CN2852457Y - 状态显示电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种安装在具有漏电保护功能的电源插头/电源插座内的、用于显示电源插头/插座正常工作状态、待机状态、特别是寿命终止状态的状态显示电路。该状态显示电路由待机状态显示灯、正常状态显示灯、光耦组成。待机状态显示灯直接串联在具有漏电保护功能的电源插头/或插座控制芯片的供电电路中，其一端与控制芯片的电源输入管脚相连，其另一端通过稳压管与具有漏电保护功能的电源插头/或插座的整流电路输出的直流电源正极相连；光耦的初级与电阻串联后与具有漏电保护功能的插头/或插座电源输出端的火线和零线相连；正常状态显示灯串联在光耦次级电路中，正常状态显示灯与光耦次级三极管串联后与串联的待机状态显示灯、稳压管并联。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种安装在具有漏电保护功能的电源插头/或电源插座(GFCI)内的、用于显示电源插头/或插座寿命终止状态的状态显示电路。
背景技术
家用电器的使用安全日益受到人们的重视，为了保证家用电器的使用安全，避免由于供电回路短路造成家用电器的烧毁，以及由于家用电器的漏电造成使用者的人身伤害，通常在家用电器的输入端都安装有具有漏电保护功能的电源插头/或电源插座。
目前，大多数的具有漏电保护功能的电源插头/或插座(GFCI)，虽然都具有漏电保护功能，但都无寿命终止显示功能。当具有漏电保护功能的电源插头/或插座(GFCI)内部的电子元件部分损坏(如短路、断路等)而失去漏电保护功能时，不能及时提醒使用者该电源插头/或插座已无安全保护功能，不能再继续使用。所以，一旦使用者使用了已失去漏电保护功能的电源插头/或插座，很有可能出现由于具有漏电保护功能的电源插头/或插座失效而导致的触电身亡事故和烧毁电器的现象发生。
图1为现有的具有漏电保护功能的电源插头/或插座(GFCI)内部控制电路图。如图所示，它主要由直流整流电路D1、用于检测漏电电流的两个1000∶1和200∶1的检测线圈RING1、RING2、继电器RELAY、可控硅SCR、与检测线圈相连的用于触发可控硅SCR导通的控制芯片IC1(型号RV4145)、复位按钮RESET、模拟试验按钮TEST以及一些电阻、电容、二极管组成。继电器RELAY线圈的一端与直流整流电路D1输出的直流电源正极相连，继电器RELAY线圈的另一端与地相连，继电器RELAY的常开触点S串联在电源插头/插座电源输出端LOAD中，其常开触点S与复位按钮RESET相接触。该继电器RELAY与常见的继电器的区别在于：当继电器RELAY线圈得电时，其线圈产生的磁场不足以使其常开触点S吸合，只有借助外力才能使其常开触点闭合；当其线圈两端短路时，其闭合的常开触点S自动断开，复位按钮RESET跳脱；当继电器RELAY故障或继电器RELAY供电电路故障，其线圈内没有电流流过不能产生磁场时，无论怎样按压其常开触点，其常开触点都无法闭合，已闭合的常开触点S会自动跳脱、断开。可控硅SCR的阳极串联一电阻R5后与直流整流电路D1输出的直流电源正极相连，其阴极与大地相连，其触发极与控制芯片IC1的控制信号输出管脚5相连。
当具有漏电保护功能的电源插头/或插座完好、一切正常，被正确地接入到电源输入端后，继电器RELAY线圈得电，此时，按下复位按钮RESET，借助复位按钮RESET外力的帮助，串联在插头/插座电源输出端的继电器RELAY的常开触点S闭合，插头/插座输出端LOAD和插座表面的三相插座带电，有电力输出。由于电源火线HOT和零线WHITE同时穿过检测线圈1000∶1和200∶1，当穿过检测线圈的两条线路中的电流矢量和不为零时，即线路中存在漏电流、短路电流时，检测线圈会感应出一电压信号，电压信号输入到芯片IC的信号输入端1脚和7脚，芯片IC的5脚输出控制信号至可控硅SCR的触发极，使可控硅SCR导通，使继电器RELAY线圈两端短路，其常开触点S跳脱、断开，切断插座的电源输出。当要检测具有漏电保护功能的电源插头/或插座功能是否正常时，也可以按下试验开关TEST，产生一个模拟漏电电流。如果具有漏电保护功能的电源插头/或插座一切正常，其检测线圈检测到这一现象后，使芯片IC输出一控制信号，使可控硅SCR导通，使继电器RELAY线圈两端短路，其常开触点S跳脱、断开，切断插座的电源输出，说明该具有漏电保护功能的电源插头/或插座功能完好。
