專利名稱：一種用于電氣設備交流輸入過欠壓保護裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于電氣設備的保護裝置，特別是涉及一種能夠快速切斷過高或過低的交流輸入電壓，以保護后面的用戶設備安全的交流輸入過欠壓保護裝置。
背景技術：
目前，由于電網上的負載千變萬化，并充滿著各種諧波的污染，導致電網隨時都可 能發(fā)生浪涌及跌落的現(xiàn)象。因此，如果不對電網進行必要的檢測，并采取相應的保護措施， 一旦電網發(fā)生浪涌或跌落的現(xiàn)象，將很可能危機到用戶設備的安全，甚至導致用戶設備被 燒毀；特別是過高的浪涌電壓，更是用戶設備安全的一大安全隱患。所以，為了提高用戶設 備的安全性及工作可靠性，需對電網增加相應的保護裝置?，F(xiàn)有的保護裝置一般采用晶體 管或CPU進行設計，但當采用晶體管進行設計時，電路結構往往會比較復雜，且功耗較大； 當采用CPU進行設計時，在現(xiàn)有技術條件下只能檢測電網的浪涌電壓，而不能檢測其低壓 狀態(tài)；此外，采用CPU進行設計的成本也比較高。

實用新型內容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術之不足，提供一種用于電氣設備交流輸入 過欠壓保護裝置，該裝置不僅能對電網的過壓及欠壓進行自動檢測和控制，而且能對電網 的浪涌及跌落電壓進行快速分離，以確保后面的用戶設備能夠在安全的狀態(tài)下進行正常工 作。此外，該裝置還能防止因交流輸入瞬間過高或過低壓產生的繼電器誤動作而使交流輸 入斷開的情況發(fā)生，從而保證用戶設備工作的可靠性和穩(wěn)定性。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是一種用于電氣設備交流輸入過 欠壓保護裝置，它是由全橋整流濾波電路、過壓檢測電路、欠壓檢測電路和繼電器控制保護 電路組成；全橋整流濾波電路的輸出分別接至過壓檢測電路和欠壓檢測電路的輸入，全橋 整流濾波電路將交流輸入電壓整流后轉化為電壓比較平穩(wěn)的直流電壓，并將該直流電壓輸 出給過壓檢測電路和欠壓檢測電路；過壓檢測電路和欠壓檢測電路的輸出分別接至繼電器 控制保護電路的輸入，過壓檢測電路和欠壓檢測電路分別檢測全橋整流濾波電路所輸給的 直流電壓是否偏高或偏低，并向繼電器控制保護電路輸出控制信號。所述的全橋整流濾波電路包括由二極管D4、二極管D5、二極管D6和二極管D7組 成的全波整流電路，由電阻R9和電阻RlO組成的取樣電路，以及由電容C3組成的濾波電 路；全波整流電路的輸出接至濾波電路的輸入，濾波電路的輸出接至取樣電路的輸入。所述的過壓檢測電路包括由電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電容Cl、 二極管Dl和運算放大器IClA組成的一級過壓比較電路，以及由電阻R6、電阻R7、電阻R8、 電容C2、和運算放大器IClB組成的二級過壓比較電路；一級過壓比較電路的輸入接至全橋 整流濾波電路的輸出；一級過壓比較電路的輸出接至二級過壓比較電路的輸入。所述的欠壓檢測電路包括由電阻R11、電阻R12、電阻R13、電容C4、二極管D2和運 算放大器IClC組成的一級欠壓比較電路，以及由電阻R14、電阻R15、電阻R16、電容C5和運算放大器IClD組成的二級欠壓比較電路；一級欠壓比較電路的輸入接至全橋整流濾波電路的輸出；一級欠壓比較電路的輸出接至二級欠壓比較電路的輸入。所述的繼電器控制保護電路包括由電阻R17、電阻R18、電容C6和場效應管Ql組 成的繼電器控制電路，以及由繼電器RLYl和二極管D3組成的保護電路；繼電器控制電路的 輸入分別與過壓檢測電路和欠壓檢測電路的輸出相連接；繼電器控制電路的輸出接至保護 電路的輸入。