插座式接地故障斷路器的製作方法

2023-07-24 11:56:21 2

專利名稱：插座式接地故障斷路器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種插座式接地故障斷路器，簡稱GFCI，尤其是涉及採用電磁式脫扣器的GFCI。
背景技術：
目前，由於接地故障斷路器能在一定程度上防止人身觸電以及有效的防止接地故障造成的設備及火災事故，因而受到廣泛應用。
現有的插座式接地故障斷路器包括輸入電路、漏電故障檢測放大電路、接地中性故障檢測放大電路、信號控制電路、輸出電路。電源信號通過輸入電路經整流電路A後到信號控制電路，漏電故障檢測放大電路產生漏電檢測信號輸入給信號控制電路，接地中性故障檢測放大電路產生接地故障檢測信號輸出給信號控制電路，信號控制電路對信號處理後分別輸出給輸出電路。
輸入電路的整流電路由4個整流二極體D1、D2、D3、D4組成，把交流電轉變成直流電。D1、D2連接處，D3、D4連接處構成交流輸入端與GFCI的電源端連接，D2、D3連接處為直流電源負載端，此處在以後敘述稱「輸入電路的陰極」，D1、D4連接處為「輸入電路的陽極」，正常工作時，斷路器的插座輸出和接線輸出均有電輸出，斷路器處於復位狀態。
漏電故障檢測放大電路和接地中性故障檢測放大電路的檢測線圈用於檢測漏電信號和接地故障信號，當檢測到有漏電或接地故障時，送到信號控制電路處理，信號控制電路中的集成電路IC檢查此信號是否對人或設備有傷害或損壞，如果有則快速產生一個觸發信號，觸發單向可控矽SCR1工作，導致三極體Q1截止，工作線圈J1也隨著停止工作，斷路器彈性動觸頭K1、K2、K3、K4斷開，斷路器輸出端無電流輸出，斷路器處於脫扣狀態。
現有的GFCI不僅可以通過上蓋面板的插孔來連接負載，還可以通過負載接線螺釘來連接負載，當斷路器本身有故障時若輸入電源端接入電源，在無指示狀態下，使用者可能繼續使用，往往易發生觸電情況，給人身安全帶來了很大的隱患。

發明內容
本實用新型的目的是提供一種採用電磁式脫扣並帶有自身接地故障檢測功能的插座式接地故障斷路器。
為此，本實用新型提供的插座式接地故障斷路器包括輸入電路、漏電故障檢測放大電路、接地中性故障檢測放大電路、由集成電路IC和復位脫扣驅動電路組成的信號控制電路、輸出電路，其還包括自身接地故障檢測電路，自身接地故障檢測電路連接在輸入電路和復位脫扣驅動電路之間。
自身接地故障檢測電路包括壽命終止燈LED2、NPN三極體Q2、發光二極體LED1、光敏電阻R12、由測試按鈕TEST和復位按鈕RESET控制的常閉開關S1、單向可控矽SCR2、電容C2、電阻R6，NPN三極體Q2的基極經電阻連接在輸入電路的陽極與復位脫扣驅動電路的線圈J1之間，NPN三極體Q2的基極與單向可控矽SCR2的陽極相連，NPN三極體Q2的發射極經二極體D5與復位脫扣驅動電路的NPN三極體Q1的集電極相連，發射極經二極體D5的陰極與壽命終止燈LED2的陰極相連，壽命終止燈LED2的陽極連接開關S1的一端，開關S1的另一端與發光二極體LED1的陰極相連，發光二極體LED1的陽極連接電源的陽極，發光二極體LED1與光敏電阻R12配合工作，帶光敏電阻R12的支路一端連接在輸入電路的陽極與線圈J1之間，另一端接入輸入電路的陰極，帶光敏電阻R12的支路由光敏電阻R12、極性電容C2與電阻R6的並聯電路串聯而成，單向可控矽SCR2的可控端連接在光敏電阻R12與由極性電容C2、電阻R6組成的並聯電路的連接處。