当具有漏电保护功能的电源插头/或插座内部元件工作一切正常时，完好的具有漏电保护功能的电源插头/或插座可以实现保护作用，保证电器的安全。但是，当具有漏电保护功能的电源插头/或插座内部元件发生故障、或者由于元件老化寿命终止无法正常工作时，电路中再出现短路、漏电故障时，上述具有漏电保护功能的电源插头/或插座内的控制电路将无法使复位按钮RESET跳脱，切断插座的电源输出，而使用者又不知道这一情况，继续使用，势必会给使用者人身安全和电器设备的使用安全带有危害。
发明内容
鉴于上述原因，本实用新型的目的是提供一种安装在具有漏电保护功能的电源插头/电源插座(GFCI)内的、用于显示电源插头/插座正常工作状态、待机状态、特别是寿命终止状态的状态显示电路。
为实现上述目的，本实用新型采用以下设计方案：一种状态显示电路，其特征在于：它由待机状态显示灯、正常状态显示灯、光耦、稳压管、电容组成；
待机状态显示灯直接串联在具有漏电保护功能的电源插头/或插座控制芯片的供电电路中，其一端与控制芯片的电源输入管脚相连，其另一端通过稳压管、电阻与具有漏电保护功能的电源插头/或插座的整流电路输出的直流电源正极相连；
光耦的初级与电阻串联后与具有漏电保护功能的插头/或插座电源输出端的火线和零线相连；
正常状态显示灯串联在光耦的次级电路中，正常状态显示灯与光耦次级三极管串联后与串联的待机状态显示灯、稳压管并联；
在串联的正常状态显示灯和光耦次级三极管的两端还并联有一电容。
所述待机状态显示灯、正常状态显示灯共同构成共阴极或共阳极双色显示灯。
所述光耦可以为输入端双向的光耦，或两个并联的输入端单向的光耦。
本实用新型的优点是：电路结构简单，可以准确地区分显示出具有漏电保护功能的电源插头/插座(GFCI)待机状态、正常工作状态和寿命终止状态。当具有漏电保护功能的电源插头/插座(GFCI)寿命终止时，可以清楚地告诉使用者，提醒用户及时更换，有效地保护人身安全和电器设备的安全。
附图说明
图1为现有的具有漏电保护功能的电源插头/插座控制电路具体电路图
图2为本实用新型状态显示电路的具体电路图
图3为本实用新型状态显示电路的另一具体电路图
图4为本实用新型状态显示电路的又一具体电路图
图5为本实用新型状态显示电路的再一具体电路图
具体实施方式
为了能够直观地反映具有漏电保护功能的电源插头/或插座工作是否正常，即当具有漏电保护功能的电源插头/或插座寿命终止或内部元件出现故障无法正常工作时能够及时地提醒使用者更换插座，本实用新型在控制电路中增加了一个可以反映具有漏电保护功能的电源插头/或插座状态的，特别是寿命终止状态的状态显示电路。
如图2所示，该显示电路由待机状态显示灯LED1、正常状态显示灯LED2、输入端双向光耦IC2、稳压管Z2、电容C7构成。待机状态显示灯LED1直接串联在控制芯片IC1的供电电路中，其一端与芯片IC1的电源输入管脚6相连，其另一端通过稳压管Z2、电阻R4与整流电路D1输出的直流电源正极相连。输入端双向的光耦IC2的初级与电阻R7串联后与插头/或插座电源输出端LOAD的火线HOT和零线WHITE相连；正常状态显示灯LED2串联在光耦IC2的次级电路中，正常状态显示灯LED2与光耦IC2次级三极管串联后与串联的状态显示灯LED1、稳压管Z2并联。并且，在串联的正常状态显示灯LED2和光耦IC2次极三极管的两端即串联的状态显示灯LED1和稳压管Z2的两端还并联一电容C7。
当带有上述状态显示电路的具有漏电保护功能的电源插头/或插座被正确地接入电源输入端后，如果电源插头/或插座内的元件完好，工作正常，电源输入端的交流电经整流电路D1整流后，使继电器RELAY线圈两端带电，线圈内有电流流过，同时，电源输入端的交流电经整流电路D1整流后还通过显示电路中的电阻R4、稳压管Z2、待机状态显示灯LED1给芯片IC1供电，由于待机状态显示灯LED1内有电流流过，LED1亮，而此时，由于没有按压复位按钮RESET，电源插头/插座的输出端没有电压输出，光耦IC2不导通，正常状态显示灯LED2内无电流流过，LED2不亮，所以，当待机状态显示灯LED1亮、正常状态显示灯LED2不亮时，说明该具有漏电保护功能的电源插头/或插座处于待机状态。
