專利名稱：多功能漏電保護器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實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裝置，保護功能較多，但存在下述缺點(1)、電路處于過、欠壓保護時沒有自鎖，當電路延時到時，電路會出現(xiàn)短時的再次接通現(xiàn)象，此時若電網(wǎng)電壓很高，將對所保護的電器產(chǎn)生高壓沖擊。(2)、對于延時驅(qū)動部分，當被保護的電網(wǎng)發(fā)生短路或保護器處于短路保護時，若合閘接通電路或者按壓復位按鈕及延時到自動又接通電路時，由于短路反饋信號與延時充電回路產(chǎn)生的時間差，導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粘聯(lián)而失去短路保護功能。(3)、其電路在短路保護的采樣部分，是直接從主回路中通過漏電感應線圈進出線兩端采集電壓信號進行放大后驅(qū)動過載或短路保護的。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、過載和短路保護值的設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。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，以至使電路設定的保護值存在較大的誤差。(5)、該保護裝置雖然保護功能多，但對保護器處于什么樣的保護狀態(tài)無相應指示。這樣，當用戶電路發(fā)生故障保護器處于保護狀態(tài)時，無法知道是何種故障所至。加之該裝置設置的復位按鈕為強行復位、與發(fā)生的保護狀態(tài)無互鎖關(guān)系，這對無電氣知識的用戶來說，易因盲目復位而造成不必要的損失。
本實用新型的目的是克服上述現(xiàn)有裝置的缺點，提供一種保護功能全，電路動作安全準確可靠，具有多種保護狀態(tài)顯示的電器保護裝置。
本實用新型的電路結(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)等待延時電路7的一輸出端，微分復位電路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)等待延時電路7的另一輸出端同時接執(zhí)行驅(qū)動延時電路10和微分復位電路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)動延時電路10的另外兩個輸出端分別接微分復位電路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)動延時電路10內(nèi)設有一人工復位按鈕S1。防雷電路1起對電網(wǎng)感應雷電的縱向防護作用。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)的工作情況作實時監(jiān)測，著有超標，對應的超標信號將送入多功能記憶顯示電路8以給出相應的指示，同時另一路信號則送入執(zhí)行驅(qū)動延時電路10使輸出控制繼電器11立即失電而切斷主回路，從而使電路進入保護狀態(tài)。執(zhí)行驅(qū)動延時電路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保護作用和為微分復位電路9提供驅(qū)動信號，使多功能記憶顯示電路8實現(xiàn)自動復位和手動復位。穩(wěn)態(tài)等待延時電路7是用來避免在電路開啟時，由于比較判斷電路中的基準電壓和電壓采樣電路送來的信號均沒有進入穩(wěn)定狀態(tài)，使比較判斷電路出現(xiàn)誤輸出而導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。設置了穩(wěn)態(tài)等待延時電路后，對多功能記憶顯示電路和執(zhí)行驅(qū)動延時電路的電源經(jīng)過延時等待后再提供，使比較判斷電路進入穩(wěn)定工作狀態(tài)后才讓其工作，從而避免了保護器在開啟時的誤動。由穩(wěn)態(tài)等待延時電路提供給微分復位電路的信號是用來對多功能記憶顯示電路進行初始化復位的。
本實用新型的優(yōu)點是(1)、保護功能全，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，電路將進入延時等待，若沖擊電流很快消失，電路將恢復正常，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狀態(tài)。若發(fā)生短路，電路將迅速切斷電源，有效地保護了供電線路和輸出控制繼電器的接點不被燒毀。
(4)、設有工作狀態(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行記憶顯示，為用戶排出故障和防止盲目復位提供了保障。
(5)、在過欠壓狀態(tài)時，能自動將執(zhí)行驅(qū)動部分鎖定，使其不能自動復位和人為復位；只有當恢復正常后，電路才能恢復正常工作。
附

圖1為本實用新型的電框圖。附圖2為實施例的電原理圖。
