一種保護電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種保護電路，包括：感應模塊，用于感應電源的火線與零線中的瞬時電流，在火線與零線中的瞬時電流大小不同時輸出對應的電壓信號；比較模塊，用于比較基準電壓與所述電壓信號相關的電壓，輸出對應的電平信號；開關模塊，與所述比較模塊相連，用于接收所述比較器輸出的電平信號，根據(jù)所述電平信號控制所述電源與負載通路的導通和關斷。采用本發(fā)明，可在漏電時自動切斷電源與負載的通路，保護用戶安全。
【專利說明】—種保護電路

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電子領域，尤其涉及一種保護電路。

【背景技術】
[0002]隨著電子技術的不斷發(fā)展，各種電器也越來越多，一些生活電器如電燈、電冰箱、洗衣機、微波爐等給人們的生活帶來了很大的便利，而諸如電腦這些用電設備除了為人們的生活娛樂帶來便利之外，還能幫助人們大大的提高工作效率。人們的生活已經(jīng)基本離不開電和各種電器。但是，隨著人們生活水平的不斷提高，各種電器的普遍應用使得電器的數(shù)量不斷增加。在用電過程中，由于用電設備本身的缺陷或使用不當可能造成的人身觸電或火災事故，這將給人們的生命和財產(chǎn)安全帶來了巨大的損失。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明實施例所要解決的技術問題在于，提供一種保護電路?？稍诼╇姇r自動切斷電源與負載的通路，保護用戶安全。
[0004]為了解決上述技術問題，本發(fā)明實施例提供了一種保護電路，包括:
[0005]感應模塊，用于感應電源的火線與零線中的瞬時電流，在火線與零線中的瞬時電流大小不同時輸出對應的電壓信號；
[0006]比較模塊，包括第一開關管、第一分壓電阻、第二分壓電阻、比較器及基準電壓輸出單元，所述第一開關管的基極與所述感應模塊的電壓輸出端連接，集電極接所述比較器的反向輸入端，發(fā)射極接地，所述比較器的同相輸入端接所述基準電壓輸出單元的電壓輸出端，所述比較器的輸出端根據(jù)比較結果輸出對應的電平信號，所述第一分壓電阻的第一端接所述第一開關管的發(fā)射極，第二端接所述第一開關管的集電極，所述第二分壓電阻的第一端接所述第一開關管的集電極，第二端接供電電壓；
[0007]開關模塊，與所述比較模塊相連，用于接收所述比較器輸出的電平信號，根據(jù)所述電平信號控制所述電源與負載通路的導通和關斷。
[0008]其中，所述感應模塊包括電流互感器，電源的火線和零線穿過所述電流互感器的鐵芯，所述電流互感器的繞組一端接所述第一開關管的基極，另一端接地。
[0009]其中，所述基準電壓輸出單元包括第三分壓電阻和第四分壓電阻，所述第四電阻的第一端接供電電壓，第二端接所述第三分壓電阻的第一端，所述第三分壓電阻的第二端接地，所述第三分壓電阻第一端與所述第四分壓電阻第二端的公共節(jié)點接所述比較器的同相輸入端。
[0010]其中，所述第四分壓電阻為可調電阻。
[0011]其中，所述基準電壓輸出單元還包括第一發(fā)光二級管和第五分壓電阻，所述第一發(fā)光二極管的正極接供電電壓，負極接所述第五分壓電阻的第一端，所述第五分壓電阻的第二端接地。
[0012]其中，所述第一發(fā)光二級管發(fā)出的光為綠光。
[0013]其中，所述開關模塊包括第六分壓電阻、第二開關管和繼電器，所述第六分壓電阻一端接所述比較器的輸出端，另一端接所述第二開關管的基極，所述第二開關管的集電極接所述繼電器線圈的第一端，發(fā)射極接地，所述繼電器線圈的第二端接供電電壓，所述繼電器的開關連接在電源與負載之間。
[0014]其中，所述開關模塊還包括第二發(fā)光二極管和第七分壓電阻，所述第二發(fā)光二級管的正極接所述第七分壓電阻的第一端，負極接所述第二開關管集電極和所述繼電器線圈第一端的公共節(jié)點，所述第七分壓電阻的第二端接供電電壓。