当按下复位按钮RESET，使电源插头/或插座的输入端LINE与输出端LOAD的接点连接，输出端LOAD有电力输出时，光耦IC2的初级导通，光耦IC2的次级也导通，经整流电路D1整流后的交流电通过电阻R4、光耦的次级、正常状态显示灯LED2给芯片IC1供电，正常状态显示灯LED2亮，由于LED2的导通，使待机状态显示灯LED1的两端被光耦IC2的次级短路，LED1熄灭，所以，当正常状态显示灯LED2亮，待机状态显示灯LED1熄灭时，说明该具有漏电保护功能的电源插头/或插座处于正常的工作状态。
当按下试验按钮TEST，强行使电源插头/插座输出端LOAD的火线HOT与输入端LINE的零线WHITE短路，给检测线圈RING1、RING2施加一模拟漏电电流，IC1检测到漏电信号后，IC1的管脚5输出一触发信号，使可控硅SCR导通，降低继电器RELAY的工作电压，使串联在电源插头/插座输出端的继电器RELAY的常开触点S跳脱、断开，正常状态显示灯LED2熄灭、待机状态显示灯LED1亮，电源插头/或插座又返回到待机状态。
在没有按压复位按钮RESET时待机状态显示灯LED1不亮，或在按压复位按钮RESET时正常状态显示灯LED2不亮，或LED1、LED2同时亮或同时不亮时，均说明该具有漏电保护功能的电源插头/或插座已寿命终止，需要更换了。如图1所示，当具有漏电保护功能的电源插头/或插座内的部分电子元件损坏时，如整流电路D1或电阻R1或R4或稳压管Z2等分别断路，或稳压管Z1、可控硅SCR、继电器RELAY线圈、电容C7等短路，当电源插头/或插座的输入端LINE与输入电源接通，在没有按压复位按钮RESET，插头/插座处于待机状态时，由于以上的元件损坏，待机状态显示灯LED1将不能亮起。当按下复位按钮RESET，电源插头/或插座的输出端LOAD仍无电力输出时，正常状态显示灯LED2仍不亮，也说明电源插头/或插座内的部分电子元件如继电器RELAY故障了。
当带有状态显示电路的具有漏电保护功能的电源插头/插座的显示电路表明该电源插头/插座已经寿命终止、无法正常工作时，使用者应及时更换该电源插头/插座。
图3为本实用新型状态显示电路的另一具体电路图。如图所示，该显示电路由共阴极双色显示灯LED、输入端双向的光耦IC2、稳压管Z2、电容C7组成。共阴极双色显示灯LED的共阴极直接与芯片IC1的电源输入管脚6相连；其一个阳极通过稳压管Z2、电阻R4与直流整流电路D1输出的直流电源的正极相连；另一个阳极与光耦IC2次级的三极管串联后通过电阻R4与直流整流电路D1输出的直流电源的正极相连；输入端双向的光耦IC2的初级与电阻R7串联后与插头/或插座电源输出端LOAD的火线HOT和零线WHITE相连。
双色显示灯LED中，通过稳压管Z2与整流电路D1输出的直流电源正极相连的显示灯LED1为待机状态显示灯；双色显示灯LED中，通过光耦次级三极管与直流整流电路D1输出的直流电源正极相连的显示灯LED2为正常状态显示灯。
如图3所示，在串联的正常状态显示灯LED2和光耦IC2次极三极管的两端即串联的状态显示灯LED1和稳压管Z2的两端还并联一电容C7。
当带有如图3所示的状态显示电路的具有漏电保护功能的电源插头/或插座被正确地接入电源输入端后，如果电源插头/或插座内的元件完好，工作正常，电源输入端的交流电经整流电路D1整流后，使继电器RELAY线圈两端带电，线圈内有电流流过，同时，电源输入端的交流电经整流电路D1整流后还通过显示电路中的电阻R4、稳压管Z2、待机状态显示灯LED1给芯片IC1供电，由于待机状态显示灯LED1内有电流流过，LED1亮，而此时，由于没有按压复位按钮RESET，电源插头/插座的输出端没有电压输出，光耦IC2不导通，正常状态显示灯LED2内无电流流过，LED2不亮，所以，当待机状态显示灯LED1亮、正常状态显示灯LED2不亮时，说明该具有漏电保护功能的电源插头/或插座处于待机状态。
当按下复位按钮RESET，使电源插头/或插座的输入端LINE与输出端LOAD的接点连接，输出端LOAD有电力输出时，光耦IC2的初级导通，光耦IC2的次级也导通，经整流电路D1整流后的交流电通过电阻R4、光耦的次级、正常状态显示灯LED2给芯片IC1供电，正常状态显示灯LED2亮，由于LED2的导通，使待机状态显示灯LED1的两端被光耦IC2的次级短路，LED1熄灭，所以，当正常状态显示灯LED2亮，待机状态显示灯LED1熄灭时，说明该具有漏电保护功能的电源插头/或插座处于正常的工作状态。
