專利名稱：多功能漏電保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為一種具有防雷、防漏電、防過壓、防欠壓、防過載、防短路、防瞬間停電的電器保護(hù)裝置。
申請?zhí)枮?0202916.9的中國專利申請文件提出了一種家電保護(hù)裝置，保護(hù)功能較多，但存在下述缺點(diǎn)(1)、電路處于過、欠壓保護(hù)時(shí)沒有自鎖，當(dāng)電路延時(shí)到時(shí)，電路會出現(xiàn)短時(shí)的再次接通現(xiàn)象，此時(shí)若電網(wǎng)電壓很高，將對所保護(hù)的電器產(chǎn)生高壓沖擊。(2)、對于延時(shí)驅(qū)動部分，當(dāng)被保護(hù)的電網(wǎng)發(fā)生短路或保護(hù)器處于短路保護(hù)時(shí)，若合閘接通電路或者按壓復(fù)位按鈕及延時(shí)到自動又接通電路時(shí)，由于短路反饋信號與延時(shí)充電回路產(chǎn)生的時(shí)間差，導(dǎo)至充電不夠而使斷路繼電器發(fā)生抖動，從而可能造成繼電器接點(diǎn)粘聯(lián)而失去短路保護(hù)功能。(3)、其電路在短路保護(hù)的采樣部分，是直接從主回路中通過漏電感應(yīng)線圈進(jìn)出線兩端采集電壓信號進(jìn)行放大后驅(qū)動過載或短路保護(hù)的。在采樣放大電路中沒有考慮對電網(wǎng)可能出現(xiàn)的各種干擾脈沖和高次諧波，沒有防范措施，使電路在正常工作中極易受干擾而造成間斷性斷電，給用戶帶來不便。(4)、其電路在過壓、過載和短路保護(hù)值的設(shè)定比較均采用晶體三極管b、e結(jié)的反向雪崩電壓作為基準(zhǔn)。由于三極管生產(chǎn)廠家不同，批次不同及離散性的影響，使該電壓值有一定的誤差，以至使電路設(shè)定的保護(hù)值存在較大的誤差。(5)、該保護(hù)裝置雖然保護(hù)功能多，但對保護(hù)器處于什么樣的保護(hù)狀態(tài)無相應(yīng)指示。這樣，當(dāng)用戶電路發(fā)生故障保護(hù)器處于保護(hù)狀態(tài)時(shí)，無法知道是何種故障所至。加之該裝置設(shè)置的復(fù)位按鈕為強(qiáng)行復(fù)位、與發(fā)生的保護(hù)狀態(tài)無互鎖關(guān)系，這對無電氣知識的用戶來說，易因盲目復(fù)位而造成不必要的損失。
本實(shí)用新型的目的是克服上述現(xiàn)有裝置的缺點(diǎn)，提供一種保護(hù)功能全，電路動作安全準(zhǔn)確可靠，具有多種保護(hù)狀態(tài)顯示的電器保護(hù)裝置。
本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)由有兩個輸入端和兩個輸出端的防雷電路1，有兩個輸入端和三個輸出端的電壓采樣電路2，有兩個輸入端和四個輸出端的漏電采樣電路3，有一個輸入端和兩個輸出端的過載短路采樣電路4，有兩個輸入端和兩個輸出端的降壓整流穩(wěn)壓電源5、有四個輸入端和兩個輸出端的比較判斷電路6、有一個輸入端和兩個輸出端的穩(wěn)態(tài)等待延時(shí)電路7、有三個輸入端無輸出端的多功能記憶顯示電路8、有兩個輸入端和一個輸出端的微分復(fù)位電路9、有兩個輸入端和兩個輸出端的執(zhí)行驅(qū)動延時(shí)電路10，有三個輸入端和兩個輸出端的輸出控制繼電器11等電單元組成，其中防雷電路1的兩輸入端接供電電網(wǎng)而兩輸出端同時(shí)接電壓采樣電路2和降壓整流穩(wěn)壓電源5的兩輸入端，漏電采樣電路3的兩輸入端接電壓采樣電路2的兩輸出端，過載短路采樣電路4的一輸入端接漏電采樣電路3的一輸出端，過載短路采樣電路4的一輸出端接輸出控制繼電器11的一輸入端，降壓整流穩(wěn)壓電源5的兩輸出端分別接比較判斷電路6的一輸入端和穩(wěn)態(tài)