CN2375021Y - 电器设备过压安全保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种电器设备过压安全保护器,分设备市电过压和设备开关稳压电源过压两种保护。其结构是在线路板上具有由误差信号检测、误差信号处理、执行元件构成的过压保护电路或仅误差信号检测、执行元件构成的过压保护电路,线路板上设有与设备相连的两对或一对接线端子。它结构简单、可靠性高、实用性强,适宜家用电器保护。尤其适于对彩电进行安全保护,能有效地避免彩电因市电及机内开关稳压电源超压所致的显象管击穿乃至***不安全隐患。

Description

电器设备过压安全保护器

本实用新型涉及电子技术领域的一种电器设备过压安全保护装置，它应用于家用电器保护，尤其适应于对彩色电视机进行安全保护。

据申请人所知，在各种媒体上已屡见彩电的显象管发生***的新闻报导，则多见于国产彩电。究其原因，除显象管本身质量外，主要因素有：1、彩电额定工作电压为220V，但有的用户离电力变压器较近，电压已达250V，一旦电网负载变轻，电压将更加超压。又由于我国大多地方动力线与市电共用零线，若零线断裂或零线接触电阻增加，均会导致市电电压上升，往往超过260V甚至高达380V以上。如此高的市电，不但可能损坏彩电的电子元器件，而且使显象管所受高压升高，很容易发生意外。2、彩电是将220V市电经整流成300V左右脉动直流电流后由开关稳压电源调整输出为115V(或130V或145V)，再经高压包升压至30KV左右加在显象管上。当彩电开关电源失控，由开关稳压电源调整输出的115V若升到200V，显象管所加的电压可达50KV，如此高的电压加到显象管，就有可能引起显象管击穿，甚至***。由于所述的因素，而现今大部分彩电未加过压保护装置，存在着人们看电视的不安全隐患。

本实用新型的目的意在从保护电器设备的目的出发，有效地避免彩色电视机因市电超压或本身内部电源出故障所致的上述弊端，申请人根据自己十多年来维修电视机的实践经验，设计了一种结构简单、实用性强的电器设备过压安全保护器(也称彩电过压安全保护器)。该保护器应用于彩电，能完全消除人们看电视因电压问题的不安全隐患。

本实用新型的目的是以这样的技术方案来实现：分设备市电过压和设备开关稳压电源过压两种安全保护器。其结构是在线路板(也称元器件安装连接板)安装市电过压保护电路或开关稳压电源过压保护电路，线路板上设有与设备相连的两对接线端子或一对接线端子。

在壳体内设有市电过压保护电路，在线路板上设有伸置壳体外作为市电输入和经保护电路后市电输出的两对接线端子，该保护电路包括误差信号检测、误差信号处理器、执行元件构成，其电阻分压检测的输入端与线路板上的市电输入两接线端子相连，执行元件输出端与线路板上的市电输出两接线端子相连。在设备中应用这种保护器，当市电电压超过一定电压值后，经电阻分压将误差信号检测出来，使误差信号处理器工作，推动执行元件执行命令，切断设备的市电电源(即迫使市电与设备的输入端断开)，达到保护电器设备的目的。

上述误差信号处理器是采用运算放大集成块、时基电路集成块、可控硅(单、双向均可)、三极管、场效应管、光电开关、数字电路集成块等元器件其中任一种与***元件构成的触发电路。

上述的执行元件采用可控硅(单、双向可控硅均可)、继电器中的一种，继电器可以是普通继电器或开关组合继电器或电机继电器开关等。

触发电路包括稳压二极管、触发二极管、晶闸管、氖管中的一种。

执行元件采用单向可控硅时，市电过压保护电路增设极性转换器。

在壳体内设有彩电开关稳压电源过压安全保护电路，在线路板上设有伸置壳体外的一对接线端子，该保护电路由误差信号电压检测和执行元件构成。该误差信号电压检测为电阻分压检测，执行元件采用可控硅(单、双向均可)元器件，可控硅输出端与接线端子的电压端相连。在设备中应用这种保护器，当设备开关电源输出电压超过一定值时，立即处于短路状态，将开关稳压电源短路，使其弱振，从而保护电器设备。只有故障排除，才恢复正常运行。该开关稳压电源过压安全保护器应用在彩电中，由于该保护器直接控制彩电行扫描电路主电压，不须再输出信号去控制彩电其它部分，因此可靠性大幅度提高。