在没有按压复位按钮RESET时待机状态显示灯LED1不亮，或在按压复位按钮RESET时正常状态显示灯LED2不亮，或LED1、LED2同时亮或同时不亮时，均说明该具有漏电保护功能的电源插头/或插座已寿命终止，需要更换了。
图4为本实用新型状态显示电路的又一具体电路图。如图所示，该显示电路由共阳极双色显示灯LED、输入端双向的光耦IC2、稳压管Z2、电容C7组成。共阳极双色显示灯LED的共阳极通过电阻R4与直流整流电路D1输出的直流电源的正极相连，共阳极双色显示灯LED的一个阴极通过稳压管Z2与芯片IC1的电源输入管脚6相连，另一个阴极与光耦IC2次级的三极管串联后与芯片IC1的电源输入管脚6相连；输入端双向的光耦IC2的初级与电阻R7串联后与插头/或插座电源输出端LOAD的火线HOT和零线WHITE相连。
双色显示灯LED中，通过稳压管Z2与芯片IC1电源输入管脚6相连的显示灯LED1为待机状态显示灯；双色显示灯LED中，通过光耦次级三极管与芯片IC1电源输入管脚6相连的显示灯LED2为正常状态显示灯。
其工作原理与图1、图2所示的状态显示电路的工作原理相同。
图5为本实用新型状态显示电路的又一具体电路图。它与图1所示的状态显示电路的区别在于：构成图1所示的状态显示电路的光耦IC2为输入端双向的光耦，而，构成图5所示的状态显示电路的光耦为两个并联的、输入端单向的光耦。
同理，图3、图4所示的状态显示电路中的输入端双向光耦IC2也可以由两个并联的、输入端单向的光耦代替。
图5所示的状态显示电路其工作原理与图2、图3、图4所示的状态显示电路的工作原理完全相同。
本实用新型电路结构简单，可以准确地区分显示出具有漏电保护功能的电源插头/插座(GFCI)待机状态、正常工作状态和寿命终止状态。当具有漏电保护功能的电源插头/插座(GFCI)寿命终止时，可以清楚地告诉使用者，提醒用户及时更换，有效地保护人身安全和电器设备的安全。
以上所述是本实用新型的具体实施例及所运用的技术原理，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换，均属于本实用新型保护范围之内。
Claims (5)
1、一种状态显示电路，其特征在于：它由待机状态显示灯(LED1)、正常状态显示灯(LED2)、光耦(IC2)、稳压管(Z2)、电容(C7)组成；
待机状态显示灯(LED1)直接串联在具有漏电保护功能的电源插头/或插座控制芯片(IC1)的供电电路中，其一端与控制芯片(IC1)的电源输入管脚(6)相连，其另一端通过稳压管(Z2)、电阻(R4)与具有漏电保护功能的电源插头/或插座的整流电路(D1)输出的直流电源正极相连；
光耦(IC2)的初级与电阻(R7)串联后与具有漏电保护功能的插头/或插座电源输出端的火线和零线相连；
正常状态显示灯(LED2)串联在光耦(IC2)的次级电路中，正常状态显示灯(LED2)与光耦次级三极管串联后与串联的待机状态显示灯(LED1)、稳压管(Z2)并联；
在串联的正常状态显示灯(LED2)和光耦(IC2)次级三极管的两端还并联有一电容(C7)。
2、根据权利要求1所述的状态显示电路，其特征在于：所述待机状态显示灯、正常状态显示灯共同构成共阴极双色显示灯。
3、根据权利要求1所述的，其特征在于：所述待机状态显示灯、正常状态显示灯共同构成共阳极双色显示灯。
4、根据权利要求1或2或3所述的，其特征在于：所述光耦为输入端双向的光耦。
5、根据权利要求1或2或3所述的，其特征在于：所述光耦为两个并联的输入端单向的光耦。
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| CN109541287A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-29 | 天津康途科技有限公司 | 一种漏电流检测装置 |
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