本實用新型的一種用于電氣設備交流輸入過欠壓保護裝置，其具體實現(xiàn)過程為 交流輸入電壓經過全橋整流濾波電路后轉化為低壓直流信號，并將該信號分別送至過壓檢 測電路和欠壓檢測電路進行檢測；當交流輸入電壓正常時，一級過壓或欠壓比較電路會輸 出高電平信號，并對電容C4、電容C5進行充電，其電壓高于基準電壓，過、欠壓檢測電路輸 出一個高電平信號使場效應管Ql導通，繼電器RLYl觸點吸合，電網給用戶設備供電；當交 流輸入電壓過高或過低時，超過裝置的設定值，一級過壓或欠壓比較電路會輸出低電平信 號，電容C4、電容C5放電，使得過壓或欠壓檢測電路輸出一個低電平信號使場效應管Ql截 止，繼電器RLYl觸點放開，電網停止給用戶設備供電；當交流輸入電壓瞬間時，此時一級過 壓或欠壓比較電路會輸出低電平信號，電容C4或電容C5開始放電，但由于輸入電壓是瞬間 過高或過低，使得電容C4或C5放電時間很短，電容上的電壓仍大于二級過壓或欠壓比較電 路的基準電壓，使得過壓或欠壓檢測電路的輸出保持高電平，而使場效應管Ql維持導通狀 態(tài)，繼電器RLYl觸點仍然吸合，不會產生誤動作。本實用新型的有益效果是，由于采用全橋整流濾波電路、過壓檢測電路、欠壓檢測 電路和繼電器控制保護電路組成保護裝置，使得該保護裝置可以快速和有效地判別電網上 是否出現(xiàn)浪涌電壓或跌落電壓，并采取有效的措施防止電網的電壓過高或過低對用戶設備 的工作及安全造成嚴重影響；特別是在高壓交流輸入下，該保護裝置能夠在5mS內進行快 速切斷高壓交流電，從而避免了高壓交流電壓對用戶設備的造成嚴重損害的現(xiàn)象發(fā)生。此 夕卜，由于該保護裝置由普通的阻容器件、比較器和二極管等電子元件構成，使得該保護裝置 成本較低，并具有電路結構簡單、易實現(xiàn)的特點。
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步詳細說明；但本實用新型的一種用 于電氣設備交流輸入過欠壓保護裝置不局限于實施例。

圖1為本實用新型的原理框圖；圖2為本實用新型的電路連接結構示意圖。
具體實施方式
實施例，請參見圖1所示，本實用新型的一種用于電氣設備交流輸入過欠壓保護 裝置，它由全橋整流濾波電路1、過壓檢測電路2、欠壓檢測電路3和繼電器控制保護電路4 組成；其中，全橋整流濾波電路1的輸出分別接至過壓檢測電路2和欠壓檢測電路3的輸 入，全橋整流濾波電路1將交流輸入電壓整流后轉化為電壓比較平穩(wěn)的直流電壓，并將該 直流電壓輸出給過壓檢測電路2和欠壓檢測電路3 ；過壓檢測電路2和欠壓檢測電路3的 輸出分別接至繼電器控制保護電路4的輸入，過壓檢測電路2和欠壓檢測電路3分別檢測全橋整流濾波電路1所輸給的直流電壓是否偏高或偏低，并向繼電器控制保護電路4輸出 控制信號。請參見圖2的左側部分所示，全橋整流濾波電路1包括由二極管D4、二極管D5、二極管D6和二極管D7組成的全波整流電路，由電阻R9和電阻RlO組成的取樣電路，以及由電 容C3組成的濾波電路；全波整流電路的輸出接至濾波電路的輸入，濾波電路的輸出接至取 樣電路的輸入。其中，該全波整流電路中，二極管D5的負極接二極管D6的負極，二極管D5 的正極接二極管D4的負極，二極管D4的正極接二極管D7的正極，二極管D7的負極接二極 管D6的正極；二極管D5與二極管D4的節(jié)點以及二極管D6與二極管D7的節(jié)點構成該全波 整流電路的兩輸入端；二極管D5與二極管D6的節(jié)點以及二極管D4與二極管D7的節(jié)點構 成該全波整流電路的兩輸出端，其中，二極管D4與二極管D7的節(jié)點接地。