A21和集成運算放大器A22的兩正相輸入端(+)及電阻R22的一端,電阻R22的另一端連接集成運算放大器A22的輸出端和電阻R21的內(nèi)端,電阻R21的外端和二極管D21負(fù)極都接至穩(wěn)壓二極管WD21正極,穩(wěn)壓二極管WD21負(fù)極連接集成運算放大器A21的反相輸入端(-),集成運算放大器A21的輸出端就是第二單元電路的驅(qū)動輸出端Vo2;所述兩單元電路共用的安控輸入端Vk連接二極管D11、D21的正極,二極管D11的負(fù)極連接限位輸入端Vw1,二極管D21的負(fù)極連接限位輸入端Vw2;所述兩單元電路共用的外基設(shè)置端Vm連接二極管D32負(fù)極,二極管D32正極連接集成運算放大器A12和集成運算放大器A22的兩反相輸入端(-)以及電阻R31的一端和穩(wěn)壓二極管WD31負(fù)極作為基準(zhǔn)調(diào)位電路(5)的內(nèi)基設(shè)置端Vf,穩(wěn)壓二極管WD31正極連接集成運算放大器A11、A12和集成運算放大器A21、A22的電源地端GND作為整個防失控電路芯片RAH的電源地端GND,電阻R31的另一端連接二極管D31負(fù)極和集成運算放大器A11、A12和集成運算放大器A21、A22的電源輸入端(V+0),二極管D31正極作為整個防失控電路芯片RAH的電源輸入端V+1外接直流電源電壓V+1端;或者用其它電子器件構(gòu)成功能等效的電路來等效替換實施例1所述的防失控電路芯片RAH。根據(jù)實施例1電路特征,已取消附圖2中二極管D12、二極管D22和非門F2及其電路連接。

作為優(yōu)選的防失控電路芯片RAH的具體實施例2,其電路特征在于:在完全采用所述的防失控電路芯片RAH的具體實施例1電路基礎(chǔ)之上,再補(bǔ)接二極管D12、二極管D22和非門F2;所述二極管D12正極連接集成運算放大器A11的輸出端,二極管D12負(fù)極連接穩(wěn)壓二極管WD11正極和二極管D11負(fù)極及電阻R11的外端;所述二極管D22負(fù)極連接穩(wěn)壓二極管WD21正極和二極管D21負(fù)極及電阻R21的外端,二極管D22正極連接非門F2的輸出端,非門F2的輸入端連接集成運算放大器A21的輸出端;或者用其它電子器件構(gòu)成功能等效的電路來等效替換實施例2所述的防失控電路芯片RAH。

作為優(yōu)選的第一例防失效防漏電保護(hù)器,是采用所述的防失控電路芯片RAH為核心電路或核心器件設(shè)計的,由交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(18)為其供電,其應(yīng)用電路如附圖3所示:圖中還包括防失控電路芯片RAH、前級檢測電路、后級驅(qū)動電路和執(zhí)行電路、零序電流互感器H;所述零序電流互感器H由環(huán)形鐵心、初級線圈n1、n2和次級線圈n3組成,所述前級檢測電路由零序電流互感器H的次級線圈n3和電阻3R1、3R2、3R3構(gòu)成,所述防失控電路芯片RAH就是核心器件RAH,所述后級驅(qū)動電路由電阻3R7、3R8和穩(wěn)壓二極管3WD1、3WD2及三極管3TV1、3TV2構(gòu)成,所述執(zhí)行電路由繼電器3J和二極管3D3構(gòu)成;所述交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(18)的兩個交流輸入端(L1~N1)連接在交流負(fù)載側(cè)兩交流電線L1、N1之上,交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(18)輸出的直流電壓V+2高于直流電壓V+1,所述零序電流互感器H的初級線圈n1、n2是并穿入環(huán)形鐵心孔中的兩根交流電源線L1、N1,零序電流互感器H的次級線圈n3是繞在其環(huán)形鐵心上的線圈,所述次級線圈n3的一端連接核心器件RAH的安控輸入端Vk,次級線圈n3的另一端連接電阻3R2、3R3的串接點上,電阻3R3另一端連接核心器件RAH的信號輸入端Vi1和Vi2,電阻3R2另一端連接電源地端GND,電阻3R1一端連接直流電壓V+1,電阻3R1另一端連接核心器件RAH的安控輸入端Vk,所述核心器件RAH的驅(qū)動輸出端Vo1連接電阻3R7一端,電阻3R7另一端連接穩(wěn)壓二極管3WD1正極,穩(wěn)壓二極管3WD1負(fù)極連接在三極管3TV1基極,三極管3TV1發(fā)射極連接直流電壓V+2,核心器件RAH的驅(qū)動輸出端Vo2連接電阻3R8一端,電阻3R8另一端連接穩(wěn)壓二極管3WD2負(fù)極,穩(wěn)壓二極管3WD2正極連接三極管3TV2基極,三極管3TV2發(fā)射極連接電源地端GND,所述執(zhí)行電路中二極管3D3負(fù)極連接三極管3TV1集電極,二極管3D3正極連接三極管3TV2集電極,繼電器3J線圈兩端并接在二極管3D3兩極,繼電器3J的兩對常開觸點3J連接控制交流負(fù)載的交流電源(L、N),QD為人工啟動按鈕,按下后接通交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(18)和被控交流負(fù)載的交流電源(L、N)。根據(jù)第一例防失效防漏電保護(hù)器的應(yīng)用電路特征,已取消附圖3中負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻3NTC和電阻3R6及其電路連接。

作為改進(jìn)的第一例防過熱防失效防漏電保護(hù)器或者防過熱防失效防漏電保護(hù)插頭插座,其應(yīng)用電路也如附圖3所示:在完全采用所述的第一例防失效防漏電保護(hù)器的應(yīng)用電路基礎(chǔ)之上,再增加過熱保護(hù)電路;所述過熱保護(hù)電路由負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻3NTC和電阻3R6構(gòu)成,所述負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻3NTC用于監(jiān)控交流電源側(cè)和或交流負(fù)載側(cè)的接線端子或者插腳插孔的工作溫度,負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻3NTC一端接電源地端GND,負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻3NTC另一端連接電阻3R6一端,電阻3R6另一端連接在核心器件RAH的外基設(shè)置端Vm之上。

作為優(yōu)選的第二例防失效防漏電保護(hù)器,是采用所述的防失控電路芯片RAH為核心電路或核心器件設(shè)計的,由交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(18)為其供電,其應(yīng)用電路如附圖4所示:圖中還包括防失控電路芯片RAH、前級檢測電路、執(zhí)行電路、零序電流互感器H;所述零序電流互感器H由環(huán)形鐵心、初級線圈n1、n2和次級線圈n3組成,所述前級檢測電路由零序電流互感器H的次級線圈n3和電阻4R1、4R2、4R3構(gòu)成,所述防失控電路芯片RAH就是核心器件RAH,所述執(zhí)行電路由繼電器4J和二極管4D2、4D3構(gòu)成;所述交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(18)的兩個交流輸入端(L1~N1)連接在交流負(fù)載側(cè)兩交流電線L1、N1之上,交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(18)輸出的直流電壓V+2高于直流電壓V+1,所述零序電流互感器H的初級線圈n1、n2是并穿入環(huán)形鐵心孔中的兩根交流電源線L1、N1,零序電流互感器H的次級線圈n3是繞在其環(huán)形鐵心上的線圈,所述次級線圈n3的一端連接核心器件RAH的安控輸入端Vk,次級線圈n3的另一端連接電阻4R2、4R3的串接點上,電阻4R3另一端連接核心器件RAH的信號輸入端Vi1和Vi2,電阻4R2另一端連接電源地端GND,電阻4R1一端連接直流電壓V+1,電阻4R1另一端連接核心器件RAH的安控輸入端Vk,所述執(zhí)行電路中繼電器4J線圈兩端并接在二極管4D3兩極,二極管4D2、4D3正極相接后,二極管4D2負(fù)極連接核心器件RAH的驅(qū)動輸出端Vo1,二極管4D3負(fù)極連接核心器件RAH的驅(qū)動輸出端Vo2,繼電器4J的兩對常開觸點4J連接控制交流負(fù)載的交流電源(L、N),QD為人工啟動按鈕,按下后接通交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(18)和被控交流負(fù)載的交流電源(L、N)。根據(jù)第二例防失效防漏電保護(hù)器的應(yīng)用電路特征,已取消附圖4中負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻4NTC和電阻4R6及其電路連接。

作為改進(jìn)的第二例防過熱防失效防漏電保護(hù)器或者防過熱防失效防漏電保護(hù)插頭插座,其應(yīng)用電路也如附圖4所示:在完全采用所述的第二例防失效防漏電保護(hù)器的應(yīng)用電路基礎(chǔ)之上,再增加過熱保護(hù)電路;所述過熱保護(hù)電路由負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻4NTC和電阻4R6構(gòu)成,所述負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻4NTC用于監(jiān)控交流電源側(cè)和或交流負(fù)載側(cè)的接線端子或者插腳插孔的工作溫度,負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻4NTC一端接電源地端GND,負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻4NTC另一端連接電阻4R6一端,電阻4R6另一端連接在核心器件RAH的外基設(shè)置端Vm之上。

作為優(yōu)選的第三例防失效防漏電保護(hù)器,是采用所述的防失控電路芯片RAH為核心電路或核心器件設(shè)計的,由交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(18)為其供電,其應(yīng)用電路如附圖5所示:圖中還包括防失控電路芯片RAH、前級檢測電路、安控電略、后級驅(qū)動電路和執(zhí)行電路、零序電流互感器H;所述零序電流互感器H由環(huán)形鐵心、初級線圈n1、n2和次級線圈n3組成,所述前級檢測電路由零序電流互感器H的次級線圈n3和電阻5R2、5R3構(gòu)成,所述防失控電路芯片RAH就是核心器件RAH,所述安控電路僅由電阻5R6承擔(dān),所述后級驅(qū)動電路由電阻5R7、5R8和穩(wěn)壓二極管5WD1、5WD2及三極管5TV1、5TV2構(gòu)成,所述執(zhí)行電路由繼電器5J和二極管5D3構(gòu)成;所述交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(18)的兩個交流輸入端(L1~N1)連接在交流負(fù)載側(cè)兩交流電線L1、N1之上,交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(18)輸出的直流電壓V+2高于直流電壓V+1,所述零序電流互感器H的初級線圈n1、n2是并穿入環(huán)形鐵心孔中的兩根交流電源線L1、N1,零序電流互感器H的次級線圈n3是繞在其環(huán)形鐵心上的線圈,所述次級線圈n3的一端連接核心器件RAH的外基設(shè)置端Vm,次級線圈n3的另一端連接電阻5R2、5R3的串接點上,電阻5R3另一端連接核心器件RAH的信號輸入端Vi1和Vi2,電阻5R2另一端連接電源地端GND,電阻5R6一端連接直流電壓V+2,電阻5R6另一端連接核心器件RAH的安控輸入端Vk,所述核心器件RAH的驅(qū)動輸出端Vo1連接電阻5R7一端,電阻5R7另一端連接穩(wěn)壓二極管5WD1正極,穩(wěn)壓二極管5WD1負(fù)極連接在三極管5TV1基極,三極管5TV1發(fā)射極連接直流電壓V+2,核心器件RAH的驅(qū)動輸出端Vo2連接電阻R8一端,電阻5R8另一端連接穩(wěn)壓二極管5WD2負(fù)極,穩(wěn)壓二極管5WD2正極連接三極管5TV2基極,三極管5TV2發(fā)射極連接電源地端GND,所述執(zhí)行電路中二極管5D3負(fù)極連接三極管5TV1集電極,二極管5D3正極連接三極管5TV2集電極,繼電器5J線圈兩端并接在二極管5D3兩極,繼電器5J的兩對常開觸點5J連接控制交流負(fù)載的交流電源(L、N),QD為人工啟動按鈕,按下后接通交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(18)和被控交流負(fù)載的交流電源(L、N)。根據(jù)第三例防失效防漏電保護(hù)器的應(yīng)用電路特征,已取消附圖5中負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻5NTC及其電路連接。

