專利名稱：帶有節(jié)能電路的漏電保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本產(chǎn)品涉及一種家用及戶外使用的電器設(shè)備保護(hù)裝置，尤其是指一種帶有節(jié)能電路的漏電保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們在生活中使用的電器設(shè)備越來越多，比如洗衣機(jī)、熱水器、電風(fēng)扇、洗碗機(jī)等各種家用電器及水泵、割草機(jī)等一些手持電動(dòng)工具，以及各種掌上型電動(dòng)工具。在電器設(shè)備的使用過程中，為了保證用電的安全，防止電氣火災(zāi)及人身觸電。人們設(shè)計(jì)了一些電器保護(hù)裝置，安裝于各種電器設(shè)備上，但大部分的電器保護(hù)裝置體積較大，須固定安裝，使用不方便，而且在使用時(shí)，這些電器保護(hù)裝置要耗費(fèi)很大的能量，且不能提供防水的功能。
技術(shù)內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種消耗能量小、使用方便的帶有節(jié)能電路的漏電保護(hù)裝置。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的帶有節(jié)能電路的漏電保護(hù)裝置，包括將交流電源變?yōu)橹绷麟娫吹碾娫措娐罚c其相接，用于檢測用電設(shè)備漏電流大小的漏電感應(yīng)電路，與漏電感應(yīng)電路輸出端相接，控制與其相接的斷路器動(dòng)作的控制電路，在斷路器中與電源電路的隔離輸出端相接的線圈端連接有由二極管D6、電容C13、指示燈LED1、限流電阻R7串接后，在電容C13兩端接電阻R11及光電藕合器A2的發(fā)光管組成的節(jié)能電路的工作批示回路；在斷路器與交流電源相接的兩常開觸點(diǎn)端，接有由節(jié)能電路的高壓電源電路，高壓電源電路的二極管D7接常開觸點(diǎn)的一端，負(fù)極接電容C1并分別通過電阻R9，R10分別接二極管T2的集電極、基極及光電藕合器A2的光敏三極管，三極管T2的發(fā)射極接二極管D8的正極及光電藕合A2的光敏三極管的一端。
帶有節(jié)能電路的漏電保護(hù)裝置，漏電保護(hù)裝置的控制電路的指示燈LED2，電阻R3與地之間接有由開關(guān)S1及電容C12并聯(lián)組成的快速復(fù)位電路。
帶有節(jié)能電路的漏電保護(hù)裝置，漏電保護(hù)裝置中節(jié)能電路的工作指示回路的電阻R7與輸入端子的火線L端之間串接有按鍵S2和電阻組成的測試電路。
采用上述設(shè)計(jì)后，本實(shí)用新型的體積小巧，安全可靠，并用可方便移動(dòng)。
以下結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)方框圖；圖2是本實(shí)用新型的電原理圖。
具體實(shí)施方式
在圖1、圖2中，電源電路40與漏電感應(yīng)電路20和控制電路30及斷路器60相連，漏電感應(yīng)電路20與控制電路30相連，節(jié)能電路50與斷路器60相連，復(fù)位電路80與控制電路30相連測試電路70與輸入輸出組件90相連。各電器組件按圖2分裝在兩個(gè)印制電路板上，并置于防水外殼組件內(nèi)。