組成濾波電路的 電容C3的正、負極分別接二極管D5與二極管D6的節(jié)點和二極管D4與二極管D7的節(jié)點。 電阻R9的一端接電容C3的正極，電阻R9的另一端接電阻RlO的一端，且電阻RlO的另一 端接地；電阻R9和電阻RlO的節(jié)點構成該全橋整流濾波電路1的輸出端。該全橋整流濾波 電路1中，交流輸入電源先通過二極管D4-D7所構成的全波整流電路進行整流，再經過電容 C3的濾波和電阻R9、電阻RlO的分壓采樣后，在電阻R9和電阻RlO的節(jié)點處輸出一低壓直 流信號。請參見圖2的中上部分所示，過壓檢測電路2包括由電阻R1、電阻R2、電阻R3、電 阻R4、電阻R5、電容Cl、二極管Dl和運算放大器IClA組成的一級過壓比較電路，以及由電 阻R6、電阻R7、電阻R8、電容C2和運算放大器IClB組成的二級過壓比較電路；一級過壓比 較電路的輸入接至全橋整流濾波電路1的輸出；一級過壓比較電路的輸出接至二級過壓比 較電路的輸入。其中，一級過壓比較電路中，電阻R1、電阻R2是分壓電阻，電阻Rl和電阻 R2相串接后一端接全橋整流濾波電路1的輸出，另一端接地；電阻R1、電阻R2的節(jié)點處的 輸出信號經電容Cl濾波后接運算放大器IClA的負輸入端；電阻R3的一端接電源VCC，電 阻R3的另一端與電阻R4相串接，電阻R4的另一端接地；電阻R3、電阻R4的節(jié)點處作為一 級過壓比較電路的基準電壓接運算放大器IClA的正輸入端；運算放大器IClA的負輸入端 接電容Cl的正極；二極管Dl和電阻R5相串聯(lián)后構成回差電路而連接于運算放大器IClA 的正輸入端和輸出端之間；其中，二極管Dl的正極接運算放大器IClA的正輸入端，二極管 Dl的負極通過串接電阻R5接運算放大器IClA的輸出端；運算放大器IClA的輸出端構成 一級過壓比較電路的輸出端。二級過壓比較電路中，電阻R6為上拉電阻；運算放大器IClA 的輸出端經電阻R6和電容C2濾波后接運算放大器IClB的正輸入端；其中，電阻R6的一端 接電源VCC，電阻R6的另一端接一級過壓比較電路的輸出端；電容C2的正極接一級過壓比 較電路的輸出端，電容C2的負極接地；電阻R7的一端接電源VCC，電阻R7的另一端通過串 接電阻R8接地，電阻R7和電阻R8的節(jié)點處作為二級過壓比較電路的基準電壓接運算放大 器IClB的負輸入端；運算放大器IClB的輸出端接欠壓檢測電路3的輸出端。請參見圖2的中下部分所示，欠壓檢測電路3包括由電阻R11、電阻R12、電阻R13、 電容C4、二極管D2和運算放大器IClC組成的一級欠壓比較電路，以及由電阻R14、電阻 R15、電阻R16、電容C5和運算放大器IClD組成的二級欠壓比較電路；一級欠壓比較電路的 輸入接至全橋整流濾波電路1的輸出；一級欠壓比較電路的輸出接至二級欠壓比較電路的 輸入。其中，一級欠壓比較電路中，電阻Rll、R12是分壓電阻，電阻Rll和電阻R12相串接后一端接全橋整流濾波電路ι的輸出，另一端接地；電阻R11、電阻R12的節(jié)點處的輸出信 號經電容C4濾波后接運算放大器IClC的正輸入端；二極管D2和電阻R13相串聯(lián)后構成回 差電路而連接于運算放大器IClC的正輸入端和輸出端之間，其中，二極管D2的負極接運算 放大器IClC的正輸入端，二極管D2的正極通過串接電阻R13接運算放大器IClC的輸出端； 運算放大器IClC的輸出端構成一級欠壓比較電路的輸出。