作為改進(jìn)的第三例防過熱防失效防漏電保護(hù)器或者防過熱防失效防漏電保護(hù)插頭插座,其應(yīng)用電路也如附圖5所示:在完全采用所述的第三例防失效防漏電保護(hù)器的應(yīng)用電路基礎(chǔ)之上,再增加過熱保護(hù)電路;所述過熱保護(hù)電路是在原有電阻5R6兩端并聯(lián)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻5NTC構(gòu)成,所述負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻5NTC用于監(jiān)控交流電源側(cè)和或交流負(fù)載側(cè)的接線端子或者插腳插孔的工作溫度,負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻5NTC與電阻5R6并聯(lián)之后,并聯(lián)的一端連接核心器件RAH的安控輸入端Vk,并聯(lián)的另一端連接在直流電壓V+2之上。

作為優(yōu)選的防失控電路芯片RAH的具體實施例1或?qū)嵤├?電路工作原理如下:

1.當(dāng)電路正常工作時,若第一單元電路信號輸入端Vi1和或第二單元電路信號輸入端Vi2的直流守備電位,也就是集成運算放大器A12、A22的兩個正相輸入端(+)電位(即兩個觸基鎖存器的兩個觸發(fā)輸入端電位)略低于內(nèi)基設(shè)置端Vf給集成運算放大器A12、A22的兩個反相輸入端(-)設(shè)置的內(nèi)部基準(zhǔn)限位(在基準(zhǔn)調(diào)位電路(5)內(nèi)部基本由穩(wěn)壓二極管WD31和電阻R31的穩(wěn)壓值穩(wěn)定,也可通過二極管D32負(fù)極對電源地端GND串接可調(diào)電阻來外調(diào)內(nèi)部基準(zhǔn)限位),則集成運算放大器A12、A22輸出端都分別輸出低電位,由于電阻R12、R22的正反饋作用,將集成運算放大器A12、A22鎖存在守備狀態(tài),分別維持低電位輸出;集成運算放大器A12輸出的低電位經(jīng)電阻R11抬升并輸送至穩(wěn)壓二極管WD11正極,再經(jīng)穩(wěn)壓二極管WD11墊升,使集成運算放大器A11的正相輸入端(+)電位仍然略低于其反相輸入端(-)電位(即第一跌底防護(hù)器的監(jiān)測輸入端電位Vi1),則集成運算放大器A11輸出低電位至第一單元電路的驅(qū)動輸出端Vo1拉動外電路導(dǎo)通工作;集成運算放大器A22輸出的低電位經(jīng)電阻R21抬升并輸送至穩(wěn)壓二極管WD21正極,再經(jīng)穩(wěn)壓二極管WD21墊升,使集成運算放大器A21的反相輸入端(-)電位仍然略低于其正相輸入端(+)電位(即第二跌底防護(hù)器的監(jiān)測輸入端電位Vi2),則集成運算放大器A21輸出高電位至第二單元電略的驅(qū)動輸出端Vo2推動外部電路導(dǎo)通工作;使執(zhí)行電路接通交流電源。此時,實施例2所述二極管D12和二極管D22和非門F2只是分別對限位輸入端Vw1和限位輸入端Vw2起反向隔離作用。

2.當(dāng)?shù)谝粏卧娐沸盘栞斎攵薞i1和或第二單元電路信號輸入端Vi2檢測到外部漏電或觸電信號電壓、或傳感信號電壓幅度達(dá)到觸發(fā)設(shè)定值時,集成運算放大器A12、A22的兩個正相輸入端(+)電位(即兩個觸基鎖存器的兩個觸發(fā)輸入端電位)略高于內(nèi)基設(shè)置端Vf給集成運算放大器A12、A22的兩個反相輸入端(-)設(shè)置的內(nèi)部基準(zhǔn)限位,則集成運算放大器A12、A22輸出端都分別輸出高電位,由于電阻R12、R22的正反饋作用,將集成運算放大器A12、A22觸發(fā)鎖存在封閉狀態(tài),分別維持高電位輸出;集成運算放大器A12輸出的高電位經(jīng)電阻R11抬升并輸送至穩(wěn)壓二極管WD11正極,再經(jīng)穩(wěn)壓二極管WD11墊升,使集成運算放大器A11的正相輸入端(+)電位突然超高于其反相輸入端(-)電位(即第一跌底防護(hù)器的監(jiān)測輸入端電位Vi1),則集成運算放大器A11輸出高電位至第一單元電路的驅(qū)動輸出端Vo1使外電路截止;集成運算放大器A22輸出的高電位經(jīng)電阻R21抬升并輸送至穩(wěn)壓二極管WD21正極,再經(jīng)穩(wěn)壓二極管WD21墊升,使集成運算放大器A21的反相輸入端(-)電位突然超高于其正相輸入端(+)電位(即第二跌底防護(hù)器的監(jiān)測輸入端電位Vi2),則集成運算放大器A21輸出低電位至第二單元電路的驅(qū)動輸出端Vo2使外部電路截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路斷開交流電源,將交流負(fù)載置于安全狀態(tài)。此時在實施例2中,再補(bǔ)接的二極管D12通過穩(wěn)壓二極管WD11對集成運算放大器A11正相輸入端(+)電位反饋得更高,也觸發(fā)鎖定在封閉狀態(tài);再補(bǔ)接的二極管D22和非門F2通過穩(wěn)壓二極管WD21對集成運算放大器A21反相輸入端(-)電位反饋得更高,也觸發(fā)鎖定在封閉狀態(tài)。這就適應(yīng)防觸電保護(hù)器遇觸發(fā)信號時保證安全控制的高可靠要求。

3.當(dāng)信號輸入端Vi1或Vi2檢測到外部零序電流互感器H的次級線圈n3電路、或傳感信號電路發(fā)生開路、或懸空、或?qū)﹄娫凑龢O短路等故障時,使信號輸入端Vi1或Vi2電位也高于內(nèi)基設(shè)置端Vf電位,將集成運算放大器A12、A22觸發(fā)鎖存在封閉狀態(tài),分別維持高電位輸出,進(jìn)而使集成運算放大器A11輸出高電位至驅(qū)動輸出端Vo1并維持在高電位封閉狀態(tài),使外電路截止;使集成運算放大器A21輸出低電位至驅(qū)動輸出端Vo2并維持在低電位封閉狀態(tài),使外部電路截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路斷開交流電源,將交流負(fù)載置于安全狀態(tài)。

4.當(dāng)信號輸入端Vi1或Vi2檢測到的外部零序電流互感器H的次級線圈n3電路、或傳感信號電路發(fā)生短路、或接地故障時,使信號輸入端Vi1或Vi2電位極低,使集成運算放大器A12、A22都輸出低電位,由于電阻R12、R22的正反饋作用,將集成運算放大器A12、A22鎖存在常通狀態(tài),分別維持低電位輸出,低電位經(jīng)電阻R11抬升和穩(wěn)壓二極管WD11墊升,使集成運算放大器A11的正相輸入端(+)電位仍然略高于其反相輸入端(-)電位Vi1(即第一跌底防護(hù)器的監(jiān)測輸入端電位),則集成運算放大器A11輸出高電位至第一單元電路的驅(qū)動輸出端Vo1使外電路截止;集成運算放大器A22輸出的高電位經(jīng)電阻R21抬升和穩(wěn)壓二極管WD21墊升,使集成運算放大器A21的反相輸入端(-)電位仍然略高于其正相輸入端(+)電位(即第二跌底防護(hù)器的監(jiān)測輸入端電位Vi2),則集成運算放大器A21輸出低電位至第二單元電路的驅(qū)動輸出端Vo2使外部電路截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路斷開交流電源,將交流負(fù)載置于安全狀態(tài)。

5.當(dāng)外基設(shè)置端Vm發(fā)生高電位沖擊故障時,因二極管D32的反向隔離作用,不會引起電路系統(tǒng)失控;當(dāng)外基設(shè)置端Vm發(fā)生對地短路故障時,只會將集成運算放大器A12、A22觸發(fā)鎖存在封閉狀態(tài),分別維持高電位輸出,進(jìn)而使集成運算放大器A11輸出高電位至驅(qū)動輸出端Vo1并維持在高電位封閉狀態(tài),使外電路截止;使集成運算放大器A21輸出低電位至驅(qū)動輸出端Vo2并維持在高電位封閉狀態(tài),使外部電路截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路斷開交流電源,將交流負(fù)載置于安全狀態(tài)。

6.當(dāng)安控輸入端Vk發(fā)生對地短路故障時,因二極管D11、二極管D21的反向隔離作用,不會引起電路系統(tǒng)失控;當(dāng)安控輸入端Vk發(fā)生高電位沖擊故障時,只會使集成運算放大器A11輸出高電位至驅(qū)動輸出端Vo1并維持在高電位封閉狀態(tài),使外部電路截止;使集成運算放大器A21輸出低電位至驅(qū)動輸出端Vo2并維持在低電位封閉狀態(tài),使外部電路截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路斷開交流電源,將交流負(fù)載置于安全狀態(tài)。

