專利名稱：用電電路中的安全保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用電電路中的安全保護(hù)裝置。
目前，用電電路中的安全保護(hù)裝置，只有保險(xiǎn)絲、空氣自動(dòng)斷路開關(guān)及防漏電保護(hù)器。前兩種裝置只能保護(hù)電路因超負(fù)荷引起的過載，而防漏電保護(hù)器因自動(dòng)斷路電流，需30毫安以上，故只能保護(hù)電路因年久失修而造成的線路漏電。對(duì)于因局部超負(fù)荷引起的線路過熱與電器因故障引起的發(fā)熱及電路因年久失修或接觸不良引起的跳火等最容易引起電氣火災(zāi)的因素，目前的用電電路根本無(wú)任何安全保護(hù)裝置，而是任事故發(fā)生，造成電氣火災(zāi)，無(wú)任何辦法。另外由于家用電器的增多，人們?cè)谌粘Ｉ钪薪佑|電器的機(jī)會(huì)也增加，由于電器故障，發(fā)生萬(wàn)一觸電的機(jī)會(huì)也增多。根據(jù)國(guó)際電工協(xié)會(huì)測(cè)量并制定的標(biāo)準(zhǔn)“人身的心臟有1毫安電流流過，0.3秒則心臟就會(huì)停止跳動(dòng)”也就是相當(dāng)于人的左手觸電有3～4毫安電流流過人體，心臟就會(huì)有1毫安分電流流過，此時(shí)對(duì)人就會(huì)有生命危險(xiǎn)?，F(xiàn)有的防漏電保護(hù)器，安裝在電路中，由于自動(dòng)斷路，需30毫安以上的漏電電流，才能啟動(dòng)保護(hù)器，將電源斷路，故是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足3～4毫安以下的觸電斷路電流的要求的，故實(shí)際在目前的電路中根本沒有防觸電保護(hù)裝置。
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述存在的缺陷提出一種在用電電路中起全面保護(hù)作用的安全裝置，它不僅可以比現(xiàn)有保險(xiǎn)絲及自動(dòng)空氣開關(guān)能更準(zhǔn)確保護(hù)過載電流，而且增加了對(duì)線路中因用電過量而引起的電線過熱及電路因松動(dòng)或年久銹蝕發(fā)生跳火而引起電氣火災(zāi)進(jìn)行安全保護(hù)。并且可使用電在0～20安培情況下，人身在有1毫安以上觸電電流流過時(shí)在0.2秒內(nèi)自動(dòng)切斷電源對(duì)人身進(jìn)行安全保護(hù)。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案在電源線上有三只串接的變壓器T1、T2、T3，其中變壓器T1的次級(jí)線圈的一端連接放大器A1的一個(gè)輸入端，另一端與變壓器T2的低阻線圈串接，低阻線圈與電位器W1并接，中心調(diào)整頭連接放大器另一個(gè)輸入端，變壓器T3的高阻線圈通過二極管D3經(jīng)電容C5、電阻R20連接放大器中端的輸入端，放大器A1的輸出端接二極管D1，二極管D1接電阻R4、電容C7的并接點(diǎn)E，并接點(diǎn)E連接可控硅BG1的控制極，二極管D3與電容C5串接，變壓器T2的高阻線圈通過二極管D2連接晶體管BG3的集電極、二極管D5的正端、電容C2的一端，三極管BG3的發(fā)射極與電容C1、電阻R8串接，二極管D5的負(fù)端通過電阻R5接電容C3、串接R6再通徑時(shí)基電路L1的2號(hào)端，時(shí)基電路L1的3號(hào)端通過二極管D7、電阻R19接晶體三極管BG2的基極，三極管BG2的集電極連接電阻R2、R3，電阻R2通過二極管D6連接可控硅BG1的控制極，可控硅的陽(yáng)極連接電磁開關(guān)K1；變壓器T3的高阻線圈通過二極管D4連接電容C4，二極管D4的負(fù)端通過電阻R9、二極管D9連接時(shí)基電路L2的2號(hào)端，時(shí)基電路L2的3號(hào)端通過二極管D8與二極管D7并接；時(shí)基電路L2的2號(hào)端通過二極管D10、電阻R15與電阻R11、R13的分壓點(diǎn)A連接。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)1、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理、易制作，性能穩(wěn)定、可靠。應(yīng)用范圍廣。
2、具有全面保護(hù)的功能，即防觸電、防線路用電過量而發(fā)熱、燃燒、防電路跳火、防過荷，更能對(duì)人體在0～20安培用電情況下觸電有1毫安以上的觸電電流流過時(shí)，在0.2秒內(nèi)起自動(dòng)斷路保護(hù)作用的裝置。
附圖