等待延時(shí)電路7的一輸入端，多功能記憶顯示電路8的一輸入端接穩(wěn)態(tài)等待延時(shí)電路7的一輸出端，微分復(fù)位電路9的一輸出端接多功能記憶顯示電路8的另一輸入端、穩(wěn)態(tài)等待延時(shí)電路7的另一輸出端同時(shí)接執(zhí)行驅(qū)動延時(shí)電路10和微分復(fù)位電路9的一輸入端，輸出控制繼電器11的另一輸入端接漏電采樣電路3的另一輸出端，輸出控制繼電器11的兩輸出端即為該裝置的電源輸出，可接需用電的家用電器等，過載短路采樣電路4的另一輸出端、漏電采樣電路3的另一輸出端和電壓采樣電路2的另一輸出端分別接比較判斷電路6的三個輸入端，比較判斷電路6的一輸出端接執(zhí)行驅(qū)動延時(shí)電路10的又一輸入端，比較判斷電路6的另一輸出端接多功能記憶顯示電路8的第三個輸入端，執(zhí)行驅(qū)動延時(shí)電路10的另外兩個輸出端分別接微分復(fù)位電路9和輸出控制繼電器11各自的另一輸入端，漏電采樣電路3的最后一輸出端通過一漏電自檢按紐S2與輸出控制繼電器11的一輸出端相聯(lián)，執(zhí)行驅(qū)動延時(shí)電路10內(nèi)設(shè)有一人工復(fù)位按鈕S1。防雷電路1起對電網(wǎng)感應(yīng)雷電的縱向防護(hù)作用。降壓整流穩(wěn)壓電源5為整個電路的工作提供電源。電壓采樣電路2、漏電采樣電路3和過載短路采樣電路4所采集的電網(wǎng)參數(shù)均送入比較判斷電路6，由比較判斷電路6對電網(wǎng)的工作情況作實(shí)時(shí)監(jiān)測，著有超標(biāo)，對應(yīng)的超標(biāo)信號將送入多功能記憶顯示電路8以給出相應(yīng)的指示，同時(shí)另一路信號則送入執(zhí)行驅(qū)動延時(shí)電路10使輸出控制繼電器11立即失電而切斷主回路，從而使電路進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。執(zhí)行驅(qū)動延時(shí)電路10除用來驅(qū)動輸出控制繼電器11外，主要還起著對瞬間停電的延時(shí)保護(hù)作用和為微分復(fù)位電路9提供驅(qū)動信號，使多功能記憶顯示電路8實(shí)現(xiàn)自動復(fù)位和手動復(fù)位。穩(wěn)態(tài)等待延時(shí)電路7是用來避免在電路開啟時(shí)，由于比較判斷電路中的基準(zhǔn)電壓和電壓采樣電路送來的信號均沒有進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，使比較判斷電路出現(xiàn)誤輸出而導(dǎo)致輸出控制繼電器發(fā)生抖動和使多功能記憶顯示電路出現(xiàn)誤顯示。設(shè)置了穩(wěn)態(tài)等待延時(shí)電路后，對多功能記憶顯示電路和執(zhí)行驅(qū)動延時(shí)電路的電源經(jīng)過延時(shí)等待后再提供，使比較判斷電路進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)后才讓其工作，從而避免了保護(hù)器在開啟時(shí)的誤動。由穩(wěn)態(tài)等待延時(shí)電路提供給微分復(fù)位電路的信號是用來對多功能記憶顯示電路進(jìn)行初始化復(fù)位的。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是(1)、保護(hù)功能全，具有防雷、防漏電、防過壓、防欠壓、防過載、防短路、防瞬間停電等功能。
(2)、電路動作安全可靠。
(3)、能區(qū)分瞬間過載和短路。對于瞬間過載，電路將進(jìn)入延時(shí)等待，若沖擊電流很快消失，電路將恢復(fù)正常，不發(fā)生斷電；若過載電流一直保持，電路將被切斷而處于保護(hù)狀態(tài)。若發(fā)生短路，電路將迅速切斷電源，有效地保護(hù)了供電線路和輸出控制繼電器的接點(diǎn)不被燒毀。