线路板上的接线端子可设在壳体上。

若保护器的体形小，可以制作成模块形式。

保护器也可不设壳体，将装好保护电路元件的线路板直接安装在电器设备内。

本实用新型具有结构简单、成本低、可靠性高、制作容易等特点。还由于是独立封装的一体件，它与电器设备(特别是彩电)其它电路无关联、加装极容易。本保护器只需将电路元件参数根据所保护的设备要求作适当改变，就可广泛应用于电冰箱、空调机、洗衣机、影碟机家用电器和其它机器设备等，达到电器设备市电过压以及电器设备本身开关稳压电源过压的安全保护目的。

以下结合附图对本实用新型实施例作进一步详细说明：

图1为本实用新型彩电市电过压安全保护器的一种结构示意框图。

图2为本实用新型彩电市电过压安全保护器的另一种结构示意框图。

图3-图9为图1中方框部分所采用的几种电路原理图。

图10为图2中方框部分所采用的一种电路原理图。

图11为本实用新型彩电开关电源过压安全保护器的结构示意框图。

图12为图11中方框部分所采用的电路原理图。

图13也为图1中方框部分所采用的电路原理图。

实施例一：参见图1、图3。本市电过压安全保护器包括壳体1、线路板(2、2′)、接线端子(3、3′及4、4′)和由误差信号检测A、误差信号处理器B、执行元件C三部分构成的保护电路。其两对接线端子(3、3′与4、4′)分别设在线路板(2、2′)上；保护电路的各元器件安装在线路板2、2′(可以是印刷线路板或是外加连线的绝缘板)上；在安装好元器件的线路板外加装壳体1。其保护电路：误差信号检测A是由电阻R1或电位器(10-100KΩ)、电阻R2(200KΩ)以及电容C1、二极管D1构成的电阻分压检测；在误差信号检测输出端与误差信号放大处理器输入端之间连接有起触发作用的二极管，误差信号处理器B是由稳压二极管W1、运算放大集成块F与***元件(电阻R3、R4分压作为集成块F的参考电压，稳压管W2作为集成块F的稳定参考电压，电容C2用于防止干扰)构成的触发放大电路，若精度要求不高稳压二极管W1省去、用导线将其短路；执行元件C采用双向可控硅BT；供给集成块F的工作电压VD(5-30V)是将接线端子(3、3′)输入的市电经变压器降压→整流→滤波获得。电路工作原理：当从接线端子(3、3′)输入市电后，经电阻R1、电阻R2分压，使a点电压随市电电压上升，在市电电压过高时(彩电达270V)，稳压二极管W1击穿，使运算放大集成块F的输入端电压上升，运算放大集成块F的输出电压为0V。此时，双向可控硅BT无触发电压而截止，起到保护彩电的作用。当市电正常时，由于稳压管W1未击穿，运算放大集成块F的输出电流经电阻R6限制后触发双向可控硅BT使其导通，从而输出端(4、4′)有市电输出，彩电有电压供给。

参见图1、图4，与上述实施例一不同的是：误差信号处理器B是由时基电路集成块IC与***元件(图中未画)构成，集成块IC的工作电压VD(5-30V)由虚线框内电路(变压器降压→整流→滤波)提供；执行元件C采用继电器J；其它结构同实施例一。电路工作原理：随市电电压上升，经电位器R1、电阻R2分压，使a点电压随市电电压上升270V以上时，稳压二极管W击穿，使集成块IC的输入端(2、6脚)电压上升，集成块IC输出端(3脚)无电流输出，继电器释放导致继电器J的触点K断开，断开彩电的市电，起到保护彩电的作用。

参见图1、图5，与上述实施例一不同的是：误差信号处理器B是由稳压二极管W和单向可控硅T构成的触发放大电路，单向可控硅T的工作电压由二极管D1、电容C1整流提供；执行元件C采用继电器J；其它结构同实施例一。电路工作原理：当市电电压超过270V，由电位器R1、电阻R2分压使a点电压升，稳压二极管W被击穿，触发单向可控硅T导通，致继电器J吸合、使继电器J的触点K断开，断开彩电的市电，起到保护彩电的作用。