是本實(shí)用新型的電原理圖。圖仔的L1、L2、L3是型號(hào)為555的時(shí)基電路。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案電路由三只不同構(gòu)造的變壓器串接而成，其中一只變壓器T1的初級(jí)線圈為雙線并繞，次級(jí)為高阻抗線圈，輸出的一個(gè)線頭與放大器A1的輸入端連接，經(jīng)D1再通往可控硅BG1帶動(dòng)自動(dòng)斷路電磁開關(guān)K1。另一只變壓器T2的磁芯連接處預(yù)留空隙，初級(jí)為單線繞制，次級(jí)由低阻抗與高阻抗兩組線圈組成，低阻抗線圈的一個(gè)頭與變壓器T1的高阻抗線圈串接低阻抗線圈再與電位器W1并接，W1的調(diào)整頭再送往放大器A1。高阻抗線圈的一頭接地，另一端經(jīng)二極管D2與電容C2并接，再與二極管D5、電阻R5串接后與電容C3并接，再串入電阻R6與時(shí)基電路L1的第2號(hào)腳相連接，時(shí)基電路L1的3號(hào)腳經(jīng)二極管D7與三極管BG2、電阻R1、R3、R2、電容C6組成的倒相電路相接，再經(jīng)二極管D6與可控硅BG1相通，變壓器T3也是單線繞制的初級(jí)，次級(jí)也是高阻抗線圈，這個(gè)線圈的一個(gè)頭接地，另一個(gè)輸出高端頭與負(fù)向二極管D3相通，經(jīng)與電容C5并接后通過電阻R20接放大器A1的中端，二極管D3與二極管D4并接，D4與電容C4并聯(lián)后分兩路，其中一路經(jīng)電阻R9、二極管D9與電阻R10的并接點(diǎn)接時(shí)基電路L2的2號(hào)腳，控制用電電路的使用電流。另一路經(jīng)電阻R7控制變阻三極管BG3，并與電容C1、電阻R8串接。熱敏電阻R11、R12與分壓電阻R13、R14串接，在兩對(duì)電阻的交接處連接二極管D10、D11與電阻R15、R16串接，再與時(shí)基電路L2的2號(hào)腳相接，其L2的3號(hào)腳經(jīng)BG2組成的倒相電路與可控硅BG1相接，另一路經(jīng)電阻R17、R18、二極管D12、D13與時(shí)基電路L3的2號(hào)腳并接，由時(shí)基電路L3的3號(hào)腳控制音樂塊F1。
防觸電保護(hù)進(jìn)線經(jīng)T1的初級(jí)兩組線圈流入，由于它們的電流方向相反，在正常用電時(shí)，兩組線圈內(nèi)所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)方向相反，相互抵消，在次級(jí)高阻抗線圈內(nèi)無(wú)感生電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)有人接觸火線而對(duì)大地觸電時(shí)，火線經(jīng)人體到大地間流過了電流，此時(shí)初級(jí)的火線中流過了原有電流I與觸電電流ΔI，而初級(jí)地線中卻只有電流I，沒有ΔI的電流、此時(shí)在這兩組線圈中，由于有了ΔI的不平衡電流差，就造成磁場(chǎng)不能相互抵消，而在T1的次級(jí)線圈中感生電動(dòng)勢(shì)ΔE，將這個(gè)微弱的毫伏級(jí)電信號(hào)，送至A1放大后，經(jīng)二極管D1觸發(fā)可控硅BG1，再控制電磁開關(guān)K1。在T1的初級(jí)兩組線圈中由于不可能做到繞制完全一致，如果有萬(wàn)分之一的誤差，則在正常10安培電流的用電情況下，就將會(huì)因這萬(wàn)分之一的誤差，造成在初級(jí)線圈的兩組線圈中有萬(wàn)分之一的磁場(chǎng)誤差，這就可在次級(jí)線圈中產(chǎn)生相當(dāng)于在初級(jí)的一股線中增加流了1毫安電流的增量，致使次級(jí)感生幾毫伏的電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)放大器A1放大后，就完全能觸發(fā)可控硅BG1。T2的次級(jí)線圈中繞制了一組低阻抗線圈，用這線圈上產(chǎn)生的反相電壓來(lái)抵消因T1的初級(jí)兩組線圈不平衡，而在次級(jí)上產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)。變壓器T3上次級(jí)高端經(jīng)D3整流產(chǎn)生的負(fù)電壓，經(jīng)R20送入放大器中端，是因T1、T2兩只變壓器不可能做到，因用電電流的增長(zhǎng)，而在兩只變壓器的次級(jí)上產(chǎn)生同步增長(zhǎng)的電流而用來(lái)相應(yīng)提高放大器A1的起點(diǎn)電位的。能夠做到在0.5毫安級(jí)的觸電電流情況下，在0.2秒內(nèi)，完成對(duì)電源電路的切斷，從而確保了人身的絕對(duì)安全。