7.當(dāng)驅(qū)動輸出端Vo1和或Vo2發(fā)生短路故障時,只會使內(nèi)部集成運算放大器A11和集成運算放大器A21維持在封閉狀態(tài),使外部驅(qū)動電路處于截止?fàn)顟B(tài),強(qiáng)迫執(zhí)行電路斷開交流電源,也不會引起電路系統(tǒng)失控;當(dāng)某個驅(qū)動輸出端Vo1或Vo2發(fā)生對地短路、或?qū)﹄娫凑龢O短路故障時,因常見的集成運算放大器輸出端內(nèi)部有防過流短路保護(hù),加上直流穩(wěn)壓電源輸出端內(nèi)部也有防短路保護(hù),故不會引起電路系統(tǒng)失控。當(dāng)然,另外還有更好的防失控的技術(shù)措施,置于特殊的集成運算放大器內(nèi),難以透露或公開。

8.當(dāng)直流穩(wěn)壓電源發(fā)生開路或短路故障時,當(dāng)然只會強(qiáng)迫執(zhí)行電路斷開交流電源,將交流負(fù)載置于安全狀態(tài)。

根據(jù)上述工作原理可知,所述防失控電路芯片RAH中第一單元電路和第二單元電路的基本工作原理大致相同,兩者的區(qū)別在于:其中第一跌底防護(hù)器(1)和第二跌底防護(hù)器(7)的特性互補(bǔ),輸出電平相位相反,用其串控執(zhí)行電路,就可簡單地實現(xiàn)對交流負(fù)載(用電器)的安全控制。

本實用新型中各例防失效防漏電保護(hù)器或者防過熱防失效防漏電保護(hù)器都是采用所述防失控電路芯片RAH作為核心電路或核心器件設(shè)計的,其電路工作原理也大致相同,所以,只需選第一例防過熱防失效防漏電保護(hù)器為例,簡述其電路工作原理如下:

1.人工按下啟動按鈕QD后,執(zhí)行電路繼電器的常開觸點維持吸合狀態(tài),持續(xù)接通交流電源,漏電保護(hù)器電路系統(tǒng)及其被控交流負(fù)載得電工作。若被控交流負(fù)載正常工作,無漏電或觸電發(fā)生,通過交流電源線L1、N1上的電流大小相等、方向相反,在零序電流互感器H環(huán)形鐵心內(nèi)感應(yīng)的磁通抵消為零,故在零序電流互感器H次級線圈n3的兩端無交流電流或電壓產(chǎn)生,此時,防失控電路芯片RAH的信號輸入端Vi1和Vi2的直流守備電位略低于安控輸入端Vk和外基設(shè)置端Vm直流電位,將防失控電路芯片RAH維持在守備狀態(tài),使防失控電路芯片RAH的驅(qū)動輸出端Vo1輸出低電平,驅(qū)動輸出端Vo2輸出高電平,控制驅(qū)動電路導(dǎo)通,使執(zhí)行電路繼電器維持吸合狀態(tài),持續(xù)接通交流電源。

2.若被控交流負(fù)載發(fā)生漏電或觸電,使交流電源線L1、N1上產(chǎn)生不平衡交流電流,在零序電流互感器H環(huán)形鐵芯內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)磁通,故在零序電流互感器H次級線圈n3的兩端就產(chǎn)生感應(yīng)電流或電壓信號,若該信號電壓大于設(shè)定值,使防失控電路芯片RAH的信號輸入端Vi1和Vi2在原直流守備電位上疊加交流電壓后產(chǎn)生的復(fù)合電位高于防失控電路芯片RAH內(nèi)基設(shè)置端Vf設(shè)定的基準(zhǔn)限位時,則防失控電路芯片RAH立即觸發(fā)鎖存在封閉狀態(tài),使其驅(qū)動輸出端Vo1并維持在高電位封閉狀態(tài),使外接驅(qū)動電路三極管3TV1截止;使其驅(qū)動輸出端Vo2并維持在低電位封閉狀態(tài),使外接驅(qū)動電路三極管3TV2電路截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路繼電器線圈3J斷電釋放,繼電器兩對常開觸點3J切斷漏電保護(hù)器電路電源和被控交流負(fù)載的交流電源,并始終維持?jǐn)嚯姞顟B(tài),非人為不能恢復(fù)通電,因而,使漏電或觸電得到正常安全保護(hù)。

3.當(dāng)零序電流互感器H次級線圈n3發(fā)生斷線故障時,或傳感信號電路發(fā)生開路、或懸空、或與電源正極短路故障時,使防失控電路芯片RAH的信號輸入端Vi1和或Vi2電位沖高,立即觸發(fā)防失控電路芯片RAH鎖存在封閉狀態(tài),使其驅(qū)動輸出端Vo1并維持在高電位封閉狀態(tài),使外接驅(qū)動電路三極管3TV1截止;使其驅(qū)動輸出端Vo2并維持在低電位封閉狀態(tài),使外接驅(qū)動電路三極管3TV2電路截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路繼電器線圈3J斷電釋放,繼電器兩對常開觸點3J切斷漏電保護(hù)器電路電源和被控交流負(fù)載的交流電源,并始終維持?jǐn)嚯姞顟B(tài),非人為不能恢復(fù)通電,因而,不會發(fā)生失控,避免發(fā)生失效假保的運行狀態(tài),讓用電者避開危險。因此,在本身異常時也能得到安全保護(hù)。

4.當(dāng)防失控電路芯片RAH的信號輸入端Vi1或Vi2檢測到的外部零序電流互感器H的次級線圈n3電路、或傳感信號電路發(fā)生短路、或接地故障時,使信號輸入端Vi1或Vi2電位極低,低于防失控電路芯片RAH內(nèi)部兩個跌底防護(hù)器的墊底限位,觸發(fā)兩個跌底防護(hù)器鎖存在封閉狀態(tài),使驅(qū)動輸出端Vo1輸出高電位,控制外接驅(qū)動電路三極管3TV1截止;使驅(qū)動輸出端Vo2輸出低電位,控制外接驅(qū)動電路三極管3TV2截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路繼電器線圈3J斷電釋放,繼電器兩對常開觸點3J切斷漏電保護(hù)器電路電源和被控交流負(fù)載的交流電源,并始終維持?jǐn)嚯姞顟B(tài),非人為不能恢復(fù)通電,因而,不會發(fā)生失控,避免發(fā)生失效假保的運行狀態(tài),讓用電者避開危險。因此,在本身異常時也能得到安全保護(hù)。

5.當(dāng)防失控電路芯片RAH的外基設(shè)置端Vm發(fā)生高電位沖擊故障時,因二極管D32的反向隔離作用,不會引起電路系統(tǒng)失控;當(dāng)外基設(shè)置端Vm發(fā)生對地短路故障時,只會觸發(fā)防失控電路芯片RAH鎖存在封閉狀態(tài),使驅(qū)動輸出端Vo1輸出高電位,控制外接驅(qū)動電路三極管3TV1截止;使驅(qū)動輸出端Vo2輸出低電位,控制外接驅(qū)動電路三極管3TV2截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路繼電器線圈3J斷電釋放,繼電器兩對常開觸點3J切斷漏電保護(hù)器電路電源和被控交流負(fù)載的交流電源,并始終維持?jǐn)嚯姞顟B(tài),非人為不能恢復(fù)通電,因而,不會發(fā)生失控,避免發(fā)生失效假保的運行狀態(tài),讓用電者避開危險。因此,在本身異常時也能得到安全保護(hù)。

6.當(dāng)防失控電路芯片RAH的安控輸入端Vk發(fā)生對地短路故障時,因防失控電路芯片RAH內(nèi)部二極管D11、二極管D21的反向隔離作用,不會引起電路系統(tǒng)失控;當(dāng)安控輸入端Vk發(fā)生高電位沖擊故障時,只會使觸發(fā)防失控電路芯片RAH鎖存在封閉狀態(tài),使驅(qū)動輸出端Vo1輸出高電位,控制外接驅(qū)動電路三極管3TV1截止;使驅(qū)動輸出端Vo2輸出低電位,控制外接驅(qū)動電路三極管3TV2截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路繼電器線圈3J斷電釋放,繼電器兩對常開觸點3J切斷漏電保護(hù)器電路電源和被控交流負(fù)載的交流電源,并始終維持?jǐn)嚯姞顟B(tài),非人為不能恢復(fù)通電,因而,不會發(fā)生失控,避免發(fā)生失效假保的運行狀態(tài),讓用電者避開危險。因此,在本身異常時也能得到安全保護(hù)。

7.當(dāng)防失控電路芯片RAH的驅(qū)動輸出端Vo1和驅(qū)動輸出端Vo2發(fā)生短路故障時,或當(dāng)某個驅(qū)動輸出端Vo1或Vo2發(fā)生對地短路、或?qū)﹄娫凑龢O短路故障時,因常見的集成運算放大器輸出端內(nèi)部有防過流短路保護(hù),加上直流穩(wěn)壓電源輸出端內(nèi)部也有防短路保護(hù),故不會引起電路系統(tǒng)失控。當(dāng)然,另外還有更好的防失控的技術(shù)措施,置于特殊的集成運算放大器內(nèi),難以透露或公開。

8.當(dāng)直流穩(wěn)壓電源發(fā)生開路或短路故障時,當(dāng)然只會強(qiáng)迫執(zhí)行電路繼電器線圈3J斷電釋放,繼電器兩對常開觸點3J切斷漏電保護(hù)器電路電源和被控交流負(fù)載的交流電源,并始終維持?jǐn)嚯姞顟B(tài),非人為不能恢復(fù)通電,因而,不會發(fā)生失控,避免發(fā)生失效假保的運行狀態(tài),讓用電者避開危險。因此,在本身異常時也能得到安全保護(hù)。

9.若防過熱防失效防漏電保護(hù)器的交流電源側(cè)和或交流負(fù)載側(cè)的接線端子或者插腳插孔的接觸電阻過大,通過大電流時大發(fā)熱,溫升過快過高,使負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻3NTC的等效阻值迅速減小,使防失控電路芯片RAH的外基設(shè)置端Vm電位和內(nèi)基設(shè)置端Vf的基準(zhǔn)限位下降,當(dāng)?shù)陀诜朗Э仉娐沸酒琑AH的信號輸入端Vi1或Vi2的直流守備電位時,觸發(fā)防失控電路芯片RAH鎖存在封閉狀態(tài),使驅(qū)動輸出端Vo1輸出高電位,控制外接驅(qū)動電路三極管3TV1截止;使驅(qū)動輸出端Vo2輸出低電位,控制外接驅(qū)動電路三極管3TV2截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路繼電器線圈3J斷電釋放,繼電器兩對常開觸點3J切斷漏電保護(hù)器電路電源和被控交流負(fù)載的交流電源,并始終維持?jǐn)嚯姞顟B(tài),非人為不能恢復(fù)通電,因而,不會發(fā)生失控,避免發(fā)生失效假保的運行狀態(tài),讓用電者避開危險。因此,在本身異常時也能得到安全保護(hù)。在防失效防漏電保護(hù)器中,因取消了負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻3NTC及電阻3R6,就沒有防過熱保護(hù)功能,如果交流電源側(cè)和或交流負(fù)載側(cè)的接線端子或者插腳插孔的工作溫升過快過高,就會引起火災(zāi)發(fā)生。