(4)、設(shè)有工作狀態(tài)指示燈，對電路的工作狀態(tài)、電網(wǎng)故障原因，以及發(fā)生過又消失了的故障進(jìn)行記憶顯示，為用戶排出故障和防止盲目復(fù)位提供了保障。
(5)、在過欠壓狀態(tài)時(shí)，能自動將執(zhí)行驅(qū)動部分鎖定，使其不能自動復(fù)位和人為復(fù)位；只有當(dāng)恢復(fù)正常后，電路才能恢復(fù)正常工作。
附

圖1為本實(shí)用新型的電框圖。附圖2為實(shí)施例的電原理圖。
實(shí)施例見附圖。保護(hù)器的電路由防雷電路1，電壓采樣電路2，漏電采樣電路3，過載短路采樣電路4，降壓整流穩(wěn)壓電源5、比較判斷電路6、等待延時(shí)電路7、多功能記憶顯示電路8、微分復(fù)位電路9、執(zhí)行驅(qū)動延時(shí)電路10，輸出控制繼電器11等電單元組成。圖中UR1，UR2，R3～R36為電阻，C1～C19為電容器，D1～D15為晶體二極管，DW1～DW8為穩(wěn)壓管，LED1～LED6為發(fā)光二極管，BG1～BG5為晶體三極管，S1和S2分別為人工復(fù)位按鈕及漏電自檢按鈕，J為繼電器、JZ1～JZ12為繼電器觸頭，IC1A～D和IC2為集成塊。
端子IL和IN為電網(wǎng)電源輸入端、OL和ON為輸出端。在輸入端由壓敏電阻UR1和UR2串聯(lián)后并接于輸入端，起對感應(yīng)雷電的橫向防護(hù)作用。感應(yīng)雷電通過UR1，UR2從放電管FD引入大地。BL1為零序漏電感應(yīng)磁環(huán)，由它檢測到的漏電信號經(jīng)二極管D8整流C9濾波后送入比較器IC1A對漏電信號進(jìn)行比較判斷。如果超標(biāo)，比較器IC1A的2腳輸出高電平，一路經(jīng)隔離二極管D12使BG5導(dǎo)通，BG3的C極被拉為低電平，BG1和BG2截止，使輸出控制繼電器J失磁落下，電路被切斷；BL2為過載、短路電流感應(yīng)磁環(huán)，用它來對回路中的電流進(jìn)行監(jiān)測。檢到的過載短路信號經(jīng)D9二極管整流、C7濾波后送入DW5、R13、C8、D10、R16、R12組成的過載短路判斷電路進(jìn)行是否延時(shí)的判斷。如發(fā)生的是過載或瞬間過載，由BL2感應(yīng)到的電壓不能使DW5沖穿，信號只能靠由R13和C8組成的積分電路使電容器C8兩端的電壓慢慢升高，從而使過載比較器IC1C的9腳的電壓也緩慢的增加。如果是瞬間過載，當(dāng)IC1C的9腳的電壓還未達(dá)到與8腳基準(zhǔn)電壓相比的翻轉(zhuǎn)值時(shí)，回路中的過載電流恢復(fù)，由R13、C8組成的積分電路停止積分，使IC1C的9腳的電壓達(dá)不到翻轉(zhuǎn)值而不能輸出高電平。如果真過載，C8兩端的電壓經(jīng)過一斷時(shí)間后，升高到足已讓IC1C的9腳與8腳比較可翻轉(zhuǎn)，使IC1C的14腳輸出高電平，經(jīng)D13驅(qū)動BG5導(dǎo)通，使BG1、BG2導(dǎo)通，J落下，輸出回路被切斷。如果發(fā)生了斷路，由BL2感應(yīng)到的電壓會很快升高，使DW5擊穿導(dǎo)通，短路感應(yīng)信號直接送入比較器IC1C的9腳，使其迅速翻轉(zhuǎn)而驅(qū)動J落下，達(dá)到迅速分?jǐn)嗟哪康摹＿^欠壓采樣信號是經(jīng)D5、R4降壓、整流，C5濾波后送入過壓比較器IC1B、欠壓比較器IC1D進(jìn)行比較判斷的。為了防止過壓和欠壓在臨界點(diǎn)時(shí)使J產(chǎn)生抖動，在比較電路中加入了由R28、R3、R29、R30組成的回差反饋回路。由過壓比較器IC1B的1腳和欠壓比較器IC1D的13腳輸出的高電平驅(qū)動繼電器J落下的過程與漏電和短路情況相同。