為了更好的反映出斷路器負載端的通電狀態，還可以在本實用新型的負載端並聯一發光二極體LED3支路。
由於上述插座式故障接地斷路器具備了對斷路器自身故障的指示功能，並能在檢測到自身有故障的同時使得斷路器的負載端斷電，能有效防止人身觸電，具有更安全、方便、功能更加完善的特點。
以下結合附圖及實施例對本實用新型的技術內容作進一步說明。


圖1為本實用新型的電路方框圖。
圖2為本實用新型一種實施例的電原理圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型提供的插座式接地故障斷路器包括輸入電路、漏電故障檢測放大電路、接地中性故障檢測放大電路、由集成電路IC和復位脫扣驅動電路組成的信號控制電路、輸出電路，其還包括自身接地故障檢測電路，自身接地故障檢測電路連接在輸入電路和復位脫扣驅動電路之間。
如圖2所示，輸入電路由4個整流二極體D1、D2、D3、D4組成的整流電路，漏電故障檢測放大電路、接地中性故障檢測放大電路包括用於檢測漏電信號和接地故障信號的檢測線圈CT、NT，復位脫扣驅動電路包括可控矽SCR1、三極體Q1、線圈J1以及偏置電路，自身接地故障檢測電路包括壽命終止燈LED2、NPN三極體Q2、發光二極體LED1、光敏電阻R12、由測試按鈕TEST和復位按鈕RESET控制的常閉開關S1、單向可控矽SCR2、電容C2、電阻R6，NPN三極體Q2的基極經電阻連接在輸入電路的陽極與復位脫扣驅動電路的線圈J1之間，NPN三極體Q2的基極與單向可控矽SCR2的陽極相連，NPN三極體Q2的發射極經二極體D5與復位脫扣驅動電路的NPN三極體Q1的集電極相連，發射極經二極體D5的陰極與壽命終止燈LED2的陰極相連，壽命終止燈LED2的陽極連接開關S1的一端，開關S1的另一端與發光二極體LED1的陰極相連，發光二極體LED1的陽極連接電源的陽極，發光二極體LED1與光敏電阻R12配合工作，帶光敏電阻R12的支路一端連接在輸入電路的陽極與線圈J1之間，另一端接入輸入電路的陰極，帶光敏電阻R12的支路由光敏電阻R12、極性電容C2與電阻R6的並聯電路串聯而成，單向可控矽SCR2的可控端連接在光敏電阻R12與由極性電容C2、電阻R6組成的並聯電路的連接處，電阻R6使得極性電容C2的充電時間比斷路器接地故障功能的反應時間長。
自身接地故障檢測電路在正常接線下電源首次通電或按復位按鈕RESET後按測試按鈕TEST情況下，檢測斷路器自身接地故障功能是否正常。
在正常接線下電源首次通電時，三極體Q1導通，電磁線圈J1工作，從而帶動開關K1、K2、K3、K4閉合工作，插座式接地故障斷路器的輸出電路有電輸出，即接線輸出端子和插座輸出端子有電輸出，發光二極體LED3發光，指示負載端有電。同時插座式接地故障斷路器的自身接地故障檢測電路工作，通過由E點-LED1-S1-Q1-D3-F點形成的模擬接地故障迴路對斷路器自身的接地故障功能進行檢測，開關S1為常閉開關，光敏電阻R12因發光二極體LED1的點亮而導通。
若插座式接地故障斷路器的接地故障功能正常，因模擬接地故障迴路的導通則插座式接地故障斷路器的SCR1工作，三極體Q1截止，模擬接地故障迴路斷開，發光二級管LED1熄滅，斷開開關K1、K2、K3、K4，使插座式接地故障斷路器處於脫扣狀態，三極體Q2截止，光敏電阻R12因發光二極體LED1的熄滅而截止，極性電容C2的充電時間比斷路器接地故障功能的反應時間長，故此時可控矽SCR2的可控端電勢低於其工作電勢，可控矽SCR2不工作。可以按復位按鈕RESET復位，使得常閉開關S1打開，斷開模擬接地故障迴路，斷路器正常復位工作。