漏電感應(yīng)電路20該電路檢測用電設(shè)備的漏電流，并在漏電流大于一定值時(shí)輸出控制的信號。如圖1所示，漏電感應(yīng)電路20由一個(gè)具有兩個(gè)線圈的零序電流互感器ZCT1，藕合電容C8和C11，濾波電容C7、C9及C10，集成電路A1，限流電阻R4，靈敏度設(shè)置電阻R6，輸出電阻R5，輸出濾波電容C5，動(dòng)作時(shí)間設(shè)置電容C6所組成。零序電流互感器ZCT1的兩個(gè)環(huán)型線圈安裝在帶有一個(gè)中心孔的塑料外殼上，分別引出兩個(gè)引腳，零線N和火線L穿過零序電流互感器ZCT1的中心孔，構(gòu)成初級線圈，引腳1和2所在的線圈感應(yīng)零線N和炎線L的電流之差，并輸出與之成比例的信號至集成電路A1的2腳和3腳由A1進(jìn)行運(yùn)算處理，C8用于隔離直流電位，C7和C10用于濾去干擾信號。如果用電設(shè)備發(fā)生漏電或者人體觸電，零線和炎線上流過的電流則大小不等，那么零序電流互感器引腳1和2所在的線圈感應(yīng)出相應(yīng)信號，A1對此進(jìn)行判斷處理，如果信號幅度大于設(shè)定的閥值，則1腳經(jīng)R5輸出控制信號，C5用于控制信號的濾液。如果發(fā)生零線與地的短路故障，則零線與地構(gòu)成一個(gè)閉合回路，集成電路的5腳總是輸出一定頻率的信號，此信號經(jīng)零序電流互感器的3和4腳所在的線圈使線圈內(nèi)磁場發(fā)生變化，零線與地構(gòu)成的回路感應(yīng)此磁場的變化而產(chǎn)生同頻率的電流，此回路所產(chǎn)生的電流又使零序電流互感器的1和2腳所在的線圈輸出信號，集成電路A1同樣對此信號進(jìn)行判斷處理，如果信號幅度大于設(shè)定的閥值，則1腳經(jīng)R5輸出控制信號。限流電阻R4用于限制集成電路A1的工作電流，靈敏度設(shè)置電阻用于設(shè)定集成電路運(yùn)算處理的閥值，動(dòng)作時(shí)間設(shè)置電容C6用于設(shè)定從2和3腳出現(xiàn)信號到5腳輸出控制信號的時(shí)間。
控制電路30該電路接受漏電感應(yīng)電路20的輸出信號，經(jīng)過相應(yīng)處理后控制斷路器60的通斷和漏電指示燈LED2的熄滅。如圖1所示，它由可控硅SCR1，漏電指示燈LED2，限流電阻R3，分壓電阻R1和R2，濾波電容C4，三極管T1所組成。正常情況下，漏電感應(yīng)電路無信號輸出，可控硅不導(dǎo)通，LED2無電流通過，其陽極保持為較高電位，通過分壓電阻R1和R2使三極管T1的基極亦保持為較高電位，三極管T1導(dǎo)通，其集電極輸出低電位，使斷路器60閥合，電源與用電設(shè)備正常相連。如果用電設(shè)備出現(xiàn)漏電，則漏電感應(yīng)電路20輸出控制信號，送至可控硅SCR1的控制極使其導(dǎo)通，則漏電指示燈LED2有電流通過發(fā)出紅光，表示用電設(shè)備出現(xiàn)漏電故障，同時(shí)漏電指示燈LED2陽極的電位被可控硅SCR1拉低，通過分壓電阻R1和R2三極管T1的基極電位亦被拉低，三極管T1截止，其集電極輸出高電位，使斷路器60斷開，電源與用電設(shè)備不再相連。濾波電容C4用于濾掉三極管T1的基極的雜波信號。
電源電路40該電路把交流電源變?yōu)槠交闹绷麟娫?，供給漏電感應(yīng)電路20，控制電路30和斷路器60，以使其正常工作。如圖1所示，它由壓敏電阻MOV1，降壓電容C2，整流橋堆D1～D4，濾波電容C3，隔離二極管D5所組成。交流電源經(jīng)壓敏電阻MOV1濾掉浪涌電流，再由降壓電容C2降壓，經(jīng)整流橋堆D1～D4整流后，變成脈動(dòng)直流電源，經(jīng)濾波電容C3濾波后變成平滑直流電源，一種直接輸出至控制電路30和漏電感應(yīng)電路20，另一路經(jīng)隔離二極管D5輸出至斷路器60。隔離二極管D5用于防止斷路器節(jié)能電路50所產(chǎn)生的高壓直流電源流至控制電路30和漏電感應(yīng)電路20。