電路中W1、W2、W3分別是為過壓、欠壓、過載值設(shè)定的整定微調(diào)，其電壓由R11和DW3、C6通過2次穩(wěn)壓后提供。多功能記憶顯示電路含有觸發(fā)器，對應(yīng)的觸發(fā)信號分別來自比較器的輸出端。觸發(fā)器一旦被觸發(fā)，相應(yīng)的發(fā)光二極管被點(diǎn)亮。只有當(dāng)故障消失，經(jīng)人為復(fù)位，按壓了S2按鈕、使BG3強(qiáng)制截止，C極變?yōu)楦唠娖剑蒀11和R21組成的微分復(fù)位電路給IC2的所有置零端施加一復(fù)位正脈沖使其復(fù)位，發(fā)光二極管才熄滅。如果是通過由BG1、BG2、BG3組成的非對稱差分雙穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路自動復(fù)位，則同上。對IC2的初始化復(fù)位則由穩(wěn)態(tài)等待延時(shí)電路中的BG4的C極輸出信號，經(jīng)C10和R19組成的微分復(fù)位電路來提供。目的是使保護(hù)器正常開啟時(shí)，所有指示燈都不能被點(diǎn)亮。穩(wěn)態(tài)等待延時(shí)電路由BG4、C3、R5、DW7組成，其作用是給執(zhí)行驅(qū)動延時(shí)電路信號和給繼電器提供勵磁。多功能顯示電路的電源經(jīng)延時(shí)后供給，等待比較器電路進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)后再讓執(zhí)行和顯示電路工作，從而避免了開機(jī)時(shí)繼電器的抖動和誤顯示的現(xiàn)象。C12～C19為抗干擾電容，R32、R33、R34、R40是為抗干擾設(shè)置的電阻。電源指示燈由R1和LED1組成，輸出指示由R2、LED2串接于執(zhí)行繼電器回路中實(shí)現(xiàn)。執(zhí)行驅(qū)動延時(shí)電路的工作原理是當(dāng)開機(jī)時(shí)，由等待延時(shí)電路提供的電流經(jīng)R6、D7使C4充電的同時(shí)，充電電流使BG1、BG2復(fù)合管導(dǎo)通，執(zhí)行繼電器J吸起，電路回路接通，輸出指示燈LED2點(diǎn)亮。由于BG1、BG2復(fù)合管導(dǎo)通進(jìn)入飽和，集電極變?yōu)榈碗娖?，?jīng)R7、DW8反饋到BG3的基極使其截止，集電極維持高電平，使電路處于正常工作的穩(wěn)態(tài)。當(dāng)電路出現(xiàn)故障時(shí)，由BG5集電極產(chǎn)生的低電平使BG1、BG2退出飽和導(dǎo)通，集電極變?yōu)楦唠娖?，J落下，同時(shí)經(jīng)R7、DW8反饋回來的高電平使BG3導(dǎo)通，集電極電壓變低。此時(shí)由于C4在開機(jī)時(shí)電壓充得很高，約等于DW4的穩(wěn)壓值，大于此時(shí)BG3集電極電壓，BG1、BG2不能再導(dǎo)通，C4通過R8放電延時(shí)。約3～6分鐘后，C4兩端的電壓降低到小于BG3集電極的電壓時(shí)，BG1、BG2再次導(dǎo)通，電路復(fù)位。如果是電網(wǎng)過壓或欠壓一直沒有恢復(fù)，BG5一直處于導(dǎo)通，集電極被鉗制在低電平(約等于零)。因此即使BG1、BG2延時(shí)時(shí)間到或者人工按壓S2復(fù)位均不起作用，即此時(shí)電路處于鎖定狀態(tài)。對于漏電、過載和短路造成的保護(hù)，由于故障發(fā)生后，繼電器J落下，電路被切斷，故障采樣也就中斷，等延時(shí)時(shí)間到時(shí)，J會接通回路。此時(shí)若故障尚未消除，電路又被迅速切斷，直到故障消除。所以當(dāng)發(fā)生上述故障時(shí)，看到漏電、過載指示燈亮?xí)r，最好先拉下隔離開關(guān)，查出故障后再恢復(fù)通電，以確保電網(wǎng)和用戶電器的安全。在電路中，根據(jù)國家的有關(guān)規(guī)定，對漏電保護(hù)功能必須每月檢驗(yàn)一次，因此設(shè)置漏電自檢按鈕S2，它實(shí)際上是跨接于輸出火線與輸出零線之間，模擬漏電狀態(tài)。R3為模擬漏電電流設(shè)定電阻。圖2中的虛線框內(nèi)框號與圖1框內(nèi)的框號相對應(yīng)，表示同一個電單元。