可見,本實用新型不僅在正常工作時對交流負(fù)載的漏電或觸電能進(jìn)行安全保護(hù)控制,而且在其自身發(fā)生常見的異常故障時,或非常過熱時,也能及時可靠地進(jìn)行安全保護(hù)控制,強(qiáng)迫繼電器切斷交流負(fù)載的交流電源,將交流負(fù)載和用電者置于安全狀態(tài),能避免或防止自身故障失效時的觸電事故,確保用電時人身安全。因而,本實用新型中防漏電保護(hù)器是一種能防過熱、防失效、防觸電的“本質(zhì)性保證安全”的防漏電保護(hù)器。

因此,本實用新型的有益效果是:

1.所述的防失控電路芯片RAH,在正常時,能靈敏地檢測零序電流互感器H次級線圈n3感應(yīng)的微弱漏電或觸電信號、以及各種微弱的傳感信號,并按設(shè)置要求進(jìn)行維持守備狀態(tài)和觸發(fā)封閉狀態(tài)的控制,以控制外部驅(qū)動電路的導(dǎo)通或截止,對交流負(fù)載執(zhí)行通電或斷電控制;在異常時,還對于其本身輸入、輸出、設(shè)置或控制、電源等各端口發(fā)生的開路故障,或各端口之間發(fā)生的相鄰短路和交叉短路故障,或非常過熱故障,都能及時可靠地進(jìn)行安全保護(hù),控制外部驅(qū)動電路截止,強(qiáng)迫執(zhí)行電路切斷交流電源,將交流負(fù)載和用電者置于安全狀態(tài)。因而,本實用新型中防失控電路芯片RAH完全具備各種防失控功能,安全性能高,屬于通用性強(qiáng)的核心技術(shù),可以應(yīng)用于各種需要安全控制的技術(shù)領(lǐng)域。

2.采用所述防失控電路芯片RAH為核心技術(shù)設(shè)計的防失效防漏電保護(hù)器或者防過熱防失效防漏電保護(hù)器,不僅在正常工作時對交流負(fù)載的漏電或觸電能進(jìn)行維持守備狀態(tài)和觸發(fā)封閉狀態(tài)的控制,而且在其本身輸入、輸出、設(shè)置或控制、電源等各端口發(fā)生的開路故障時,或各端口之間發(fā)生的相鄰短路和交叉短路故障時,或零序電流互感器H次級線圈n3和繼電器J線圈發(fā)生開路、短路故障時,或發(fā)生非常過熱故障時,也能及時可靠地進(jìn)行安全保護(hù)控制,強(qiáng)迫驅(qū)動執(zhí)行電路切斷交流負(fù)載的交流電源,將交流負(fù)載和用電者置于安全狀態(tài),能避免或防止自身異常故障時的觸電事故,確保用電時人身安全。因而,本實用新型中防漏電保護(hù)器是一種“本質(zhì)性保證安全”的防失效防漏電保護(hù)器或者防過熱防失效防漏電保護(hù)器,其極高的安全性能具有重要的實用價值和社會效益;也可推動該技術(shù)領(lǐng)域國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的更新升級,超越國際標(biāo)準(zhǔn)。

附圖說明

圖1是本實用新型中防失控電路芯片RAH的結(jié)構(gòu)框架圖;

圖2是本實用新型中防失控電路芯片RAH的具體實施例1或?qū)嵤├?電路原理圖;

圖3是以防失控電路芯片RAH為核心的第一例防失效防漏電保護(hù)器或者防過熱防失效防漏電保護(hù)器的應(yīng)用電路原理圖;

圖4是以防失控電路芯片RAH為核心的第二例防失效防漏電保護(hù)器或者防過熱防失效防漏電保護(hù)器的應(yīng)用電路原理圖;

圖5是以防失控電路芯片RAH為核心的第三例防失效防漏電保護(hù)器或者防過熱防失效防漏電保護(hù)器的應(yīng)用電路原理圖。

在圖1中:第一單元電路包括第一跌底防護(hù)器(1)和第一觸基鎖存器(2),第二單元電路包括第二觸基鎖存器(6)和第二跌底防護(hù)器(7);基準(zhǔn)調(diào)位電路(5)和防反恒壓電路(9)及撐底高鎖電路(8)均為兩個單元共用的電路。

圖3至圖5是采用所述防失控電路芯片RAH作為核心電路或核心器件設(shè)計的三例防失效防漏電保護(hù)器或者防過熱防失效防漏電保護(hù)器的應(yīng)用電路原理圖。

具體實施方式

下面通過實施例,并結(jié)合附圖,對本實用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說明。

一、對防失控電路芯片RAH的結(jié)構(gòu)框架圖的具體說明:

圖1是本實用新型中防失控電路芯片RAH的結(jié)構(gòu)框架圖,圖中上方虛線框內(nèi)為第一單元電路,圖中下方虛線框內(nèi)為第二單元電路,所述第一單元電路包括第一跌底防護(hù)器(1)和第一觸基鎖存器(2),所述第二單元電路包括第二觸基鎖存器(6)和第二跌底防護(hù)器(7);基準(zhǔn)調(diào)位電路(5)和防反恒壓電路(9)及撐底高鎖電路(8)均為兩個單元共用的電路。

所述防失控電路芯片RAH內(nèi)電路連接方式如下:所述第一單元電路的信號輸入端Vi1連接第一跌底防護(hù)器(1)的監(jiān)測輸入端和第一觸基鎖存器(2)的觸發(fā)輸入端,第一單元電路的驅(qū)動輸出端Vo1連接第一跌底防護(hù)器(1)的輸出端,第一跌底防護(hù)器(1)的限位輸入端Vw1連接第一觸基鎖存器(2)的輸出端;所述第二單元電路的信號輸入端Vi2連接第二觸基鎖存器(6)的觸發(fā)輸入端和第二跌底防護(hù)器(7)的監(jiān)測輸入端,第二單元電路的驅(qū)動輸出端Vo2連接第二跌底防護(hù)器(7)的輸出端,第二跌底防護(hù)器(7)的限位輸入端Vw2連接第二觸基鎖存器(6)的輸出端;所述兩單元電路共用的安控輸入端Vk連接撐底高鎖電路(8)的輸入端,撐底高鎖電路(8)的兩個輸出端分別連接第一跌底防護(hù)器(1)的限位輸入端Vw1和第二跌底防護(hù)器(7)的限位輸入端Vw2;所述兩單元電路共用的外基設(shè)置端Vm連接基準(zhǔn)調(diào)位電路(5)的外設(shè)輸入端,基準(zhǔn)調(diào)位電路(5)的內(nèi)基設(shè)置端Vf連接第一觸基鎖存器(2)和第二觸基鎖存器(6)的兩個基位設(shè)置端;所述兩單元電路共用的防反恒壓電路(9)的輸出電壓V+0連接第一單元電路和第二單元電路及基準(zhǔn)調(diào)位電路(5)的三個電源輸入端,防反恒壓電路(9)的電源輸入端V+1外接直流電源電壓V+1端,防反恒壓電路(9)的電源地端GND外接直流電源地端GND。

二、對防失控電路芯片RAH的具體實施例1或?qū)嵤├?的具體說明:

(一)圖2是本實用新型中防失控電路芯片RAH的具體實施例1或?qū)嵤├?電路原理圖。圖2中實施例1所述第一跌底防護(hù)器(1)包括集成運算放大器A11、穩(wěn)壓二極管WD11或恒流源IR11、第一觸基鎖存器(2)包括集成運算放大器A12、電阻R11、R12,基準(zhǔn)調(diào)位電路(5)包括電阻R31、穩(wěn)壓二極管WD31、二極管D32,防反恒壓電路(9)包括二極管D31,撐底高鎖電路(8)包括二極管D11、D21,第二觸基鎖存器(6)包括集成運算放大器A22、電阻R21、R22,第二跌底防護(hù)器(7)包括集成運算放大器A21、穩(wěn)壓二極管WD21或恒流源IR21。

圖2中實施例1電路連接方式如下:所述第一單元電路的信號輸入端Vi1連接集成運算放大器A11的反相輸入端(-)和集成運算放大器A12的正相輸入端(+)及電阻R12的一端,電阻R12的另一端連接集成運算放大器A12的輸出端和電阻R11的內(nèi)端,電阻R11的外端和二極管D11負(fù)極都接至穩(wěn)壓二極管WD11正極,穩(wěn)壓二極管WD11負(fù)極連接集成運算放大器A11的正相輸入端(+),集成運算放大器A11的輸出端就是第一單元電略的驅(qū)動輸出端Vo1;所述第二單元電路的信號輸入端Vi2連接集成運算放大器A21和集成運算放大器A22的兩正相輸入端(+)及電阻R22的一端,電阻R22的另一端連接集成運算放大器A22的輸出端和電阻R21的內(nèi)端,電阻R21的外端和二極管D21負(fù)極都接至穩(wěn)壓二極管WD21正極,穩(wěn)壓二極管WD21負(fù)極連接集成運算放大器A21的反相輸入端(-),集成運算放大器A21的輸出端就是第二單元電路的驅(qū)動輸出端Vo2;所述兩單元電路共用的安控輸入端Vk連接二極管D11、D21的正極,二極管D11的負(fù)極連接限位輸入端Vw1,二極管D21的負(fù)極連接限位輸入端Vw2;所述兩單元電路共用的外基設(shè)置端Vm連接二極管D32負(fù)極,二極管D32正極連接集成運算放大器A12和集成運算放大器A22的兩反相輸入端(-)以及電阻R31的一端和穩(wěn)壓二極管WD31負(fù)極作為基準(zhǔn)調(diào)位電路(5)的內(nèi)基設(shè)置端Vf,穩(wěn)壓二極管WD31正極連接集成運算放大器A11、A12和集成運算放大器A21、A22的電源地端GND作為整個防失控電路芯片RAH的電源地端GND,電阻R31的另一端連接二極管D31負(fù)極和集成運算放大器A11、A12和集成運算放大器A21、A22的電源輸入端(V+0),二極管D31正極作為整個防失控電路芯片RAH的電源輸入端V+1外接直流電源電壓V+1端;或者用其它電子器件構(gòu)成功能等效的電路來等效替換實施例1所述的防失控電路芯片RAH。根據(jù)實施例1電路特征,已取消附圖2中二極管D12、二極管D22和非門F2及其電路連接。