参见图1、图6，与上述实施例一不同的是：误差信号处理器B是由稳压二极管W和三极管BG构成的触发放大电路，三极管BG的工作电压由二极管D1、电容C1整流充电提供；执行元件C采用继电器J；其它结构同实施例一。电路工作原理：当市电电压超过270V，由电位器R1、电阻R2分压使a点电压升，击穿稳压二极管W，使三极管BG有电流流过，使继电器J吸合、致继电器J的触点K断开，断开彩电的市电，起到保护彩电的作用。

参见图1、图7，与上述实施例一不同的是：误差信号处理器B是由稳压二极管W和三极管BG构成的触发放大电路，三极管BG的工作电压由二极D1、电容C1整流提供；执行元件C采用双向可控硅BT；其它结构同实施例一。电路工作原理：当市电电压超过270V，电位器R1、电阻R2分压使a点电压升，稳压二极管W被击穿，三极管BG饱和，b点电压为1V以下，电阻R无电流，双向可控硅BT无触发电流而关断，起到保护彩电的作用。

参见图1、图8，与上述实施例一不同的是：误差信号处理器B由稳压二极管W和单向可控硅T构成的触发可控硅电路，单向可控硅T的工作电压由二极管D1、电容C1整流提供；执行元件C采用双向可控硅BT；其它结构同实施例一。电路工作原理：当市电电压超过270V，由电位器R1、电阻R2分压使a点电压上升，稳压二极管W被击穿，触发单向可控硅T导通、使b点电压下降，致BT无触发而关继，从而断开彩电的市电，起到保护彩电的作用。

参见图1、图9，与上述实施例一不同的是：误差信号处理器B是由稳压二极管W和时基电路集成块IC与***元件(图中未画)构成的触发电路；执行元件C采用双向可控硅BT；时基电路集成块IC的工作电压(5-24V)由虚线框内电路(变压器降压→整流→滤波)提供；其它结构同实施例一。电路工作原理：当市电超过270V，由电位器R1、电阻R2分压使a点电压上升，稳压二极管W击穿，使集成块IC的输入端电压上升，集成块I输出端无输出电流流经R去触发可控硅BT，因可控硅BT无触发电流而关掉，起到了保护彩电的作用。

实施例二：参见图2、图10：本市电过压安全保护器包括壳体1、线路板2、接线端子(3、3′及4、4′)和由误差信号检测A、误差信号处理B、执行元件C、极性转换器D构成的保护电路。两对接线端子(3、3′及4、4′)设在一块线路板2上；误差信号处理器B是由触发二极管W和双向可控硅T构成的触发可控硅电路。可控硅T的工作电压由电阻R3提供；执行元件C采用单向可控硅BT；因执行元件采用单向可控硅，应设极性转换器D(如采用整流桥堆等)；其它结构同实施例一。电路工作原理：当市电电压超过270V，由电位器R1、电阻R2分压使a点电压升，二极管W击穿，双向可控硅T受触发而导通，导致b点电压下降为1V以下，无电流流经R去触发可控硅BT，使BT关断，使接线端子(4、4′)无电压，起到保护彩电的作用。

实施例三：参见图11、图12，本开关电源过压安全保护器包括壳体1、线路板(2、2′)、接线端子(5、5′)和由误差信号检测A、执行元件C构成的彩电开关电源过压安全保护电路。其接线端子(5、5′)设在线路板(2、2′)上；保护电路的各元器件安装在线路板2(可以是印刷线路板或是外加连线的绝缘板上；在安装好元器件的线路板2外加壳体1。误差信号检测A是由电阻R1或电位器(10-50KΩ)、电阻R2(33KΩ)构成的电阻分压检测；执行元件C为单或双向可控硅也可。电路的工作电压根据彩电型号而定，电路的工作原理是：电阻R1和电阻R2为取样电阻，R1和R2分压成80V左右直流电，当彩电开关稳压电源输出电压上升，R1、R2的分压电压随之上升，当达到稳压二极管W的击穿电压后，可控硅BT被触发导通，可控硅BT呈短路状态(此时通过可控硅BT电流0.2-0.3A，且电压不足1V，可控硅BT耗电量低于0.3W，非常安全)，彩电开关变压器次级被短路，迫使彩电开关电源进行弱振荡，有效地保护了彩电显象管及其它元件。由于稳压二极管W选择的稳压值高，彩电开关电源输出的115V，即使只有10V变化，但反映到分压端a的电压至少为5V的变化量，该变量足以击穿稳压二极管W，使可控硅BT导通。