權(quán)利要求1.一種多功能漏電保護(hù)器，其特征是其電路結(jié)構(gòu)由有兩個輸入端和兩個輸出端的防雷電路1，有兩個輸入端和三個輸出端的電壓采樣電路2，有兩個輸入端和四個輸出端的漏電采樣電路3，有一個輸入端和兩個輸出端的過載短路采樣電路4，有兩個輸入端和兩個輸出端的降壓整流穩(wěn)壓電源5、有四個輸入端和兩個輸出端的比較判斷電路6、有一個輸入端和兩個輸出端的穩(wěn)態(tài)等待延時(shí)電路7、有三個輸入端無輸出端的多功能記憶顯示電路8、有兩個輸入端和一個輸出端的微分復(fù)位電路9、有兩個輸入端和兩個輸出端的執(zhí)行驅(qū)動延時(shí)電路10，有三個輸入端和兩個輸出端的輸出控制繼電器11組成，其中防雷電路1的兩輸入端接供電電網(wǎng)而兩輸出端同時(shí)接電壓采樣電路2和降壓整流穩(wěn)壓電源5的兩輸入端，漏電采樣電路3的兩輸入端接電壓采樣電路2的兩輸出端，過載短路采樣電路4的一輸入端接漏電采樣電路3的一輸出端，過載短路采樣電路4的一輸出端接輸出控制繼電器11的一輸入端，降壓整流穩(wěn)壓電源5的兩輸出端分別接比較判斷電路6的一輸入端和穩(wěn)態(tài)等待延時(shí)電路7的一輸入端，多功能記憶顯示電路8的一輸入端接穩(wěn)態(tài)等待延時(shí)電路7的一輸出端，微分復(fù)位電路9的一輸出端接多功能記憶顯示電路8的另一輸入端、穩(wěn)態(tài)等待延時(shí)電路7的另一輸出端同時(shí)接執(zhí)行驅(qū)動延時(shí)電路10和微分復(fù)位電路9的一輸入端，輸出控制繼電器11的另一輸入端接漏電采樣電路3的另一輸出端，輸出控制繼電器11的兩輸出端為該保護(hù)器的電源輸出，過載短路采樣電路4的另一輸出端、漏電采樣電路3的另一輸出端和電壓采樣電路2的另一輸出端分別接比較判斷電路6的三個輸入端，比較判斷電路6的一輸出端接執(zhí)行驅(qū)動延時(shí)電路10的又一輸入端，比較判斷電路6的另一輸出端接多功能記憶顯示電路8的第三個輸入端，執(zhí)行驅(qū)動延時(shí)電路10的另外兩個輸出端分別接微分復(fù)位電路9和輸出控制繼電器11各自的另一輸入端，漏電采樣電路3的最后一輸出端通過一漏電自檢按紐S2與輸出控制繼電器11的一輸出端相聯(lián)，執(zhí)行驅(qū)動延時(shí)電路10內(nèi)設(shè)有一人工復(fù)位按鈕S1。
專利摘要本實(shí)用新型為防雷、漏電、過欠壓過載、短路和瞬間停電的電器保護(hù)器。現(xiàn)有裝置欠安全準(zhǔn)確可靠。本裝置含防雷電路(1)電壓采樣電路(2)、漏電采樣電路(3)過載短路采樣電路(4)、降壓整流穩(wěn)壓電源(5)比較判斷電路(6)、等待延時(shí)電路(7)多功能記憶顯示電路(8)、微分復(fù)位電路(9)執(zhí)行驅(qū)動延時(shí)電路(10)輸出控制繼電器(11)。能區(qū)分瞬間過載和短路，能對電路狀態(tài)故障原因等作記憶顯示，若過欠壓能自動將執(zhí)行驅(qū)動部分鎖定。動作準(zhǔn)確可靠安全。
文檔編號H02H3/02GK2250589SQ95222910
公開日1997年3月26日 申請日期1995年9月18日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月18日
發(fā)明者陶瑞明, 明毅 申請人:昆明市永靈電子電器廠