二級欠壓比較電路中，電阻R14 為上拉電阻；運算放大器IClC的輸出端經電阻R14和電容C5濾波后接運算放大器IClD的 正輸入端；其中，電阻R14的一端接電源VCC，電阻R14的另一端接一級欠壓比較電路的輸 出端；電容C5的正極接一級欠壓比較電路的輸出端，電容C5的負極接地；電阻R15的一端 接電源VCC，電阻R15的另一端通過串接電阻R16接地；電阻R15、電阻R16的節(jié)點處分別 作為一級欠壓比較電路和二級欠壓比較電路的基準電壓接運算放大器IClC和運算放大器 IClD的負輸入端；運算放大器IClD的輸出端構成二級欠壓比較電路的輸出端，接繼電器控 制保護電路4的輸入端。請參見圖2的右側部分所示，繼電器控制保護電路4包括由電阻R17、電阻R18、電容C6和場效應管Ql組成的繼電器控制電路，以及由繼電器RLYl和二極管D3組成的保護 電路；繼電器控制電路的輸入分別與過壓檢測電路2和欠壓檢測電路3的輸出相連接；繼 電器控制電路的輸出接至保護電路的輸入。其中，繼電器控制電路中，場效應管Ql用于控 制繼電器RLYl的工作狀態(tài)；電阻R18和電阻R17相串接后一端接電源VCC，另一端接地；過 壓檢測電路2和欠壓檢測電路3的輸出信號接電阻R18和電阻R17的節(jié)點處；電阻R18和 電阻R17的節(jié)點處的輸出信號經電容C6濾波后接場效應管Ql的柵極，以產生場效應管Ql 的柵極偏置電壓；場效應管Ql的漏極接地。保護電路中；二極管D3用于保護繼電器RLY1， 二極管D3與繼電器RLYl相并接；二極管D3的正極接場效應管Ql的源極，二極管D3的負 極接電源VCC;繼電器RLYl的觸點一端接電網，以控制電網的通斷，繼電器RLYl的另一端 與用戶設備相連接。本實用新型的一種用于電氣設備交流輸入過欠壓保護裝置，其具體實現(xiàn)過程為 交流輸入電壓經過全橋整流濾波電路1后轉化為低壓直流信號，并將該信號分別送至過壓 檢測電路2和欠壓檢測電路3進行檢測；當交流輸入電壓正常時，一級過壓或欠壓比較電路 會輸出高電平信號，并對電容C4、電容C5進行充電，其電壓高于基準電壓，過壓檢測電路2 和欠壓檢測電路3各輸出一個高電平信號使場效應管Ql導通，則繼電器RLYl觸點吸合，電 網給用戶設備供電；當交流輸入電壓過高或過低時，超過裝置的設定值，一級過壓或欠壓比 較電路會輸出低電平信號，則電容C4、電容C5放電，使得過壓檢測電路2或欠壓檢測電路3 輸出一個低電平信號使場效應管Ql截止，則繼電器RLYl觸點放開，電網停止給用戶設備供 電；當交流輸入電壓瞬間過高或過低時，此時一級過壓或欠壓比較電路會輸出低電平信號， 電容C4或電容C5開始放電，但由于輸入電壓是瞬間過高或過低，使得電容C4或C5放電 時間很短，電容上的電壓仍大于二級過壓或欠壓比較電路的基準電壓，使得過壓檢測電路2 或欠壓檢測電路3的輸出保持高電平，而使場效應管Ql維持導通狀態(tài)，繼電器RLYl觸點仍 然吸合，不會誤動作。因此，這時電網仍給用戶設備供電。本實用新型的一種用于電氣設備交流輸入過欠壓保護裝置，由于其采用全橋整流 濾波電路1、過壓檢測電路2、欠壓檢測電路3和繼電器控制保護電路4組成保護裝置，使得 該保護裝置可以快速和有效地判別電網上是否出現(xiàn)浪涌電壓或跌落電壓，并采取有效的措施防止電網的電壓過高或過低對用戶設備的工作及安全造成嚴重影響；特別是在高壓交流 輸入下，該保護裝置能夠在5ms內進行快速切斷高壓交流電，從而避免了高壓交流電壓對 用戶設備的造成嚴重損害的現(xiàn)象發(fā)生。此外，由于該保護裝置由普通的阻容器件、比較器和二極管等電子元件構成，使得該保護裝置的成本較低，且電路結構簡單。 上述實施例僅用來進一步說明本實用新型的一種用于電氣設備交流輸入過欠壓 保護裝置，但本實用新型并不局限于實施例，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施 例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均落入本實用新型技術方案的保護范圍內。