实施例四：参见图1、图13，它是包括壳体1、线路板(2、2′)、接线端子(3、3′及4、4′)和由误差信号检测A、误差信号处理器B、执行元件C构成的市电过压、欠压保护电路。由电阻R1、R2及双向触发二极管W1作为市电过压检测；电阻R4、R3及双向触发二极管W2、双向可控硅T2、二极管D、双向触发二极管W作为市电欠压检测(在以上的图3-图9电路中均可增设这种欠压检测)；为保护本电路，增设单向可控硅T0、电阻R0作为过流保护；其它结构仍同实施例一。电路工作原理：当市电过高时(如270V以上)，电阻R1、R2分压使a点电压上升，双向触发二极管W1被触发导通，可控硅T1受触发而导通，使b点电压下降。由于无电流流经R去触发可控硅BT，使BT关断，切断彩电市电供给，起到保护作用。当市电欠压时(如低于100V)，电阻R4、R3分压使a′点电压下降，使处于导通状态的双向二极管W2不再被击穿，因T2无触发电流而关断，使b′电压上升，使双向二极管W被触发导通，可控硅T1受触发而导通，使b点电压下降。可控硅BT无触发电压而关掉，切断市电供给，达到了保护。当市电正常时，由于T1未被触发，于是b点电压上升。此时电压经电阻R触发可控硅BT而导通，电器得电工作。

以上主要元器件参数选择：单、双向可控硅要求耐压大于1000V、电流大于15A，时基电路集成块IC型号为NE7555、NE555、NE556等，数字电路集成块型号如：CD4001CD4069等，稳压二极管要求电压50-100V，运算放大集成块F型号为LM324、LM358、LM3900等，三极管BG耐压大于400V、电流大于1A。壳体1的材料为阻燃性材料、形状矩形圆柱形等均可。线路板可设一块或几块，接线端子可设在壳体(壳体上可设置指示灯)上。本保护器若整个体积小，可作成模块。

本保护器应用在彩电(或其它设备)中，将电源线切断，接线端子3、3′与彩电市电进线端相连，接线端子4、4′与彩电的市电输入端相连。两输入端和两输出端均无方向性(即接线端子3、3′和接线端子4、4′均无方向性)。

本保护器应用在彩电中，将接线端子5直接与彩电开关电源输出端(即主电压如115V、130V、145V均可)相接，5′端与彩电的地端相接(加装时，尽量装在主电源滤波电容两点端)。

Claims (8)

1、一种电器设备过压安全保护器，包括接线端子、线路板与其上的市电过压保护电路，其特征在于：在线路板上设有作为市电输入和经保护电路后市电输出的两对接线端子，市电过压保护电路包括误差信号检测、误差信号处理器、执行元件，其电阻分压检测的输入端与线路板上的市电两输入接线端子相连，在执行元件输出端与线路板上的市电输出两接线端子相连。

2、根据权利要求1所述的电器设备过压安全保护器，其特征在于：误差信号处理器采用运算放大器、可控硅、时基电路集成块、数字电路集成块、三极管、场效应管、光电开关其中任一种元器件与***元件构成的触发电路，执行元件采用可控硅、继电器中的一种。

3、根据权利要求2所述的电器设备过压安全保护器，其特征在于：触发电路包括稳压二极管、触发二极管、晶闸管、氖管中的一种。

4、根据权利要求1或2所述的电器设备过压安全保护器，其特征在于：执行元件采用单向可控硅，市电过压保护电路增设极性转换器。

5、根据权利要求1所述的电器设备过压安全保护器，其特征在于：在线路板上，设有一对接线端子，保护电路为由电阻分压检测和可控硅与触发二极管构成的设备电源过压保护电路，其可控硅输出端与接线端子的电压端相连。

6、根据权利要求1或5所述的电器设备过压安全保护器，其特征在于：在装有保护电路的线路板外具有壳体，接线端子伸出壳体外。

7、根据权利要求6所述的电器设备过压安全保护器，其特征在于：接线端子设在壳体上。

8、根据权利要求4所述的电器设备过压安全保护器，其特征在于：极性转换器为整流桥堆。

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