[0015]其中，所述第二發(fā)光二極管發(fā)出的光為紅光。
[0016]其中，所述第一開關管和第二開關管均為NPN型三極管。
[0017]實施本發(fā)明實施例，具有如下有益效果:
[0018]通過在人員觸電時由感應模塊感應電源火線和零線中的瞬時電流輸出對應的電壓信號，再由比較模塊比較基準電壓以及與所述電壓信號相關的電壓后，輸出對應的電平信號給開關模塊，由開關模塊控制所述電源與負載通路的導通和關斷，因此可以實現(xiàn)在電源正常工作無人員觸電時，電路正常工作，而一旦發(fā)生人員觸電時，自動切斷電源的效果，保護的用戶的人身安全，整個電路結構簡單，性能穩(wěn)定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1是本發(fā)明保護電路的第一實施例的連接示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明保護電路的第二實施例的電路示意圖。

【具體實施方式】
[0022]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0023]請參照圖1，為本發(fā)明保護電路的第一實施例的連接示意圖，在本實施例中，所述電路包括:感應模塊1、比較模塊2、開關模塊3。
[0024]感應模塊I，用于感應電源的火線與零線中的瞬時電流，在火線與零線中的瞬時電流大小不同時輸出對應的電壓信號；
[0025]比較模塊2，包括第一開關管Q1、第一分壓電阻R1、第二分壓電阻R2、比較器Ul及基準電壓輸出單元21，所述第一開關管Ql的基極與所述感應模塊I的電壓輸出端連接，集電極接所述比較器Ul的反向輸入端，發(fā)射極接地，所述比較器Ul的同相輸入端接所述基準電壓輸出單元21的電壓輸出端，所述比較器Ul的輸出端根據(jù)比較結果輸出對應的電平信號，所述第一分壓電阻Rl的第一端接所述第一開關管Ql的發(fā)射極，第二端接所述第一開關管Ql的集電極，所述第二分壓電阻R2的第一端接所述第一開關管Ql的集電極，第二端接供電電壓VCC ；
[0026]開關模塊3，與所述比較模塊2相連，用于接收所述比較器Ul輸出的電平信號，根據(jù)所述電平信號控制所述電源與負載通路的導通和關斷。
[0027]通過在人員觸電時由感應模塊感應電源火線和零線中的瞬時電流輸出對應的電壓信號，再由比較模塊比較基準電壓以及與所述電壓信號相關的電壓后，輸出對應的電平信號給開關模塊，由開關模塊控制所述電源與負載通路的導通和關斷，因此可以實現(xiàn)在電源正常工作無人員觸電時，電路正常工作，而一旦發(fā)生人員觸電時，自動切斷電源的效果，保護的用戶的人身安全，整個電路結構簡單，性能穩(wěn)定。
[0028]請參照圖2，為本發(fā)明保護電路的第二實施例的電路示意圖，在本實施例中，所述電路包括:感應模塊、比較模塊、開關模塊。
[0029]感應模塊，用于感應電源的火線與零線中的瞬時電流，在火線與零線中的瞬時電流大小不同時輸出對應的電壓信號；
[0030]比較模塊，包括第一開關管Q1、第一分壓電阻R1、第二分壓電阻R2、比較器Ul及基準電壓輸出單元21，所述第一開關管Ql的基極與所述感應模塊的電壓輸出端連接，集電極接所述比較器Ul的反向輸入端，發(fā)射極接地，所述比較器Ul的同相輸入端接所述基準電壓輸出單元21的電壓輸出端，所述比較器Ul的輸出端根據(jù)比較結果輸出對應的電平信號，所述第一分壓電阻Rl的第一端接所述第一開關管Ql的發(fā)射極，第二端接所述第一開關管Ql的集電極，所述第二分壓電阻R2的第一端接所述第一開關管Ql的集電極，第二端接供電電壓 VCC ；
[0031]開關模塊，與所述比較模塊相連，用于接收所述比較器Ul輸出的電平信號，根據(jù)所述電平信號控制所述電源與負載通路的導通和關斷。