圖2中實施例2的電路特征在于:在完全采用所述的防失控電路芯片RAH的具體實施例1電路基礎(chǔ)之上,再補(bǔ)接二極管D12、二極管D22和非門F2;所述二極管D12正極連接集成運算放大器A11的輸出端,二極管D12負(fù)極連接穩(wěn)壓二極管WD11正極和二極管D11負(fù)極及電阻R11的外端;所述二極管D22負(fù)極連接穩(wěn)壓二極管WD21正極和二極管D21負(fù)極及電阻R21的外端,二極管D22正極連接非門F2的輸出端,非門F2的輸入端連接集成運算放大器A21的輸出端;或者用其它電子器件構(gòu)成功能等效的電路來等效替換實施例2所述的防失控電路芯片RAH。

(二)圖2中防失控電路芯片RAH的具體實施例1或?qū)嵤├?電路工作原理如下:

1.當(dāng)電路正常工作時,若第一單元電路信號輸入端Vi1和或第二單元電路信號輸入端Vi2的直流守備電位,也就是集成運算放大器A12、A22的兩個正相輸入端(+)電位(即兩個觸基鎖存器的兩個觸發(fā)輸入端電位)略低于內(nèi)基設(shè)置端Vf給集成運算放大器A12、A22的兩個反相輸入端(-)設(shè)置的內(nèi)部基準(zhǔn)限位(在基準(zhǔn)調(diào)位電路(5)內(nèi)部基本由穩(wěn)壓二極管WD31和電阻R31的穩(wěn)壓值穩(wěn)定,也可通過二極管D32負(fù)極對電源地端GND串接可調(diào)電阻來外調(diào)內(nèi)部基準(zhǔn)限位),則集成運算放大器A12、A22輸出端都分別輸出低電位,由于電阻R12、R22的正反饋作用,將集成運算放大器A12、A22鎖存在守備狀態(tài),分別維持低電位輸出;集成運算放大器A12輸出的低電位經(jīng)電阻R11抬升并輸送至穩(wěn)壓二極管WD11正極,再經(jīng)穩(wěn)壓二極管WD11墊升,使集成運算放大器A11的正相輸入端(+)電位仍然略低于其反相輸入端(-)電位(即第一跌底防護(hù)器的監(jiān)測輸入端電位Vi1),則集成運算放大器A11輸出低電位至第一單元電路的驅(qū)動輸出端Vo1拉動外電路導(dǎo)通工作;集成運算放大器A22輸出的低電位經(jīng)電阻R21抬升并輸送至穩(wěn)壓二極管WD21正極,再經(jīng)穩(wěn)壓二極管WD21墊升,使集成運算放大器A21的反相輸入端(-)電位仍然略低于其正相輸入端(+)電位(即第二跌底防護(hù)器的監(jiān)測輸入端電位Vi2),則集成運算放大器A21輸出高電位至第二單元電路的驅(qū)動輸出端Vo2推動外部電路導(dǎo)通工作;使執(zhí)行電路接通交流電源。此時,實施例2所述二極管D12和二極管D22和非門F2只是分別對限位輸入端Vw1和限位輸入端Vw2起反向隔離作用。

2.當(dāng)?shù)谝粏卧娐沸盘栞斎攵薞i1和或第二單元電路信號輸入端Vi2檢測到外部漏電或觸電信號電壓、或傳感信號電壓幅度達(dá)到觸發(fā)設(shè)定值時,集成運算放大器A12、A22的兩個正相輸入端(+)電位(即兩個觸基鎖存器的兩個觸發(fā)輸入端電位)略高于內(nèi)基設(shè)置端Vf給集成運算放大器A12、A22的兩個反相輸入端(-)設(shè)置的內(nèi)部基準(zhǔn)限位,則集成運算放大器A12、A22輸出端都分別輸出高電位,由于電阻R12、R22的正反饋作用,將集成運算放大器A12、A22觸發(fā)鎖存在封閉狀態(tài),分別維持高電位輸出;集成運算放大器A12輸出的高電位經(jīng)電阻R11抬升并輸送至穩(wěn)壓二極管WD11正極,再經(jīng)穩(wěn)壓二極管WD11墊升,使集成運算放大器A11的正相輸入端(+)電位突然超高于其反相輸入端(-)電位(即第一跌底防護(hù)器的監(jiān)測輸入端電位Vi1),則集成運算放大器A11輸出高電位至第一單元電路的驅(qū)動輸出端Vo1使外電路截止;集成運算放大器A22輸出的高電位經(jīng)電阻R21抬升并輸送至穩(wěn)壓二極管WD21正極,再經(jīng)穩(wěn)壓二極管WD21墊升,使集成運算放大器A21的反相輸入端(-)電位突然超高于其正相輸入端(+)電位(即第二跌底防護(hù)器的監(jiān)測輸入端電位Vi2),則集成運算放大器A21輸出低電位至第二單元電路的驅(qū)動輸出端Vo2使外部電路截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路斷開交流電源,將交流負(fù)載置于安全狀態(tài)。此時在實施例2中,再補(bǔ)接的二極管D12通過穩(wěn)壓二極管WD11對集成運算放大器A11正相輸入端(+)電位反饋得更高,也觸發(fā)鎖定在封閉狀態(tài);再補(bǔ)接的二極管D22和非門F2通過穩(wěn)壓二極管WD21對集成運算放大器A21反相輸入端(-)電位反饋得更高,也觸發(fā)鎖定在封閉狀態(tài)。這就適應(yīng)防觸電保護(hù)器遇觸發(fā)信號時保證安全控制的高可靠要求。

3.當(dāng)信號輸入端Vi1或Vi2檢測到外部零序電流互感器H的次級線圈n3電路、或傳感信號電路發(fā)生開路、或懸空、或?qū)﹄娫凑龢O短路等故障時,使信號輸入端Vi1或Vi2電位也高于內(nèi)基設(shè)置端Vf電位,將集成運算放大器A12、A22觸發(fā)鎖存在封閉狀態(tài),分別維持高電位輸出,進(jìn)而使集成運算放大器A11輸出高電位至驅(qū)動輸出端Vo1并維持在高電位封閉狀態(tài),使外電路截止:使集成運算放大器A21輸出低電位至驅(qū)動輸出端Vo2并維持在低電位封閉狀態(tài),使外部電路截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路斷開交流電源,將交流負(fù)載置于安全狀態(tài)。

4.當(dāng)信號輸入端Vi1或Vi2檢測到的外部零序電流互感器H的次級線圈n3電路、或傳感信號電路發(fā)生短路、或接地故障時,使信號輸入端Vi1或Vi2電位極低,使集成運算放大器A12、A22都輸出低電位,由于電阻R12、R22的正反饋作用,將集成運算放大器A12、A22鎖存在常通狀態(tài),分別維持低電位輸出,低電位經(jīng)電阻R11抬升和穩(wěn)壓二極管WD11墊升,使集成運算放大器A11的正相輸入端(+)電位仍然略高于其反相輸入端(-)電位Vi1(即第一跌底防護(hù)器的監(jiān)測輸入端電位),則集成運算放大器A11輸出高電位至第一單元電路的驅(qū)動輸出端Vo1使外電路截止;集成運算放大器A22輸出的高電位經(jīng)電阻R21抬升和穩(wěn)壓二極管WD21墊升,使集成運算放大器A21的反相輸入端(-)電位仍然略高于其正相輸入端(+)電位(即第二跌底防護(hù)器的監(jiān)測輸入端電位Vi2),則集成運算放大器A21輸出低電位至第二單元電路的驅(qū)動輸出端Vo2使外部電路截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路斷開交流電源,將交流負(fù)載置于安全狀態(tài)。

5.當(dāng)外基設(shè)置端Vm發(fā)生高電位沖擊故障時,因二極管D32的反向隔離作用,不會引起電路系統(tǒng)失控;當(dāng)外基設(shè)置端Vm發(fā)生對地短路故障時,只會將集成運算放大器A12、A22觸發(fā)鎖存在封閉狀態(tài),分別維持高電位輸出,進(jìn)而使集成運算放大器A11輸出高電位至驅(qū)動輸出端Vo1并維持在高電位封閉狀態(tài),使外電路截止;使集成運算放大器A21輸出低電位至驅(qū)動輸出端Vo2并維持在高電位封閉狀態(tài),使外部電路截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路斷開交流電源,將交流負(fù)載置于安全狀態(tài)。

6.當(dāng)安控輸入端Vk發(fā)生對地短路故障時,因二極管D11、二極管D21的反向隔離作用,不會引起電路系統(tǒng)失控;當(dāng)安控輸入端Vk發(fā)生高電位沖擊故障時,只會使集成運算放大器A11輸出高電位至驅(qū)動輸出端Vo1并維持在高電位封閉狀態(tài),使外部電路截止;使集成運算放大器A21輸出低電位至驅(qū)動輸出端Vo2并維持在低電位封閉狀態(tài),使外部電路截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路斷開交流電源,將交流負(fù)載置于安全狀態(tài)。

7.當(dāng)驅(qū)動輸出端Vo1和或Vo2發(fā)生短路故障時,只會使內(nèi)部集成運算放大器A11和集成運算放大器A21維持在封閉狀態(tài),使外部驅(qū)動電路處于截止?fàn)顟B(tài),強(qiáng)迫執(zhí)行電路斷開交流電源,也不會引起電路系統(tǒng)失控;當(dāng)某個驅(qū)動輸出端Vo1或Vo2發(fā)生對地短路、或?qū)﹄娫凑龢O短路故障時,因常見的集成運算放大器輸出端內(nèi)部有防過流短路保護(hù),加上直流穩(wěn)壓電源輸出端內(nèi)部也有防短路保護(hù),故不會引起電路系統(tǒng)失控。當(dāng)然,另外還有更好的防失控的技術(shù)措施,置于特殊的集成運算放大器內(nèi),難以透露或公開。

8.當(dāng)直流穩(wěn)壓電源發(fā)生開路或短路故障時,當(dāng)然只會強(qiáng)迫執(zhí)行電路斷開交流電源,將交流負(fù)載置于安全狀態(tài)。

根據(jù)上述工作原理可知,所述防失控電路芯片RAH中第一單元電路和第二單元電路的基本工作原理大致相同,兩者的區(qū)別在于:其中第一跌底防護(hù)器(1)和第二跌底防護(hù)器(7)的特性互補(bǔ),輸出電平相位相反,用其串控執(zhí)行電路,就可簡單地實現(xiàn)對交流負(fù)載(用電器)的安全控制。

三、具體說明第一例防失效防漏電保護(hù)器或防過熱防失效防漏電保護(hù)器:

(一)圖3是以防失控電路芯片RAH為核心的第一例防失效防漏電保護(hù)器或者防過熱防失效防漏電保護(hù)器的應(yīng)用電路原理圖。其中:

