一種帶脈動(dòng)直流剩余電流保護(hù)的智能開關(guān)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種帶脈動(dòng)直流剩余電流保護(hù)的智能開關(guān)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的開關(guān)裝置在操作上需要人工干預(yù)，在防護(hù)功能上也主要以監(jiān)測交流剩余電流為主，無法做到遠(yuǎn)程控制與用電情況的監(jiān)控，同時(shí)面對如今復(fù)雜的用電環(huán)境和負(fù)載設(shè)備，剩余電流往往包含了脈動(dòng)直流型剩余電流，傳統(tǒng)的交流剩余電流保護(hù)裝置則無法提供可靠的防護(hù)。
[0003]隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用于插頭插座開關(guān)控制的技術(shù)不斷發(fā)展，出現(xiàn)了紅外控制、射頻控制以及WiFi控制等遙控方式。雖然控制方式日益豐富，但無法做到電能數(shù)據(jù)的監(jiān)測以及更好地交互，同時(shí)針對用電環(huán)境的防護(hù)也一直停留在交流剩余電流的保護(hù)。
[0004]專利CN201220158559.3公開了一種智能插座遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其涉及互聯(lián)網(wǎng)的智能插座遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)?？梢酝ㄟ^多平臺(tái)接入互聯(lián)網(wǎng)，如web客戶端、應(yīng)用軟件客戶端或嵌入式客戶端，實(shí)現(xiàn)本地操作或遙控操作對智能插座定時(shí)參數(shù)設(shè)置、通電狀態(tài)控制等功能。
[0005]專利CN201420223173.5公開了一種智能插座系統(tǒng)，其包括智能插座、控制終端、通信單元以及RF雙向通信單元。
[0006]專利CN201320701577.6公開了帶剩余電流保護(hù)裝置的安全插座，其特征在于將剩余電流保護(hù)裝置和插座結(jié)合為一體能保護(hù)電源的正常工作，并在發(fā)生短路、剩余電流、雷擊時(shí)自動(dòng)斷電。
[0007]專利CN201120084266.0公開了一種智能插座，包括整流電路、測試電路、信號(hào)處理電路、剩余電流流監(jiān)控電路、執(zhí)行電路、脫口機(jī)構(gòu)，指示電路及電源輸出插孔。提供了一種零功耗、通用性好、節(jié)能效果明顯、保護(hù)功能齊全、動(dòng)作電流小、靈敏度高、性能穩(wěn)定可靠的智能插座。
[0008]以上專利中，圍繞插頭插座應(yīng)用的智能開關(guān)裝置，主要包含了集成網(wǎng)絡(luò)、射頻等遠(yuǎn)程控制的技術(shù)，達(dá)到對開關(guān)裝置的無線操作，帶上述功能的產(chǎn)品在剩余電流保護(hù)功能方面卻未進(jìn)行集成；而圍繞剩余電流保護(hù)功能設(shè)計(jì)的安全開關(guān)裝置，一方面保護(hù)特性比較單一，僅圍繞交流剩余電流進(jìn)行檢測，無法提供脈動(dòng)直流剩余電流的檢測與保護(hù)，另一方面也不具備無線遙控控制的功能。目前尚無相關(guān)專利技術(shù)集成了智能無線遙控控制與脈動(dòng)直流剩余電流防護(hù)的功能。專利CN201220158559.3的智能插座遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)依賴于互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，無法在小范圍局域內(nèi)自主通信及遙控，且不對電能數(shù)據(jù)進(jìn)行測量；專利CN201420223173.5的智能插座系統(tǒng)重點(diǎn)集中在操控系統(tǒng)上，其主要的通信方式通過射頻實(shí)現(xiàn)，不具備電能檢測功能。這兩篇專利中均未實(shí)現(xiàn)對開關(guān)裝置使用安全方面的防護(hù)。專利CN201320701577.6的帶剩余電流保護(hù)的安全插座，根據(jù)其原理，保護(hù)的是交流型剩余電流，無法檢測脈動(dòng)直流剩余電路，同時(shí)其不具備遠(yuǎn)程操控、電能計(jì)量等功能。專利CN201120084266.0的智能插座集成了交流剩余電流防護(hù)、漏電指示等功能，保護(hù)功能豐富，且電路簡潔功耗小，但其同樣不具備電能數(shù)據(jù)的監(jiān)測，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交互及遠(yuǎn)程控制的功能。對與現(xiàn)有技術(shù)的智能開關(guān)裝置通常只滿足了功能應(yīng)用的一部分，沒有將智能監(jiān)測控制和安全防護(hù)功能實(shí)現(xiàn)整合，且在安全防護(hù)方面，無法對脈動(dòng)直流剩余電流故障進(jìn)行保護(hù)，未能滿足日益復(fù)雜的用電環(huán)境和負(fù)載情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種可廣泛應(yīng)用于插頭插座中，不僅能夠檢測交流、脈動(dòng)直流剩余電流，以提供對地剩余電流故障的保護(hù)，還能提供電能數(shù)據(jù)的計(jì)量，并通過無線遙控模塊進(jìn)行電能數(shù)據(jù)的傳輸和遠(yuǎn)程控制，達(dá)到遙信、遙測及遙控的功能的帶脈動(dòng)直流剩余電流保護(hù)的智能開關(guān)裝置。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:一種帶脈動(dòng)直流剩余電流保護(hù)的智能開關(guān)裝置，包括電源電路、邏輯控制電路、脈動(dòng)直流剩余電流保護(hù)電路、雙向磁保持繼電器和檢測磁芯；所述電源電路將交流市電轉(zhuǎn)換為直流電源，并提供雙向磁保持繼電器所需的工作電流；檢測磁芯承載在主回路導(dǎo)線周圍，并感應(yīng)輸出剩余電流信號(hào)；所述脈動(dòng)直流剩余電流保護(hù)電路與檢測磁芯相連接；所述邏輯控制電路與脈動(dòng)直流剩余電流保護(hù)電路相連接，并控制所述雙向磁保持繼電器對主回路閉合與關(guān)斷。