權利要求一種用于電氣設備交流輸入過欠壓保護裝置，其特征在于它是由全橋整流濾波電路、過壓檢測電路、欠壓檢測電路和繼電器控制保護電路組成；全橋整流濾波電路的輸出分別接至過壓檢測電路和欠壓檢測電路的輸入，全橋整流濾波電路將交流輸入電壓整流后轉化為電壓比較平穩(wěn)的直流電壓，并將該直流電壓輸出給過壓檢測電路和欠壓檢測電路；過壓檢測電路和欠壓檢測電路的輸出分別接至繼電器控制保護電路的輸入，過壓檢測電路和欠壓檢測電路分別檢測全橋整流濾波電路所輸給的直流電壓是否偏高或偏低，并向繼電器控制保護電路輸出控制信號。
2.根據權利要求1所述的用于電氣設備交流輸入過欠壓保護裝置，其特征在于所述 的全橋整流濾波電路包括由二極管D4、二極管D5、二極管D6和二極管D7組成的全波整流 電路，由電阻R9和電阻RlO組成的取樣電路，以及由電容C3組成的濾波電路；全波整流電 路的輸出接至濾波電路的輸入，濾波電路的輸出接至取樣電路的輸入。
3.根據權利要求1所述的用于電氣設備交流輸入過欠壓保護裝置，其特征在于所述 的過壓檢測電路包括由電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電容Cl、二極管Dl和運 算放大器IClA組成的一級過壓比較電路，以及由電阻R6、電阻R7、電阻R8、電容C2、和運算 放大器IClB組成的二級過壓比較電路；一級過壓比較電路的輸入接至全橋整流濾波電路 的輸出；一級過壓比較電路的輸出接至二級過壓比較電路的輸入。
4.根據權利要求1所述的用于電氣設備交流輸入過欠壓保護裝置，其特征在于所述 的欠壓檢測電路包括由電阻Rl 1、電阻R12、電阻R13、電容C4、二極管D2和運算放大器IClC 組成的一級欠壓比較電路，以及由電阻R14、電阻R15、電阻R16、電容C5和運算放大器IClD 組成的二級欠壓比較電路；一級欠壓比較電路的輸入接至全橋整流濾波電路的輸出；一級 欠壓比較電路的輸出接至二級欠壓比較電路的輸入。
5.根據權利要求1所述的用于電氣設備交流輸入過欠壓保護裝置，其特征在于所述 的繼電器控制保護電路包括由電阻R17、電阻R18、電容C6和場效應管Ql組成的繼電器控 制電路，以及由繼電器RLYl和二極管D3組成的保護電路；繼電器控制電路的輸入分別與過 壓檢測電路和欠壓檢測電路的輸出相連接；繼電器控制電路的輸出接至保護電路的輸入。
專利摘要本實用新型公開了一種用于電氣設備交流輸入過欠壓保護裝置，包括全橋整流濾波電路、過壓檢測電路、欠壓檢測電路和繼電器控制保護電路；全橋整流濾波電路的輸出分別接至過壓檢測電路和欠壓檢測電路的輸入，全橋整流濾波電路將交流輸入電壓整流后轉化為電壓比較平穩(wěn)的直流電壓，并將該直流電壓輸出給過壓檢測電路和欠壓檢測電路；過壓檢測電路和欠壓檢測電路的輸出分別接至繼電器控制保護電路的輸入，過壓檢測電路和欠壓檢測電路分別檢測全橋整流濾波電路所輸給的直流電壓是否偏高或偏低，并向繼電器控制保護電路輸出控制信號。該保護裝置成本低、電路結構簡單，并能對電網的過壓及欠壓進行自動檢測和控制，以確保用戶設備能夠在安全的狀態(tài)下進行正常工作。
文檔編號H02H11/00GK201590645SQ200920317068
公開日2010年9月22日 申請日期2009年12月10日 優(yōu)先權日2009年12月10日
發(fā)明者湯賢椿, 沈小娟, 許勇枝, 黃詹江勇 申請人:廈門科華恒盛股份有限公司;漳州科華技術有限責任公司