第一例防失效防漏電保護(hù)器,是采用所述的防失控電路芯片RAH為核心電路或核心器件設(shè)計的防漏電保護(hù)器,由交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(18)為其供電,其應(yīng)用電路如附圖3所示:圖中還包括防失控電路芯片RAH、前級檢測電路、后級驅(qū)動電路和執(zhí)行電路、零序電流互感器H;所述零序電流互感器H由環(huán)形鐵心、初級線圈n1、n2和次級線圈n3組成,所述前級檢測電路由零序電流互感器H的次級線圈n3和電阻3R1、3R2、3R3構(gòu)成,所述防失控電路芯片RAH就是核心器件RAH,所述后級驅(qū)動電路由電阻3R7、3R8和穩(wěn)壓二極管3WD1、3WD2及三極管3TV1、3TV2構(gòu)成,所述執(zhí)行電路由繼電器3J和二極管3D3構(gòu)成。

第一例防失效防漏電保護(hù)器的電路連接方式如下:所述交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(18)的兩個交流輸入端(L1~N1)連接在交流負(fù)載側(cè)兩交流電線L1、N1之上,交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(18)輸出的直流電壓V+2高于直流電壓V+1,所述零序電流互感器H的初級線圈n1、n2是并穿入環(huán)形鐵心孔中的兩根交流電源線L1、N1,零序電流互感器H的次級線圈n3是繞在其環(huán)形鐵心上的線圈,所述次級線圈n3的一端連接核心器件RAH的安控輸入端Vk,次級線圈n3的另一端連接電阻3R2、3R3的串接點上,電阻3R3另一端連接核心器件RAH的信號輸入端Vi1和Vi2,電阻3R2另一端連接電源地端GND,電阻3R1一端連接直流電壓V+1,電阻3R1另一端連接核心器件RAH的安控輸入端Vk,所述核心器件RAH的驅(qū)動輸出端Vo1連接電阻3R7一端,電阻3R7另一端連接穩(wěn)壓二極管3WD1正極,穩(wěn)壓二極管3WD1負(fù)極連接在三極管3TV1基極,三極管3TV1發(fā)射極連接直流電壓V+2,核心器件RAH的驅(qū)動輸出端Vo2連接電阻3R8一端,電阻3R8另一端連接穩(wěn)壓二極管3WD2負(fù)極,穩(wěn)壓二極管3WD2正極連接三極管3TV2基極,三極管3TV2發(fā)射極連接電源地端GND,所述執(zhí)行電路中二極管3D3負(fù)極連接三極管3TV1集電極,二極管3D3正極連接三極管3TV2集電極,繼電器3J線圈兩端并接在二極管3D3兩極,繼電器3J的兩對常開觸點3J連接控制交流負(fù)載的交流電源(L、N),QD為人工啟動按鈕,按下后接通交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(18)和被控交流負(fù)載的交流電源(L、N)。根據(jù)第一例防失效防漏電保護(hù)器的應(yīng)用電路特征,已取消附圖3中負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻3NTC和電阻3R6及其電路連接。

作為改進(jìn)的第一例防過熱防失效防漏電保護(hù)器或者防過熱防失效防漏電保護(hù)插頭插座,其應(yīng)用電路也如附圖3所示:在完全采用所述的第一例防失效防漏電保護(hù)器的應(yīng)用電路基礎(chǔ)之上,再增加過熱保護(hù)電路;所述過熱保護(hù)電路由負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻3NTC和電阻3R6構(gòu)成,所述負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻3NTC用于監(jiān)控交流電源側(cè)和或交流負(fù)載側(cè)的接線端子或者插腳插孔的工作溫度,負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻3NTC一端接電源地端GND,負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻3NTC另一端接電阻3R6一端,電阻3R6另一端接在核心器件RAH的外基設(shè)置端Vm之上。

(二)第一例防失效防漏電保護(hù)器或防過熱防失效防漏電保護(hù)器的應(yīng)用電路原理如下:

1.人工按下啟動按鈕QD后,執(zhí)行電路繼電器的常開觸點維持吸合狀態(tài),持續(xù)接通交流電源,漏電保護(hù)器電路系統(tǒng)及其被控交流負(fù)載得電工作。若被控交流負(fù)載正常工作,無漏電或觸電發(fā)生,通過交流電源線L1、N1上的電流大小相等、方向相反,在零序電流互感器H環(huán)形鐵心內(nèi)感應(yīng)的磁通抵消為零,故在零序電流互感器H次級線圈n3的兩端無交流電流或電壓產(chǎn)生,此時,防失控電路芯片RAH的信號輸入端Vi1和Vi2的直流守備電位略低于安控輸入端Vk和外基設(shè)置端Vm直流電位,將防失控電路芯片RAH維持在守備狀態(tài),使防失控電路芯片RAH的驅(qū)動輸出端Vo1輸出低電平,驅(qū)動輸出端Vo2輸出高電平,控制驅(qū)動電路導(dǎo)通,使執(zhí)行電路繼電器維持吸合狀態(tài),持續(xù)接通交流電源。

2.若被控交流負(fù)載發(fā)生漏電或觸電,使交流電源線L1、N1上產(chǎn)生不平衡交流電流,在零序電流互感器H環(huán)形鐵芯內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)磁通,故在零序電流互感器H次級線圈n3的兩端就產(chǎn)生感應(yīng)電流或電壓信號,若該信號電壓大于設(shè)定值,使防失控電路芯片RAH的信號輸入端Vi1和Vi2在原直流守備電位上疊加交流電壓后產(chǎn)生的復(fù)合電位高于防失控電路芯片RAH內(nèi)基設(shè)置端Vf設(shè)定的基準(zhǔn)限位時,則防失控電路芯片RAH立即觸發(fā)鎖存在封閉狀態(tài),使其驅(qū)動輸出端Vo1并維持在高電位封閉狀態(tài),使外接驅(qū)動電路三極管3TV1截止;使其驅(qū)動輸出端Vo2并維持在低電位封閉狀態(tài),使外接驅(qū)動電路三極管3TV2電路截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路繼電器線圈3J斷電釋放,繼電器兩對常開觸點3J切斷漏電保護(hù)器電路電源和被控交流負(fù)載的交流電源,并始終維持?jǐn)嚯姞顟B(tài),非人為不能恢復(fù)通電,因而,使漏電或觸電得到正常安全保護(hù)。

3.當(dāng)零序電流互感器H次級線圈n3發(fā)生斷線故障時,或傳感信號電路發(fā)生開路、或懸空、或與電源正極短路故障時,使防失控電路芯片RAH的信號輸入端Vi1和或Vi2電位沖高,立即觸發(fā)防失控電路芯片RAH鎖存在封閉狀態(tài),使其驅(qū)動輸出端Vo1并維持在高電位封閉狀態(tài),使外接驅(qū)動電路三極管3TV1截止;使其驅(qū)動輸出端Vo2并維持在低電位封閉狀態(tài),使外接驅(qū)動電路三極管3TV2電路截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路繼電器線圈3J斷電釋放,繼電器兩對常開觸點3J切斷漏電保護(hù)器電路電源和被控交流負(fù)載的交流電源,并始終維持?jǐn)嚯姞顟B(tài),非人為不能恢復(fù)通電,因而,不會發(fā)生失控,避免發(fā)生失效假保的運行狀態(tài),讓用電者避開危險。因此,在本身異常時也能得到安全保護(hù)。

4.當(dāng)防失控電路芯片RAH的信號輸入端Vi1或Vi2檢測到的外部零序電流互感器H的次級線圈n3電路、或傳感信號電路發(fā)生短路、或接地故障時,使信號輸入端Vi1或Vi2電位極低,低于防失控電路芯片RAH內(nèi)部兩個跌底防護(hù)器的墊底限位,觸發(fā)兩個跌底防護(hù)器鎖存在封閉狀態(tài),使驅(qū)動輸出端Vo1輸出高電位,控制外接驅(qū)動電路三極管3TV1截止;使驅(qū)動輸出端Vo2輸出低電位,控制外接驅(qū)動電路三極管3TV2截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路繼電器線圈3J斷電釋放,繼電器兩對常開觸點3J切斷漏電保護(hù)器電路電源和被控交流負(fù)載的交流電源,并始終維持?jǐn)嚯姞顟B(tài),非人為不能恢復(fù)通電,因而,不會發(fā)生失控,避免發(fā)生失效假保的運行狀態(tài),讓用電者避開危險。因此,在本身異常時也能得到安全保護(hù)。

5.當(dāng)防失控電路芯片RAH的外基設(shè)置端Vm發(fā)生高電位沖擊故障時,因二極管D32的反向隔離作用,不會引起電路系統(tǒng)失控;當(dāng)外基設(shè)置端Vm發(fā)生對地短路故障時,只會觸發(fā)防失控電路芯片RAH鎖存在封閉狀態(tài),使驅(qū)動輸出端Vo1輸出高電位,控制外接驅(qū)動電路三極管3TV1截止;使驅(qū)動輸出端Vo2輸出低電位,控制外接驅(qū)動電路三極管3TV2截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路繼電器線圈3J斷電釋放,繼電器兩對常開觸點3J切斷漏電保護(hù)器電路電源和被控交流負(fù)載的交流電源,并始終維持?jǐn)嚯姞顟B(tài),非人為不能恢復(fù)通電,因而,不會發(fā)生失控,避免發(fā)生失效假保的運行狀態(tài),讓用電者避開危險。因此,在本身異常時也能得到安全保護(hù)。

6.當(dāng)防失控電路芯片RAH的安控輸入端Vk發(fā)生對地短路故障時,因防失控電路芯片RAH內(nèi)部二極管D11、二極管D21的反向隔離作用,不會引起電路系統(tǒng)失控;當(dāng)安控輸入端Vk發(fā)生高電位沖擊故障時,只會使觸發(fā)防失控電路芯片RAH鎖存在封閉狀態(tài),使驅(qū)動輸出端Vo1輸出高電位,控制外接驅(qū)動電路三極管3TV1截止;使驅(qū)動輸出端Vo2輸出低電位,控制外接驅(qū)動電路三極管3TV2截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路繼電器線圈3J斷電釋放,繼電器兩對常開觸點3J切斷漏電保護(hù)器電路電源和被控交流負(fù)載的交流電源,并始終維持?jǐn)嚯姞顟B(tài),非人為不能恢復(fù)通電,因而,不會發(fā)生失控,避免發(fā)生失效假保的運行狀態(tài),讓用電者避開危險。因此,在本身異常時也能得到安全保護(hù)。

7.當(dāng)防失控電路芯片RAH的驅(qū)動輸出端Vo1和驅(qū)動輸出端Vo2發(fā)生短路故障時,或當(dāng)某個驅(qū)動輸出端Vo1或Vo2發(fā)生對地短路、或?qū)﹄娫凑龢O短路故障時,因常見的集成運算放大器輸出端內(nèi)部有防過流短路保護(hù),加上直流穩(wěn)壓電源輸出端內(nèi)部也有防短路保護(hù),故不會引起失控。當(dāng)然,另外還有更好的防失控的技術(shù)措施,置于特殊的集成運算放大器內(nèi),難以透露或公開。