[0011]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置:還包括計(jì)量電路與無線遙控模塊，所述計(jì)量電路采集主回路電能數(shù)據(jù)，所述無線遙控模塊與所述計(jì)量電路電路相連接，所述電源電路將交流市電轉(zhuǎn)換為計(jì)量電路和無線遙控模塊工作所需的直流電源，所述邏輯控制電路分別與所述無線遙控模塊相連接。
[0012]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置:所述計(jì)量電路包含采樣電流參數(shù)的錳銅電阻，以及采集電壓參數(shù)的電阻網(wǎng)絡(luò)，所采集的信息通過電能計(jì)量集成電路處理，得出電流、電壓和功率等電能數(shù)據(jù)的第二控制信號(hào)，并輸出至無線遙控模塊。
[0013]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置:所述脈動(dòng)直流剩余電流保護(hù)電路通過負(fù)載電壓進(jìn)行電源供電，并連接檢測磁芯，檢測交流剩余電流和脈動(dòng)直流剩余電流，并對剩余電流值與閾值進(jìn)行判別，當(dāng)剩余電流值大于設(shè)定閾值時(shí)，電路輸出第一控制信號(hào)。
[0014]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置:所述邏輯控制電路對第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)進(jìn)行邏輯控制，第一控制信號(hào)的優(yōu)先級(jí)高于第二控制信號(hào)。
[0015]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置:所述無線遙控模塊由無線通信集成電路構(gòu)成，完成電能數(shù)據(jù)以及第二控制信號(hào)的接受和傳輸。
[0016]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置:所述錳銅電阻集成在所述雙向磁保持繼電器內(nèi)。
[0017]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置:所述第二控制信號(hào)和第一控制信號(hào)均為開關(guān)量信號(hào)。
[0018]本發(fā)明技術(shù)方案，具有一個(gè)依賴電網(wǎng)電壓的電源電路，該電路連接在市電進(jìn)線兩端，通過開關(guān)降壓的方式將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源，供給后端的計(jì)量電路和無線遙控模塊；計(jì)量電路由電能計(jì)量芯片及其外圍電路構(gòu)成，其通過采集雙向磁保持繼電器中的錳銅電阻的電壓換算主回路的電流數(shù)據(jù)，并通過電阻網(wǎng)絡(luò)的分壓實(shí)現(xiàn)電壓數(shù)據(jù)的采集，所采集的電流數(shù)據(jù)和電壓數(shù)據(jù)經(jīng)過電能計(jì)量芯片的運(yùn)算輸出電流有效值、電壓有效值和有功功率到無線遙控模塊；無線遙控模塊主要基于wifi模塊進(jìn)行無線功能擴(kuò)展，將接收到電能計(jì)量電路的信號(hào)發(fā)送出去，反饋給用戶端，同時(shí)接收外部用戶端的控制信號(hào)，發(fā)送至邏輯控制電路；脈動(dòng)直流剩余電流保護(hù)電路主要由專用漏電集成芯片及其外圍電路構(gòu)成，工作電源取自負(fù)載電壓，信號(hào)采集由檢測磁芯輸入，經(jīng)過內(nèi)部電路的處理輸出第一控制信號(hào)，正常情況下，第一控制信號(hào)為低電平，當(dāng)剩余電流超過設(shè)定閾值時(shí)，第一控制信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?；邏輯控制電路用于對第一控制信?hào)和第二控制信號(hào)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)判別和處理，并輸出對雙向磁保持繼電器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其中第一控制信號(hào)的優(yōu)先級(jí)別最高，當(dāng)其為高電平時(shí)，即出現(xiàn)對地泄露故障時(shí)，雙向磁保持繼電器保持在開路狀態(tài)，第二控制信號(hào)無效，而當(dāng)?shù)谝豢刂茷榈碗娖?，第二控制信?hào)可以控制雙向磁保持繼電器的開路與閉合；雙向磁保持繼電器內(nèi)部集成了帶雙路斷點(diǎn)的磁保持繼電器和錳銅電阻，作為本發(fā)明裝置主回路的開閉點(diǎn)，能夠同時(shí)切斷負(fù)載側(cè)的電源。
[0019]本發(fā)明的剩余電流保護(hù)功能不僅滿足交流剩余電流的檢測，也能滿足脈動(dòng)直流剩余電流的檢測，當(dāng)出現(xiàn)上述類型的剩余電流時(shí)，檢測磁芯