防電路跳火自動(dòng)斷路T2變壓器的次級(jí)高阻抗線圈能將跳火電流與正常電流分開，當(dāng)跳火發(fā)生時(shí)，經(jīng)二極管D2將這個(gè)脈沖電流積累充在電容C2里，然后經(jīng)二極管D5、電阻R5再充在電容C3上，當(dāng)C3上的電壓已充至?xí)r基電路L1的1/3供電電壓時(shí)，L1的3號(hào)腳開始輸出0電位，二極管D7供給三極管BG2組成的倒相電路使在電阻R3上產(chǎn)生正電位，經(jīng)電阻R2、電容C6、二極管D6觸發(fā)可控硅BG1，使自動(dòng)開關(guān)K1動(dòng)作。當(dāng)電火花過大時(shí)，T3的次級(jí)上產(chǎn)生的電壓，經(jīng)二極管D4、電容C4整流后，經(jīng)電阻R7送到三極管BG3，BG3內(nèi)阻發(fā)生變化，導(dǎo)致電容C1充電，致使C3上因C1的并入，充電達(dá)到1/3EL1′的時(shí)間放慢，這就使大電流與小電流跳火，在把電路自動(dòng)切斷的時(shí)間上，差別不大。
防線路用電過量而發(fā)熱進(jìn)而燃燒的自動(dòng)斷路工作電壓B+加壓在負(fù)溫?zé)崦綦娮鑂11、R12與R13、R14的串接電路上，當(dāng)熱敏電阻R11或R12受熱，而阻值變化時(shí)，R11與R13或R12與R14組成的串接電路的A點(diǎn)或B點(diǎn)上的電壓等于時(shí)基電路L3上的1/3供電電壓時(shí)，時(shí)基電路L3上的3號(hào)腳電壓翻轉(zhuǎn)進(jìn)而觸發(fā)音樂塊，發(fā)出報(bào)警聲。當(dāng)溫度進(jìn)一步升高時(shí)，熱敏電阻的阻值再降，當(dāng)降至A或B點(diǎn)上的電壓為時(shí)基電路L2上的1/3供電電壓時(shí)，時(shí)基電路的L2上的3號(hào)腳電壓翻轉(zhuǎn)，經(jīng)二極管D8推動(dòng)倒相器BG2，在R3上產(chǎn)生正電壓，通過R2、C6,D6推動(dòng)可控硅BG1導(dǎo)通從而帶動(dòng)電磁開關(guān)K1，把電路自動(dòng)切斷。
防過荷的自動(dòng)斷路當(dāng)電流流經(jīng)T3初級(jí)時(shí)，在次級(jí)高阻抗線圈上產(chǎn)生與初級(jí)通過的電流大小成正比的電壓，當(dāng)這個(gè)電壓隨初級(jí)電流上升經(jīng)二極管D4，在電容C4上充電電壓達(dá)到時(shí)基電路L2的1/3供電電壓時(shí)，時(shí)基電路L2的3號(hào)腳也發(fā)生翻轉(zhuǎn)，同上述經(jīng)二極管D8完成對(duì)BG2的倒相，再推動(dòng)可控硅BG1，完成對(duì)電磁開關(guān)的動(dòng)作。
權(quán)利要求1.用電電路中的安全保護(hù)裝置，其特征是在電源線上有三只串接的變壓器T1、T2、T3，其中變壓器T1的次級(jí)線圈的一端連接放大器A1的一個(gè)輸入端，另一端與變壓器T2的低阻線圈串接，低阻線圈與電位器W1并接，中心調(diào)整頭連接放大器另一個(gè)輸入端，變壓器T3的高阻線圈通過二極管D3、電容C5、電阻R20連接放大器中端的輸入端，放大器A1的輸出端接二極管D1，二極管D1接電阻R4、電容C7的并接點(diǎn)E，并接點(diǎn)E連接可控硅BG1的控制極，二極管D3與電容C5串接，變壓器T2的高阻線圈通過二極管D2連接晶體管BG3的集電極、二極管D5的正端、電容C2的一端，三極管BG3的發(fā)射極與電容C1、電阻R8串接，二極管D5的負(fù)端通過電阻R5接電容C3、再經(jīng)電阻R6通向時(shí)基電路L1的2號(hào)端，時(shí)基電路L1的3號(hào)端通過二極管D7、電阻R19接晶體三極管BG2的基極，三極管BG2的集電極連接電阻R2、R3，電阻R2通過二極管D6連接可控硅BG1的控制極，可控硅的陽(yáng)極連接電磁開關(guān)K1；變壓器T3的高阻線圈通過二極管D4連接電容C4，二極管D4的負(fù)端通過電阻R9、二極管D9連接時(shí)基電路L2的2號(hào)端，時(shí)基電路L2的3號(hào)端通過二極管D8與二極管D7并接；時(shí)基電路L2的2號(hào)端通過二極管D10、電阻R15與電阻R11、R13的分壓點(diǎn)A連接。
專利摘要本實(shí)用新型是用電電路中的安全保護(hù)裝置,串接的變壓器T
文檔編號(hào)H02H3/08GK2314505SQ97236568
公開日1999年4月14日 申請(qǐng)日期1997年7月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月15日
發(fā)明者李平 申請(qǐng)人:李平