8.當(dāng)直流穩(wěn)壓電源發(fā)生開路或短路故障時,當(dāng)然只會強(qiáng)迫執(zhí)行電路繼電器線圈3J斷電釋放,繼電器兩對常開觸點3J切斷漏電保護(hù)器電路電源和被控交流負(fù)載的交流電源,并始終維持?jǐn)嚯姞顟B(tài),非人為不能恢復(fù)通電,因而,不會發(fā)生失控,避免發(fā)生失效假保的運行狀態(tài),讓用電者避開危險。因此,在本身異常時也能得到安全保護(hù)。

9.若防過熱防失效防漏電保護(hù)器的交流電源側(cè)和或交流負(fù)載側(cè)的接線端子或者插腳插孔的接觸電阻過大,通過大電流時大發(fā)熱,溫升過快過高,使負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻3NTC的阻值迅速減小,防失控電路芯片RAH的外基設(shè)置端Vm電位和內(nèi)基設(shè)置端Vf的基準(zhǔn)限位下降,當(dāng)?shù)陀诜朗Э仉娐沸酒琑AH的信號輸入端Vi1或Vi2的直流守備電位時,觸發(fā)防失控電路芯片RAH鎖存在封閉狀態(tài),使驅(qū)動輸出端Vo1輸出高電位,控制外接驅(qū)動電路三極管3TV1截止;使驅(qū)動輸出端Vo2輸出低電位,控制外接驅(qū)動電路三極管3TV2截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路繼電器線圈3J斷電釋放,繼電器兩對常開觸點3J切斷漏電保護(hù)器電路電源和被控交流負(fù)載的交流電源,并始終維持?jǐn)嚯姞顟B(tài),非人為不能恢復(fù)通電,因而,不會發(fā)生失控,避免發(fā)生失效假保的運行狀態(tài),讓用電者避開危險。因此,在本身異常時也能得到安全保護(hù)。在防失效防漏電保護(hù)器中,因取消了負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻3NTC及電阻3R6,就沒有防過熱保護(hù)功能,如果交流電源側(cè)和或交流負(fù)載側(cè)的接線端子或者插腳插孔的工作溫升過快過高,就會引起火災(zāi)發(fā)生。

可見,本實用新型不僅在正常工作時對交流負(fù)載的漏電或觸電能進(jìn)行安全保護(hù)控制,而且在其自身發(fā)生常見的異常故障時,或非常過熱時,也能及時可靠地進(jìn)行安全保護(hù)控制,強(qiáng)迫繼電器切斷交流負(fù)載的交流電源,將交流負(fù)載和用電者置于安全狀態(tài),能避免或防止自身故障失效時的觸電事故,確保用電時人身安全。因而,本實用新型中防漏電保護(hù)器是一種能防過熱、防失效、防觸電的“本質(zhì)性保證安全”的防漏電保護(hù)器。

四、具體說明第二例防失效防漏電保護(hù)器或防過熱防失效防漏電保護(hù)器:

(一)圖4是以防失控電路芯片RAH為核心的第二例防失效防漏電保護(hù)器或者防過熱防失效防漏電保護(hù)器的應(yīng)用電路原理圖。其中:

第二例防失效防漏電保護(hù)器,是采用所述的防失控電路芯片RAH為核心電路或核心器件設(shè)計的,由交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(18)為其供電,其應(yīng)用電路如附圖4所示:圖中還包括防失控電路芯片RAH、前級檢測電路、執(zhí)行電路、零序電流互感器H;所述零序電流互感器H由環(huán)形鐵心、初級線圈n1、n2和次級線圈n3組成,所述前級檢測電路由零序電流互感器H的次級線圈n3和電阻4R1、4R2、4R3構(gòu)成,所述防失控電路芯片RAH就是核心器件RAH,所述執(zhí)行電路由繼電器4J和二極管4D2、4D3構(gòu)成。

第二例防失效防漏電保護(hù)器的電路連接方式如下:所述交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(18)的兩個交流輸入端(L1~N1)連接在交流負(fù)載側(cè)兩交流電線L1、N1之上,交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(18)輸出的直流電壓V+2高于直流電壓V+1,所述零序電流互感器H的初級線圈n1、n2是并穿入環(huán)形鐵心孔中的兩根交流電源線L1、N1,零序電流互感器H的次級線圈n3是繞在其環(huán)形鐵心上的線圈,所述次級線圈n3的一端連接核心器件RAH的安控輸入端Vk,次級線圈n3的另一端連接電阻4R2、4R3的串接點上,電阻4R3另一端連接核心器件RAH的信號輸入端Vi1和Vi2,電阻4R2另一端連接電源地端GND,電阻4R1一端連接直流電壓V+1,電阻4R1另一端連接核心器件RAH的安控輸入端Vk,所述執(zhí)行電路中繼電器4J線圈兩端并接在二極管4D3兩極,二極管4D2、4D3正極相接后,二極管4D2負(fù)極連接核心器件RAH的驅(qū)動輸出端Vo1,二極管4D3負(fù)極連接核心器件RAH的驅(qū)動輸出端Vo2,繼電器4J的兩對常開觸點4J連接控制交流負(fù)載的交流電源(L、N),QD為人工啟動按鈕,按下后接通交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(18)和被控交流負(fù)載的交流電源(L、N)。根據(jù)第二例防失效防漏電保護(hù)器的應(yīng)用電路特征,已取消附圖4中負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻4NTC和電阻4R6及其電路連接。

作為改進(jìn)的第二例防過熱防失效防漏電保護(hù)器或者防過熱防失效防漏電保護(hù)插頭插座,其應(yīng)用電路也如附圖4所示:在完全采用所述的第二例防失效防漏電保護(hù)器的應(yīng)用電路基礎(chǔ)之上,再增加過熱保護(hù)電路;所述過熱保護(hù)電路由負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻4NTC和電阻4R6構(gòu)成,所述負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻4NTC用于監(jiān)控交流電源側(cè)和或交流負(fù)載側(cè)的接線端子或者插腳插孔的工作溫度,負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻4NTC一端接電源地端GND,負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻4NTC另一端連接電阻4R6一端,電阻4R6另一端連接在核心器件RAH的外基設(shè)置端Vm之上。

(二)第二例防失效防漏電保護(hù)器或防過熱防失效防漏電保護(hù)器的應(yīng)用電路原理如下:

第二例與第一例防失效防漏電保護(hù)器或防過熱防失效防漏電保護(hù)器的應(yīng)用電路原理基本相同,區(qū)別只是在第二例防失效防漏電保護(hù)器或防過熱防失效防漏電保護(hù)器電路中,直接將執(zhí)行電路(包括繼電器4J和二極管4D2及二極管4D3)串接在防失控電路芯片RAH的驅(qū)動輸出端Vo1和驅(qū)動輸出端Vo2之間,兩例防失效防漏電保護(hù)器或防過熱防失效防漏電保護(hù)器的性能也基本相同。為限制說明書頁數(shù),恕不重復(fù)第二例防失效防漏電保護(hù)器或防過熱防失效防漏電保護(hù)器的應(yīng)用電路原理。

五、具體說明第三例防失效防漏電保護(hù)器或防過熱防失效防漏電保護(hù)器:

(一)圖5是以防失控電路芯片RAH為核心的第三例防失效防漏電保護(hù)器或者防過熱防失效防漏電保護(hù)器的應(yīng)用電路原理圖。其中:

第三例防失效防漏電保護(hù)器,是采用所述的防失控電路芯片RAH為核心電路或核心器件設(shè)計的,由交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(18)為其供電,其應(yīng)用電路如附圖5所示:圖中還包括防失控電路芯片RAH、前級檢測電路、安控電路、后級驅(qū)動電路和執(zhí)行電路、零序電流互感器H;所述零序電流互感器H由環(huán)形鐵心、初級線圈n1、n2和次級線圈n3組成,所述前級檢測電路由零序電流互感器H的次級線圈n3和電阻5R2、5R3構(gòu)成,所述防失控電路芯片RAH就是核心器件RAH,所述安控電路僅由電阻5R6承擔(dān),所述后級驅(qū)動電路由電阻5R7、5R8和穩(wěn)壓二極管5WD1、5WD2及三極管5TV1、5TV2構(gòu)成,所述執(zhí)行電路由繼電器5J和二極管5D3構(gòu)成。

第三例防失效防漏電保護(hù)器的電路連接方式如下:所述交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(18)的兩個交流輸入端(L1~N1)連接在交流負(fù)載側(cè)兩交流電線L1、N1之上,交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(18)輸出的直流電壓V+2高于直流電壓V+1,所述零序電流互感器H的初級線圈n1、n2是并穿入環(huán)形鐵心孔中的兩根交流電源線L1、N1,零序電流互感器H的次級線圈n3是繞在其環(huán)形鐵心上的線圈,所述次級線圈n3的一端連接核心器件RAH的外基設(shè)置端Vm,次級線圈n3的另一端連接電阻5R2、5R3的串接點上,電阻5R3另一端連接核心器件RAH的信號輸入端Vi1和Vi2,電阻5R2另一端連接電源地端GND,電阻5R6一端連接直流電壓V+2,電阻5R6另一端連接核心器件RAH的安控輸入端Vk,所述核心器件RAH的驅(qū)動輸出端Vo1連接電阻5R7一端,電阻5R7另一端連接穩(wěn)壓二極管5WD1正極,穩(wěn)壓二極管5WD1負(fù)極連接在三極管5TV1基極,三極管5TV1發(fā)射極連接直流電壓V+2,核心器件RAH的驅(qū)動輸出端Vo2連接電阻5R8一端,電阻5R8另一端連接穩(wěn)壓二極管5WD2負(fù)極,穩(wěn)壓二極管5WD2正極連接三極管5TV2基極,三極管5TV2發(fā)射極連接電源地端GND,所述執(zhí)行電路中二極管5D3負(fù)極連接三極管5TV1集電極,二極管5D3正極連接三極管5TV2集電極,繼電器5J線圈兩端并接在二極管5D3兩極,繼電器5J的兩對常開觸點5J連接控制交流負(fù)載的交流電源(L、N),QD為人工啟動按鈕,按下后接通交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(18)和被控交流負(fù)載的交流電源(L、N)。根據(jù)第三例防失效防漏電保護(hù)器的應(yīng)用電路特征,已取消附圖5中負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻5NTC及其電路連接。

