CN2148417Y

CN2148417Y - 全自动家电综合保护器

Info

Publication number: CN2148417Y
Application number: CN 93230092
Authority: CN
Inventors: 张玉忠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-01-18
Filing date: 1993-01-18
Publication date: 1993-12-01
Anticipated expiration: 2003-01-18

Abstract

本实用新型公开了一种由电源、采样、比较、延时驱动、浪涌电压吸收、开关和与非门联接构成的新型二相用电综合保护器，其特征在于由与非门联接“比较”和“驱动”电路，能用一组电源和一只开关实现漏电、过流、过压、欠压、短时断电和浪涌电压等六种情况的自动保护。可对一个用电环路实施全方位整体保护，也可对单件电器实施全面保护。最适合一个家庭、一个试验台等使用。

Description

本实用新型属于低压电器，确切地说是一种对二相用电和家用电器进行综合自动保护的新型保安器。

在当今世界，电已是人们不可缺少的能源，用电范围和用电量不断增加，而电源污染也日趋严重，已成为继空气和水源污染之后的第三大公害。用电范围广了，用电器多了，触电、漏电和某环路超负荷（过流）的机会就相应增加了，触漏电和过流直接威胁到人身和财产的安全。电源污染来自电源的自然污染和电环境污染，是不可避免的。电源污染的结果使电网出现电压过高（过压），电压过低（欠压），瞬间电压过高（浪涌电压）和短时间停电等现象，这些现象对不同的用电器有不同的损坏。科学论证和统计证实电子和电器设备故障的一半以上是因电源污染造成的。

为了防止漏电，过流和电源污染对人身、财产和用电器的破坏，出现了许多种保护器，象漏电保安器、限电器和各种电器保护器等。比较典型的有：中国专利91205605.3“新型家用漏电综合保护开关”，中国专利91220640.3“电源污染坏路保护插块”等。这些保护器只是在电路或电源出现某种或某几种危害情况时起保护作用，不能综合防止上述危害；这些保护器在保护后一般不能复原，需要人工操作或更换某个元件后才能继续使用，这就给人们增加了使用不便。

本实用新型的目的是提出一种全自动综合保护器，在出现漏电、过流、过压、欠压、浪涌电压和短时间停电时都能进行保护，而且在电路和电源恢复正常后能自动复原，不需任何人工操作，以弥补现有同类保护器的不足。

本实用新型的目的是这样实现的：在一只外壳内装有一块由电源、采样、比较、延时驱动、浪涌电压吸收和开关等电路单元的线路板。将其串接于某用电环路与电网之间，采样单元分别对环路的漏电流，总电流和电网的电压进行采样，比较单元分别将采样结果和给定的标准进行比较，当某一值超出标准时即发出触发信号，延时驱动单元接到触发信号后立即驱动开关单元动作，切断该环路与电网的连接。对于采样单元来不及反映的浪涌电压由浪涌电压吸收单元吸收。当环路和电网恢复正常，延时驱动单元延迟一个延时间隔后再驱动开关单元动作恢复供电状态。当每次停电再来电时，延时驱动单元首先延迟一个延时间隔再接通电源。这样就保证了该坏路内人身、财产和用电器的安全。

本实用新型的优点是：

1、只用一个电源单元和一个开关单元就能实现对漏电、过流、过压、欠压、浪涌电压和短时停电的综合保护，而且保护后自动复原，不需人工操作。

2、由于“比较”单元所需的信号功率极微，所以能将保护器的可靠性和灵敏度做得较高。

3、由于较现有保护器增设了独立的“比较”和“延时驱动”电路单元，对构成保护器元器件的要求降低，可降低制造成本。

4、不管何种保护，保护器的任何元件均不损坏，可以连续使用。

5、由于“比较”和“延时驱动”电路单元之间采用了由4只二极管构成与非逻辑联接，从根本上解决了只用一个电源和一个开关就能完成漏电，过流、过压、欠压等非正常情况的全自动保护。

附图说明：

附图是本实用新型的电路结构示意图：

附图中主要元件规格参数是：C1：630V1μ无极电容；C2、C4、C5、C6、C7：CD11－16V－47μ电触电容；C3：CD11－16V－2.2μ电解电容，C8：0.01μ电容。R1：510KΩ／0.25W；R2：51Ω／1W；R3：18KΩ／2W；R4－R18均为1／8W电阻其阻值分别是：R6、R8、R10、R13、为20KΩ；R7：390Ω，R9、R5、5.1KΩ，R16、R4：100KΩ，R11、R14、1MΩ，R17：6.2MΩ，R18：2KΩ。D1－D5、D7－D11为1N4001，D6、1N4004。1C1：LM324；IC2：NE555。J1：JQX－4。DW1、1W／13V。RMG：MY7D 270V300A。