斷路器節(jié)能電路50該電路在漏電保護(hù)器接通電源或復(fù)位時(shí)提供給斷路一個(gè)較高的啟動(dòng)電壓。如圖1所示，它由工作指示回路(由二極管D6，限流電阻R11，濾波電容C13，光電藕合器A2的發(fā)光管，正常工作指示燈LED1，限流電阻R7組成)，高壓電源電路(由整流二極管D7，濾波電容C1，限流電阻R10，基極電阻R9，三極管T2，光電藕合器A2的光敏三極管，隔離二極管D8組成)和斷路器60所組成。在漏電保護(hù)器接通電源前，各部件都無電流通過，斷路器60處于斷開位置。在漏電保護(hù)器接通電源瞬間，斷路器60還處于斷開位置，用電設(shè)備未通電，工作指示回路無電流通過，光電藕合器A2的光敏三極管處于截至狀態(tài)，交流電源經(jīng)整流二極管D7和濾波電容C1變成直流電源，一路經(jīng)基極電阻R9供給三極管T2以基極電流，另一路經(jīng)限流電阻R10供給三極管T2的集電極，三極管T2導(dǎo)通，其發(fā)射極輸出較高直流電壓，經(jīng)隔離二極管D8給斷路器60供電，使其閉合。斷路器60閉合后，用電設(shè)備接通電源，工作指示回路有電流通過，正常工作指示燈LED1發(fā)出綠光，表示漏電保護(hù)器正常工作，同時(shí)在濾波電容C13反復(fù)充放電的情況下，限流電阻R11有連續(xù)電流通過，光電藕合器A2的發(fā)光管連續(xù)發(fā)光，光電藕合器A2的光敏三極管由截至轉(zhuǎn)為飽和導(dǎo)通狀態(tài)，三極管T2的基極與發(fā)射極被短路，三極管T2轉(zhuǎn)為截至狀態(tài)，停止輸出直流電壓，斷路器60由輸出較低電壓的電源電路40供電，以降低功耗。當(dāng)用電設(shè)備出現(xiàn)漏電故障，使漏電保護(hù)器的斷路器斷開時(shí)，用電設(shè)備被斷開電源，工作指示回路無電流通過，因漏電保護(hù)器仍與交流電源相接，三極管T2仍維持在導(dǎo)通狀態(tài)，高壓電源電路仍輸出較高電壓，供給斷路器60。在使漏電保護(hù)器重定時(shí)，控制電路30輸出低電平信號使斷路器60重新閉合，使工作指示回路有電路通過，從而使光電藕合器A2的光敏三極管飽和，使三極管T2截至，使高壓電源電路停止輸出電壓。此節(jié)能電路僅在斷路器60啟動(dòng)時(shí)提供較高電壓，在其閉合后自動(dòng)關(guān)閉電壓輸出，由電源電路40輸出的較低電壓維持?jǐn)嗦菲?0供電，從而降低了斷路器的功耗。
斷路器60該電路接受控制電路30的輸出信號，并相應(yīng)控制用電設(shè)備與電源的連接與中斷。如圖1所示，它僅由一個(gè)繼電器RELAY構(gòu)成，其為雙刀常開繼電器。繼電器RELAY的線圈一端與電源電路40的隔離輸出端和節(jié)能電路50的隔離輸出端同時(shí)連接，另一端與控制電路30的輸出端相連，兩個(gè)常開觸點(diǎn)與交流電源的零線N和火線L相連，兩個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)接有兩根帶絕緣體的導(dǎo)線，此兩根導(dǎo)線穿過漏電感應(yīng)電路20的零序電流互感器ZCT1的中心孔接至輸入輸出組件90的PCB端子94。當(dāng)節(jié)能電路50輸出較高電壓，并且控制電路30輸出低電位時(shí)，繼電器RELAY的線圈兩端存在較高電壓，此電壓大于繼電器RELAY的啟動(dòng)電壓，其常開觸點(diǎn)閉合，使交流電源和用電設(shè)備連接。連接后，控制電路30仍輸出低電位，節(jié)能電路50停止供電，由電源電路40向斷路器60供電，其輸出電壓較低，但此電壓大于繼電器RELAY的維持電壓，繼電器RELAY仍保持閉合狀態(tài)。當(dāng)用電設(shè)備出現(xiàn)漏電故障時(shí)，漏電感應(yīng)電路20輸出信號，使控制電路30輸出高電位，繼電器RELAY的線圈兩端電壓降低，低于維持電壓，常開觸點(diǎn)斷開，用電設(shè)備與電源斷開連接。