若插座式接地故障斷路器的接地故障功能不正常，集成電路IC沒有觸發信號輸出，SCR1不工作，三極體Q1導通，模擬接地故障迴路一直導通，使得光敏電阻R12一直導通，極性電容C2的充電時間足夠，可控矽SCR2工作，三極體Q2截止，線圈J1脫扣，開關K1、K2、K3、K4斷開，插座式接地故障斷路器的負載端斷電，發光二極體LED3熄滅，指示負載端沒電，從而確保了安全，同時因為壽命終止燈LED2一直點亮，指示插座式接地故障斷路器的接地故障功能不正常，此插座式接地故障斷路器壽命終止。
在正確接線下，按復位按鈕RESET，即導通A點和B點，同時斷開常閉開關S1，可控矽SCR1停止工作，復位按鈕RESET斷開A點和B點後，可控矽SCR1依然不工作，三極體Q1工作，此時按測試按鈕TEST，閉合常閉開關S1，由E點-LED1-S1-Q1-D3-F點形成的模擬接地故障迴路對斷路器自身的接地故障功能進行檢測，檢測原理同上所述。
權利要求1.一種插座式接地故障斷路器，包括輸入電路、漏電故障檢測放大電路、接地中性故障檢測放大電路、由集成電路(IC)和復位脫扣驅動電路組成的信號控制電路、輸出電路，其特徵在於其還包括自身接地故障檢測電路，自身接地故障檢測電路連接在輸入電路和復位脫扣驅動電路之間。
2.根據權利要求1所述的插座式接地故障斷路器，其特徵還在於自身接地故障檢測電路包括壽命終止燈(LED2)、NPN三極體(Q2)、發光二極體(LED1)、光敏電阻(R12)、由測試按鈕(TEST)和復位按鈕(RESET)控制的常閉開關(S1)、單向可控矽(SCR2)、電容(C2)、電阻(R6)，NPN三極體(Q2)的基極經電阻連接在輸入電路的陽極與復位脫扣驅動電路的線圈(J1)之間，NPN三極體(Q2)的基極與單向可控矽(SCR2)的陽極相連，NPN三極體(Q2)的發射極經二極體(D5)與復位脫扣驅動電路的NPN三極體(Q1)的集電極相連，發射極經二極體(D5)的陰極與壽命終止燈(LED2)的陰極相連，壽命終止燈(LED2)的陽極連接開關(S1)的一端，開關(S1)的另一端與發光二極體(LED1)的陰極相連，發光二極體(LED1)的陽極連接電源的陽極，發光二極體(LED1)與光敏電阻(R12)配合工作，帶光敏電阻(R12)的支路一端連接在輸入電路的陽極與線圈(J1)之間，另一端接入輸入電路的陰極，帶光敏電阻(R12)的支路由光敏電阻(R12)、極性電容(C2)與電阻(R6)的並聯電路串聯而成，單向可控矽(SCR2)的可控端連接在光敏電阻(R12)與由極性電容(C2)、電阻(R6)組成的並聯電路的連接處。
3.根據權利要求1或2所述的插座式接地故障斷路器，其特徵還在於斷路器的負載端並聯一發光二極體(LED3)支路。
專利摘要一種採用電磁式脫扣並帶有自身接地故障檢測功能的插座式接地故障斷路器，插座式接地故障斷路器包括輸入電路、漏電故障檢測放大電路、接地中性故障檢測放大電路、由集成電路IC和復位脫扣驅動電路組成的信號控制電路、輸出電路，其還包括自身接地故障檢測電路，自身接地故障檢測電路連接在輸入電路和復位脫扣驅動電路之間。該插座式接地故障斷路器具備了對斷路器自身故障的指示功能，並能在檢測到自身有故障的同時使得斷路器的負載端斷電，能有效防止人身觸電，具有更安全、方便、功能更加完善的特點。
文檔編號H01H71/24GK2877102SQ20062003950
公開日2007年3月7日 申請日期2006年2月14日 優先權日2006年2月14日
發明者時傑 申請人:溫州永泰電器有限公司