以下结合附图的实施例详细说明本实用新型。

电源部分由C1、C2、D1－D4和DW1等组成。市电经C1、R1降压后由D1－D4整流，经C2滤波，R2和DW1稳压后，向以后的工作电路提供稳定的直流电。

零序互感器B1对用电环路的漏电流进行采样。无漏电流时，B₁原边中产生的磁通量大小相等，方向相反，相互抵销，副边中无感生电流产生，由运算放大器IC₁a构成的比较器的（－）输入端的电位为零，而（＋）输入端由R₆和R₇设定一个稳定的正电位，其输出端保持高电平状态。因非门D₇的作用，不对延时驱动电路产生影响。而当环路中有漏电流时，原边的平衡被打破，副边中将产生与漏电流大小成正比的交变电动势，因运算放大器的反映速度远高于这一交变电动势的变化速度（工频），所以当第一个正半周的最大值超过R₆和R₇设定的电位时，IC₁a立即翻转成低电平，通过D₇给时基电路IC₂的触发端（2）一个负触发脉冲，IC₂立即翻转驱动J₁动作，切断电源，开始一个延时过程。延时结束后IC₂翻转，驱动J₁复位，如果此时环路中的漏电流仍然超过允许值，将立即重复上述过程，直至环路恢复正常。在B₁的副边并联C₁用于抗干扰。

B₂是电流互感器，它对环路的总电流进行采样，副边上产生的电流经D₅整流，C₄滤波后在W₁两端产生一个大小与环路电流成正比的电压，并经W₁分压后接到比较器IC₁b的（－）输入端，而IC₁b的（＋）输入端由R₈和R₉设定一个稳定的正电位。环路电流在允许范围内时，IC₁b（－）端的电位低于（＋）端的电位，IC₁b输出端保持高电位。当环路电流超过许可值时，（－）端电位高于（＋）端电位，IC₁b翻转成低电平，通过非门D₈触发IC₂翻转驱动J₁动作切断电源并开始延时。延时结束，如环路电流仍超过许可值，将重复上述过程，直至环路电流恢复到正常范围内。调整W₁可以改变过流保护的动作电流值。C₅用于增加抗干扰能力，防止误动作。

D₃、R₄、R₅和C₆是电压采样电路。电路电流经D₆整流，R₄、R₅分压，C₆滤波后，在R₅两端产生一个大小与电路电压成正比的电压信号。这个信号分别接到比较器IC₁C的（－）和IC₁d的（＋）输入端。在IC₁C的（＋）输入端由R₁₀、R₁₂设定一个高门电位；在IC₁d的（－）输入端由R₁₃、R₁₅设定一个低门电位。电网的电压在正常的范围内时，R₅上的电压信号低于高门电位，高于低门电位，IC₁C和IC₁d均保持高电平。当电网的电压过高时，R₅上的电压信号将高于高门电位，IC₁C翻转成低电位，通过D₉触发IC₂翻转，从而驱动J₁切断电源并开始延时，当电网的电压过低时，R₅上的电压信号低于低门电位，IC₁d翻转成低电平，通过D₁₀触发IC₂翻转驱动J₁切断电源并开始延时。到延时结束后，只要电网的电压不恢复正常，IC₁C和IC₁d总有一个输出低电平，控制IC₂的2端使IC₂不能翻转复位。直至电网电压恢复正常。IC₁C和IC₁d分别加正反馈电阻R₁₁和R₁₄的作用是提高精确度。

由于R₅的阻值较小，电网停电后C₆上的电荷将迅速释放。又由于R₄的阻值较大再来电时C₆上的电压增长较慢，迫使IC₂先通过一个延时后才翻转输出低电平，驱动J₁动作，开始送电。而上述每种保护后都必须先经过一个延时才有可能送电。这就完成了间隔送电保护。

当电压很高（大于270V），速度很快的浪涌电压由电网传入时，J₁在短时内有可能来不及动作切断线路。此时并联在J₁触点后的压敏电阻RMG将吸收这个电压，直至J₁动作，切断线路，RMG撤出工作。RMG只是在极短的时间内导通，一般不会损坏。

综上所述，本实用新型在使用过程中，电网若有漏电、过流、过压、欠压、短时断电五种危险情况出现时，继电器J₁即动作切断环路与电网的联系。对于浪涌电压先由压敏电阻RGM吸收，继而由J₁切断线路。每种保护之后，都先经过一个延时，才有可能复位，以使环路不出现短时停电现象。

本实用新型的装置可串接在一个用电环路中，特别适合一个家庭和一个用电单元。

Claims

1、一种具有桥式整流稳压输出，并且在电源上串接零序互感器B1和电流互感器B2，电压采样器D6、R4、R5和与上述采样电路分别联接的电路集成运算放大器IC1(a-d)，以及由一片单稳态触发器IC2构成的延时驱动器驱动继电器J1，继电器J1的触头串接在主回路上，在触头下面，是一个压敏元件构成的浪涌电压吸收器的全自动家电综合保护器，其特征是：运算放大器IC1的IC1a、IC1b、IC1c、IC1d分别由二极管D7、D8、D9、D10与延时驱动器IC2形成逻辑与非联接。