測試電路70該電路能測試漏電保護(hù)器是否能正常地為用電設(shè)備及人體提供漏電保護(hù)。如圖1所示，它由一個(gè)測試按鍵S2和一個(gè)限流電阻R8組成。輸入輸出組件的PCB端子的火線L端經(jīng)限流電阻R8，再經(jīng)測試按鍵S2與繼電器RELAY的連至零線N的動(dòng)觸點(diǎn)相連接。當(dāng)按下測試按鍵S2時(shí)，交流電源與限流電阻R8及測試按鍵S2構(gòu)成一個(gè)閉合回路，R8有一定電流通過，因此回路單向通過零序電流互感器ZCT1的中心孔，故使通過此中心孔的零線N和火線L的電流大小不相等，從而使漏電感應(yīng)電路20輸出信號使控制電路30輸出高電位，使斷路器60斷開，切斷用電設(shè)備電源。
復(fù)位電路80在漏電保護(hù)器遇到漏電故障跳閘后或者測試漏電保護(hù)器后，操作該電路能夠使漏電保護(hù)器快速重新合閘。如圖1所示，它由一個(gè)復(fù)位按鍵S1，濾波電容C12組成。當(dāng)零線N和火線L的電流大小不相等，使漏電感應(yīng)電路20輸出信號，使控制電路30的可控硅SCR1導(dǎo)通時(shí)，漏電指示燈LED2導(dǎo)通，這時(shí)如果按下復(fù)位鍵S1，則使漏電指示燈LED2的陽極與電源地短路，使可控硅SCR1不能維持導(dǎo)通狀態(tài)，松開復(fù)位按鍵S1后，可控硅SCR1轉(zhuǎn)為截至，漏電指示燈LED2的陽極轉(zhuǎn)為高電位，三極管T1導(dǎo)通，控制電路30輸出低電位，使斷路器60重新閉合。
權(quán)利要求1.帶有節(jié)能電路的漏電保護(hù)裝置，包括將交流電源變?yōu)橹绷麟娫吹碾娫措娐?40)，與其相接，用于檢測用電設(shè)備漏電流大小的漏電感應(yīng)電路(20)，與漏電感應(yīng)電路輸出端相接，控制與其相接的斷路器(60)動(dòng)作的控制電路(30)其特征在于；在斷路器(60)中與電源電路(40)的隔離輸出端相接的線圈端連接有由二極管D6、電容C13、指示燈LED1、限流電阻R7串接后，在電容C13兩端接電阻R11及光電藕合器A2的發(fā)光管組成的節(jié)能電路(50)的工作批示回路；在斷路器(60)與交流電源相接的兩常開觸點(diǎn)端，接有由節(jié)能電路(50)的高壓電源電路，高壓電源電路的二極管D7接常開觸點(diǎn)的一端，負(fù)極接電容C1并分別通過電阻R9，R10分別接二極管T2的集電極、基極及光電藕合器A2的光敏三極管，三極管T2的發(fā)射極接二極管D8的正極及光電藕合A2的光敏三極管的一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有節(jié)能電路的漏電保護(hù)裝置，其特征在于，漏電保護(hù)裝置的控制電路(30)的指示燈LED2，電阻R3與地之間接有由開關(guān)S1及電容C12并聯(lián)組成的快速復(fù)位電路(80)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶有節(jié)能電路的漏電保護(hù)裝置，其特征在于，漏電保護(hù)裝置中節(jié)能電路(50)的工作指示回路的電阻R7與輸入端子的火線L端之間串接有按鍵S2和電阻組成的測試電路(70)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種帶有節(jié)能電路的漏電保護(hù)裝置，解決了漏電保護(hù)裝置耗能大的問題，包括有電源電路(40)與電源電路(40)連接有漏電感應(yīng)電路(20)、控制電路(30)、斷路器(60)，漏電感應(yīng)電路(20)與控制電路(30)連接斷路器(60)連接有節(jié)能電路(50)，復(fù)位電路(80)與控制電路(30)連接，具有體積小，安全可靠，并且可方便移動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H02H3/32GK2631089SQ0324723
公開日2004年8月4日 申請日期2003年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月10日
發(fā)明者胡衛(wèi)華 申請人:東莞岳豐電子科技有限公司