[0032]優(yōu)選地，所述感應模塊包括電流互感器Al，電源的火線和零線穿過所述互電流感器Al的鐵芯，所述電流互感器Al的繞組一端接所述第一開關管Ql的基極，另一端接地。
[0033]所述基準電壓輸出單元21包括第三分壓電阻R3和第四分壓電阻R4，所述第四電阻R4的第一端接供電電壓VCC，第二端接所述第三分壓電阻R3的第一端，所述第三分壓電阻R3的第二端接地，所述第三分壓電阻R3第一端與所述第四分壓電阻R4第二端的公共節(jié)點接所述比較器Ul的同相輸入端。
[0034]優(yōu)選地，所述第四分壓電阻R4為可調電阻。
[0035]更優(yōu)選地，所述基準電壓輸出單元21還包括第一發(fā)光二級管LEDl和第五分壓電阻R5，所述第一發(fā)光二極管LEDl的正極接供電電壓VCC，負極接所述第五分壓電阻R5的第一端，所述第五分壓電阻R5的第二端接地。
[0036]所述第一發(fā)光二級管LEDl發(fā)出的光為綠光。
[0037]所述開關模塊包括第六分壓電阻R6、第二開關管Q2和繼電器K，所述第六分壓電阻R6 —端接所述比較器Ul的輸出端，另一端接所述第二開關管Q2的基極，所述第二開關管Q2的集電極接所述繼電器K線圈的第一端，發(fā)射極接地，所述繼電器K線圈的第二端接供電電壓VCC，所述繼電器K的開關Kl連接在電源與負載之間。
[0038]優(yōu)選地，所述開關模塊還包括第二發(fā)光二極管LED2和第七分壓電阻R7，所述第二發(fā)光二級管LED2的正極接所述第七分壓電阻R7的第一端，負極接所述第二開關管Q2集電極和所述繼電器K線圈第一端的公共節(jié)點，所述第七分壓電阻R7的第二端接供電電壓VCC。
[0039]更優(yōu)選地，所述第二發(fā)光二極管LED2發(fā)出的光為紅光。
[0040]所述第一開關管Ql和第二開關管Q2均為NPN型三極管。
[0041]整個充電電路的工作過程如下:
[0042]220V交流市電經(jīng)過電流互感器Al和繼電器K開關Kl后輸出至負載。正常情況下，電源的火線和零線的瞬時電流大小相等、方向相反，它們在電流互感器Al鐵芯中所產(chǎn)生的磁通互相抵消，Al的感應線圈上沒有感應電壓，Ql處于關斷狀態(tài)，此時比較器Ul的b點電壓高于a點電壓，c點為低電平，Q2處于關斷狀態(tài)，繼電器KD的線圈沒有電流流過，聯(lián)動開關Kl仍處于閉合狀態(tài)，紅色指示燈LED2不亮，用電電路正常工作。當漏電或觸電發(fā)生時，火線和零線的瞬時電流大小不再相等，它們在電流互感器Al鐵芯中所產(chǎn)生的磁通不能完全抵消，互感線圈Al產(chǎn)生感應電壓，Ql由關斷狀態(tài)變?yōu)閷顟B(tài)，此時比較器Ul的b點電壓低于a點電壓，c點為高電平，Q2由關斷狀態(tài)變?yōu)閷顟B(tài)，繼電器K的線圈有電流流過，聯(lián)動開關Kl變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，用電電路電源被切斷，同時紅色指示燈LED2點亮，警示用電負載出現(xiàn)漏電，防止觸電或火災事故發(fā)生。
[0043]需要說明的是，本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其它實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。對于裝置實施例而言，由于其與方法實施例基本相似，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。
[0044]通過上述實施例的描述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0045]通過在人員觸電時由感應模塊感應電源火線和零線中的瞬時電流輸出對應的電壓信號，再由比較模塊比較基準電壓以及與所述電壓信號相關的電壓后，輸出對應的電平信號給開關模塊，由開關模塊控制所述電源與負載通路的導通和關斷，因此可以實現(xiàn)在電源正常工作無人員觸電時，電路正常工作，而一旦發(fā)生人員觸電時，自動切斷電源的效果，保護的用戶的人身安全，整個電路結構簡單，性能穩(wěn)定。