作為改進(jìn)的第三例防過熱防失效防漏電保護(hù)器或者防過熱防失效防漏電保護(hù)插頭插座,其應(yīng)用電路也如附圖5所示:在完全采用所述的第三例防失效防漏電保護(hù)器的應(yīng)用電路基礎(chǔ)之上,再增加過熱保護(hù)電路;所述過熱保護(hù)電路是在原有電阻5R6兩端并聯(lián)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻5NTC構(gòu)成,所述負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻5NTC用于監(jiān)控交流電源側(cè)和或交流負(fù)載側(cè)的接線端子或者插腳插孔的工作溫度,負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻5NTC與電阻5R6并聯(lián)之后,并聯(lián)的一端連接核心器件RAH的安控輸入端Vk,并聯(lián)的另一端連接在直流電壓V+2之上。

(二)第三例防失效防漏電保護(hù)器或者防過熱防失效防漏電的應(yīng)用電路工作原理如下:

1.人工按下啟動按鈕QD后,執(zhí)行電路繼電器的常開觸點維持吸合狀態(tài),持續(xù)接通交流電源,漏電保護(hù)器電路系統(tǒng)及其被控交流負(fù)載得電工作。若被控交流負(fù)載正常工作,無漏電或觸電發(fā)生,通過交流電源線L1、N1上的電流大小相等、方向相反,在零序電流互感器H環(huán)形鐵心內(nèi)感應(yīng)的磁通抵消為零,故在零序電流互感器H次級線圈n3的兩端無交流電流或電壓產(chǎn)生,此時,防失控電路芯片RAH的信號輸入端Vi1和Vi2的直流守備電位略低于外基設(shè)置端Vm和安控輸入端Vk直流電位,將防失控電路芯片RAH維持在守備狀態(tài),使防失控電路芯片RAH的驅(qū)動輸出端Vo1輸出低電平,驅(qū)動輸出端Vo2輸出高電平,控制驅(qū)動電路導(dǎo)通,使執(zhí)行電路繼電器維持吸合狀態(tài),持續(xù)接通交流電源。

2.若被控交流負(fù)載發(fā)生漏電或觸電,使交流電源線L1、N1上產(chǎn)生不平衡交流電流,在零序電流互感器H環(huán)形鐵芯內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)磁通,故在零序電流互感器H次級線圈n3的兩端就產(chǎn)生感應(yīng)電流或電壓信號,若該信號電壓大于設(shè)定值,使防失控電路芯片RAH的信號輸入端Vi1和Vi2在原直流守備電位上疊加交流電壓后產(chǎn)生的復(fù)合電位高于防失控電路芯片RAH內(nèi)基設(shè)置端Vf設(shè)定的基準(zhǔn)限位時,則防失控電路芯片RAH立即觸發(fā)鎖存在封閉狀態(tài),使其驅(qū)動輸出端Vo1并維持在高電位封閉狀態(tài),使外接驅(qū)動電路中三極管5TV1截止;使其驅(qū)動輸出端Vo2并維持在低電位封閉狀態(tài),使外接驅(qū)動電路中三極管5TV2電路截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路繼電器線圈5J斷電釋放,繼電器兩對常開觸點5J切斷漏電保護(hù)器電路電源和被控交流負(fù)載的交流電源,并始終維持?jǐn)嚯姞顟B(tài),非人為不能恢復(fù)通電,因而,使漏電或觸電得到正常安全保護(hù)。

3.當(dāng)零序電流互感器H次級線圈n3發(fā)生斷線故障時,或傳感信號電路發(fā)生開路、或懸空、或與電源正極短路故障時,使防失控電路芯片RAH的信號輸入端Vi1和或Vi2電位沖高,立即觸發(fā)防失控電路芯片RAH鎖存在封閉狀態(tài),使其驅(qū)動輸出端Vo1維持在高電位封閉狀態(tài),使外接驅(qū)動電路三極管3TV1截止;使其驅(qū)動輸出端Vo2維持在低電位封閉狀態(tài),使外接驅(qū)動電路三極管3TV2電路截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路繼電器線圈5J斷電釋放,繼電器兩對常開觸點5J切斷漏電保護(hù)器電路電源和被控交流負(fù)載的交流電源,并始終維持?jǐn)嚯姞顟B(tài),非人為不能恢復(fù)通電,因而,不會發(fā)生失控,避免發(fā)生失效假保的運行狀態(tài),讓用電者避開危險。因此,在本身異常時也能得到安全保護(hù)。

4.當(dāng)防失控電路芯片RAH的信號輸入端Vi1或Vi2檢測到的外部零序電流互感器H的次級線圈n3電路、或傳感信號電路發(fā)生短路、或接地故障時,使信號輸入端Vi1或Vi2電位極低,低于防失控電路芯片RAH內(nèi)部兩個跌底防護(hù)器的墊底限位,觸發(fā)兩個跌底防護(hù)器鎖存在封閉狀態(tài),使驅(qū)動輸出端Vo1輸出高電位,控制外接驅(qū)動電路三極管5TV1截止;使驅(qū)動輸出端Vo2輸出低電位,控制外接驅(qū)動電路三極管5TV2截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路繼電器線圈5J斷電釋放,繼電器兩對常開觸點5J切斷漏電保護(hù)器電路電源和被控交流負(fù)載的交流電源,并始終維持?jǐn)嚯姞顟B(tài),非人為不能恢復(fù)通電,因而,不會發(fā)生失控,避免發(fā)生失效假保的運行狀態(tài),讓用電者避開危險。因此,在本身異常時也能得到安全保護(hù)。

5.當(dāng)防失控電路芯片RAH的外基設(shè)置端Vm發(fā)生高電位沖擊故障時,因二極管D32的反向隔離作用,不會沖擊內(nèi)基設(shè)置端Vf設(shè)定的基準(zhǔn)限位,不會引起防失控電路芯片RAH失控;當(dāng)外基設(shè)置端Vm發(fā)生對地短路故障時,只會觸發(fā)防失控電路芯片RAH鎖存在封閉狀態(tài),使驅(qū)動輸出端Vo1輸出高電位,控制外接驅(qū)動電路三極管5TV1截止;使驅(qū)動輸出端Vo2輸出低電位,控制外接驅(qū)動電路三極管5TV2截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路繼電器線圈5J斷電釋放,繼電器兩對常開觸點5J切斷漏電保護(hù)器電路電源和被控交流負(fù)載的交流電源,并始終維持?jǐn)嚯姞顟B(tài),非人為不能恢復(fù)通電,因而,不會發(fā)生失控,避免發(fā)生失效假保的運行狀態(tài),讓用電者避開危險。因此,在本身異常時也能得到安全保護(hù)。

6.當(dāng)防失控電路芯片RAH的安控輸入端Vk發(fā)生對地短路故障時,因防失控電路芯片RAH內(nèi)部二極管D11、二極管D21的反向隔離作用,不會引起失控;當(dāng)安控輸入端Vk發(fā)生高電位沖擊故障時,只會使觸發(fā)防失控電路芯片RAH鎖存在封閉狀態(tài),使驅(qū)動輸出端Vo1輸出高電位,控制外接驅(qū)動電路三極管5TV1截止;使驅(qū)動輸出端Vo2輸出低電位,控制外接驅(qū)動電路三極管5TV2截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路繼電器線圈5J斷電釋放,繼電器兩對常開觸點5J切斷漏電保護(hù)器電路電源和被控交流負(fù)載的交流電源,并始終維持?jǐn)嚯姞顟B(tài),非人為不能恢復(fù)通電,因而,不會發(fā)生失控,避免發(fā)生失效假保的運行狀態(tài),讓用電者避開危險。因此,在本身異常時也能得到安全保護(hù)。

7.當(dāng)防失控電路芯片RAH的驅(qū)動輸出端Vo1和驅(qū)動輸出端Vo2發(fā)生短路故障時,或當(dāng)某個驅(qū)動輸出端Vo1或Vo2發(fā)生對地短路、或?qū)﹄娫凑龢O短路故障時,因常見的集成運算放大器輸出端內(nèi)部有防過流短路保護(hù),加上直流穩(wěn)壓電源輸出端內(nèi)部也有防短路保護(hù),故不會引起電路系統(tǒng)失控。當(dāng)然,另外還有更好的防失控的技術(shù)措施,置于特殊的集成運算放大器內(nèi),難以透露或公開。

8.當(dāng)直流穩(wěn)壓電源發(fā)生開路或短路故障時,當(dāng)然只會強(qiáng)迫執(zhí)行電路繼電器線圈5J斷電釋放,繼電器兩對常開觸點5J切斷漏電保護(hù)器電路電源和被控交流負(fù)載的交流電源,并始終維持?jǐn)嚯姞顟B(tài),非人為不能恢復(fù)通電,因而,不會發(fā)生失控,避免發(fā)生失效假保的運行狀態(tài),讓用電者避開危險。因此,在本身異常時也能得到安全保護(hù)。

9.若防過熱防失效防漏電保護(hù)器的交流電源側(cè)和或交流負(fù)載側(cè)的接線端子或者插腳插孔的接觸電阻過大,通過大電流時大發(fā)熱,溫升過快過高,使負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻5NTC的等效阻值迅速減小,使防失控電路芯片RAH的安控輸入端Vk電位迅速沖高,觸發(fā)內(nèi)部兩個跌底防護(hù)器鎖存在封閉狀態(tài),使驅(qū)動輸出端Vo1輸出高電位,控制外接驅(qū)動電路三極管5TV1截止;使驅(qū)動輸出端Vo2輸出低電位,控制外接驅(qū)動電路三極管5TV2截止;同時強(qiáng)迫執(zhí)行電路繼電器線圈5J斷電釋放,繼電器兩對常開觸點5J切斷漏電保護(hù)器電路電源和被控交流負(fù)載的交流電源,并始終維持?jǐn)嚯姞顟B(tài),非人為不能恢復(fù)通電,因而,不會發(fā)生失控,避免發(fā)生失效假保的運行狀態(tài),讓用電者避開危險。因此,在本身非常過熱時也能得到安全保護(hù)。在防失效防漏電保護(hù)器中,因取消了負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻5NTC,就沒有防過熱保護(hù)功能,如果交流電源側(cè)和或交流負(fù)載側(cè)的接線端子或者插腳插孔的工作溫升過快過高,就會引起火災(zāi)發(fā)生。

可見,本實用新型不僅在正常工作時對交流負(fù)載的漏電或觸電能進(jìn)行安全保護(hù)控制,而且在其自身發(fā)生常見的異常故障時,或非常過熱時,也能及時可靠地進(jìn)行安全保護(hù)控制,強(qiáng)迫繼電器切斷交流負(fù)載的交流電源,將交流負(fù)載和用電者置于安全狀態(tài),能避免或防止自身故障失效時的觸電事故,確保用電時人身安全。因而,本實用新型中防漏電保護(hù)器是一種能防過熱、防失效、防觸電的“本質(zhì)性保證安全”的防漏電保護(hù)器。

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