實施例見附圖。保護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、等待延時電路7、多功能記憶顯示電路8、微分復位電路9、執(zhí)行驅(qū)動延時電路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，起對感應雷電的橫向防護作用。感應雷電通過UR1，UR2從放電管FD引入大地。BL1為零序漏電感應磁環(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對漏電信號進行比較判斷。如果超標，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、短路電流感應磁環(huán)，用它來對回路中的電流進行監(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行是否延時的判斷。如發(fā)生的是過載或瞬間過載，由BL2感應到的電壓不能使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IC1C的9腳的電壓還未達到與8腳基準電壓相比的翻轉(zhuǎn)值時，回路中的過載電流恢復，由R13、C8組成的積分電路停止積分，使IC1C的9腳的電壓達不到翻轉(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導通，使BG1、BG2導通，J落下，輸出回路被切斷。如果發(fā)生了斷路，由BL2感應到的電壓會很快升高，使DW5擊穿導通，短路感應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，達到迅速分斷的目的。過欠壓采樣信號是經(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進行比較判斷的。為了防止過壓和欠壓在臨界點時使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)，相應的發(fā)光二極管被點亮。只有當故障消失，經(jīng)人為復位，按壓了S2按鈕、使BG3強制截止，C極變?yōu)楦唠娖?，由C11和R21組成的微分復位電路給IC2的所有置零端施加一復位正脈沖使其復位，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)延時電路自動復位，則同上。對IC2的初始化復位則由穩(wěn)態(tài)等待延時電路中的BG4的C極輸出信號，經(jīng)C10和R19組成的微分復位電路來提供。目的是使保護器正常開啟時，所有指示燈都不能被點亮。穩(wěn)態(tài)等待延時電路由BG4、C3、R5、DW7組成，其作用是給執(zhí)行驅(qū)動延時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)延時后供給，等待比較器電路進入穩(wěn)定狀態(tài)后再讓執(zhí)行和顯示電路工作，從而避免了開機時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)行繼電器回路中實現(xiàn)。執(zhí)行驅(qū)動延時電路的工作原理是當開機時，由等待延時電路提供的電流經(jīng)R6、D7使C4充電的同時，充電電流使BG1、BG2復合管導通，執(zhí)行繼電器J吸起，電路回路接通，輸出指示燈LED2點亮。由于BG1、BG2復合管導通進入飽和，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)。當電路出現(xiàn)故障時，由BG5集電極產(chǎn)生的低電平使BG1、BG2退出飽和導通，集電極變?yōu)楦唠娖?，J落下，同時經(jīng)R7、DW8反饋回來的高電平使BG3導通，集電極電壓變低。此時由于C4在開機時電壓充得很高，約等于DW4的穩(wěn)壓值，大于此時BG3集電極電壓，BG1、BG2不能再導通，C4通過R8放電延時。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，BG1、BG2再次導通，電路復位。如果是電網(wǎng)過壓或欠壓一直沒有恢復，BG5一直處于導通，集電極被鉗制在低電平(約等于零)。因此即使BG1、BG2延時時間到或者人工按壓S2復位均不起作用，即此時電路處于鎖定狀態(tài)。對于漏電、過載和短路造成的保護，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，等延時時間到時，J會接通回路。此時若故障尚未消除，電路又被迅速切斷，直到故障消除。所以當發(fā)生上述故障時，看到漏電、過載指示燈亮時，最好先拉下隔離開關(guān)，查出故障后再恢復通電，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，對漏電保護功能必須每月檢驗一次，因此設置漏電自檢按鈕S2，它實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，表示同一個電單元。
權(quán)利要求1.一種多功能漏電保護器，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)等待延時電路7的一輸出端，微分復位電路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)等待延時電路7的另一輸出端同時接執(zhí)行驅(qū)動延時電路10和微分復位電路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)動延時電路10的另外兩個輸出端分別接微分復位電路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)動延時電路10內(nèi)設有一人工復位按鈕S1。
專利摘要本實用新型為防雷、漏電、過欠壓過載、短路和瞬間停電的電器保護器。現(xiàn)有裝置欠安全準確可靠。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)、等待延時電路(7)多功能記憶顯示電路(8)、微分復位電路(9)執(zhí)行驅(qū)動延時電路(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