[0046]本領域普通技術人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory,簡稱ROM)或隨機存儲記憶體(RandomAccess Memory,簡稱 RAM)等。
[0047]以上所揭露的僅為本發(fā)明較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發(fā)明之權利范圍，因此依本發(fā)明權利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
【權利要求】
1.一種保護電路，其特征在于，包括: 感應模塊，用于感應電源的火線與零線中的瞬時電流，在火線與零線中的瞬時電流大小不同時輸出對應的電壓信號； 比較模塊，包括第一開關管、第一分壓電阻、第二分壓電阻、比較器及基準電壓輸出單元，所述第一開關管的基極與所述感應模塊的電壓輸出端連接，集電極接所述比較器的反向輸入端，發(fā)射極接地，所述比較器的同相輸入端接所述基準電壓輸出單元的電壓輸出端，所述比較器的輸出端根據(jù)比較結果輸出對應的電平信號，所述第一分壓電阻的第一端接所述第一開關管的發(fā)射極，第二端接所述第一開關管的集電極，所述第二分壓電阻的第一端接所述第一開關管的集電極，第二端接供電電壓； 開關模塊，與所述比較模塊相連，用于接收所述比較器輸出的電平信號，根據(jù)所述電平信號控制所述電源與負載通路的導通和關斷。
2.如權利要求1所述的電路，其特征在于，所述感應模塊包括電流互感器，電源的火線和零線穿過所述電流互感器的鐵芯，所述電流互感器的繞組一端接所述第一開關管的基極，另一端接地。
3.如權利要求1所述的電路，其特征在于，所述基準電壓輸出單元包括第三分壓電阻和第四分壓電阻，所述第四電阻的第一端接供電電壓，第二端接所述第三分壓電阻的第一端，所述第三分壓電阻的第二端接地，所述第三分壓電阻第一端與所述第四分壓電阻第二端的公共節(jié)點接所述比較器的同相輸入端。
4.如權利要求3所述的電路，其特征在于，所述第四分壓電阻為可調電阻。
5.如權利要求3或4所述的電路，其特征在于，所述基準電壓輸出單元還包括第一發(fā)光二級管和第五分壓電阻，所述第一發(fā)光二極管的正極接供電電壓，負極接所述第五分壓電阻的第一端，所述第五分壓電阻的第二端接地。
6.如權利要求5所述的電路，其特征在于，所述第一發(fā)光二級管發(fā)出的光為綠光。
7.如權利要求6所述的電路，其特征在于，所述開關模塊包括第六分壓電阻、第二開關管和繼電器，所述第六分壓電阻一端接所述比較器的輸出端，另一端接所述第二開關管的基極，所述第二開關管的集電極接所述繼電器線圈的第一端，發(fā)射極接地，所述繼電器線圈的第二端接供電電壓，所述繼電器的開關連接在電源與負載之間。
8.如權利要求7所述的電路，其特征在于，所述開關模塊還包括第二發(fā)光二極管和第七分壓電阻，所述第二發(fā)光二級管的正極接所述第七分壓電阻的第一端，負極接所述第二開關管集電極和所述繼電器線圈第一端的公共節(jié)點，所述第七分壓電阻的第二端接供電電壓。
9.如權利要求8所述的電路，其特征在于，所述第二發(fā)光二極管發(fā)出的光為紅光。
10.如權利要求7-9任一項所述的電路，其特征在于，所述第一開關管和第二開關管均為NPN型三極管。
【文檔編號】H02H3/32GK104466904SQ201310440238
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權日:2013年9月25日
【發(fā)明者】周明杰, 王現(xiàn)中 申請人:深圳市海洋王照明工程有限公司, 海洋王照明科技股份有限公司