可供固化的通用單片機防電牆控制晶片的製作方法

2023-05-07 11:01:46

專利名稱：可供固化的通用單片機防電牆控制晶片的製作方法
技術領域：
本發明創造屬於單片機技術應用領域，特別涉及用電器地線和基本絕緣同時失效或地線帶電時的防電牆技術。
背景技術：
本發明創造所述防電牆技術是指在用電器地線和基本絕緣同時失效或地線帶電時能實時切斷地線和用電器電源確保人身安全的專有技術。
眾所周知，家用和類似用途電器產品標準要求用戶家中的接地必須是可靠的，其產品中也裝有帶地線的標準插頭供與插座中的地線相連以保證接地良好。而在中國和世界一些地區用電環境差，許多建築的接地是不可靠的，甚至是缺乏的。在這種情況下，合格的家用和類似用途電器也不能保證使用者的安全。本發明創造涉及的防電牆技術就是專門針對中國及世界一些地區特定環境，即在不安全的用電環境下保證使用者的安全。而在本發明創造申請日前，作為家用和類似電器控制電路中的單片機晶片不具有地線和基本絕緣同時失效時實時切斷地線和用電器電源的人身安全保護的防電牆技術，給不具有良好接地的用戶帶來安全隱患。

發明內容
本發明創造的目的就是提供一種可供固化的通用單片機防電牆控制晶片，克服家用和類似用途電器控制電路中上述已有技術存在的缺點，使不具有防電牆技術的家用和類似用途電器提供一種在用電器地線和基本絕緣同時失效或地線帶電時能實時切斷地線和用電器電源，即使在不安全電環境下也能保證使用者的安全。本發明創造通過固定地址的I/O埠的標誌位在其懸空時可供無需防電牆技術的家用和類似用途電器使用，同時I/O輸出端控制的繼電器電路同時確保在家用和類似用途電器在地線不帶電時恢復或不影響正常使用。
本發明創造解決其技術問題所採用的技術方案是包括單片機晶片及外圍結構，在單片機I/O輸入端接有跨接地線E和零線N間的電位差檢測裝置。單片機的I/O埠設有標誌位，其接地時自動接入防電牆裝置，其懸空時等效於無防電牆單片機。跨接於地線E和零線N間的電位差檢測裝置由變壓器T或阻容電路R1C1降壓，D1～D4二極體整流，電容C0穩壓管DW組成的穩壓電路及開關管Q0組成，在地線帶電時向中央處理器I/O輸入埠提供地線與零線間的電位有效信號。
本發明創造在單片機固定地址的I/O埠設有防電牆裝置接入標誌位，當標誌位接地時，開機時自動接入防電牆裝置。本發明創造同時設跨接於地線EIN和零線N間的電位差檢測裝置，該裝置由變壓器T或阻容R1C1降壓D1～D4二極體整流，電容C0、穩壓管DW及開關管Q0組成，Q0與單片機I/O輸入端相連接，向中央處理器I/O輸入埠提供地線正常或帶電邏輯信號，中央處理器通過I/O輸出埠控制繼電器執行電路的通斷。繼電器執行電路由驅動電路Q1、Q2及繼電器J1、J2組成，在其常閉觸點、常開觸點分別串接有地線EIN、EOUT及用電器電源LIN、LOUT。繼電器執行電路受控於中央處理器，在地線帶電時切斷接在繼電器J1、J2的地線及電器電源。在正常情況下，繼電器常閉觸點確保地線E1N、EOUT及用電器電源LIN、LOUT接通。繼電器執行電路受控於中央處理器，在地線帶電時切斷串接在繼電器J1、J2的地線及用電器電源。在正常情況下，繼電器常閉觸點確保地線EIN、EOUT及用電器電源LIN、LOUT的連通本實施例繼電器設置為J1、J2，對不同家用和類似用途電器可增加繼電器的數量。
本發明創造的有益效果是為家用和類似用途電器提供一種通用的可供固化的帶防電牆結構的單片機晶片，通用性強，可批量生產，適用各種家用和類似用途電器的控制晶片使用，不影響地線正常或不需要防電牆技術的情況下的使用，其單片機中央處理器也可與家用和類似用途電器單片機控制電路共享資源。


附圖是本發明創造的電原理圖。圖中EIN為地線進線端，EOUT為地線出線端，即與用電器接地端相連；LIN為火線進線端，即與用電器火線端相連；N為零線，12V為12V直流電源。I/O(1)為零地線檢測裝置輸入端，I/O(2)為固化程序標誌位，T為變壓器，R1C1為阻容電路，D1～D4為整流二極體，C0為電容，DW為穩壓器，Q0為開關管，Q1、Q2為驅動電路三極體，J1、J2為繼電器。
具體實施方式
本發明創造實施例中單片機控制晶片採用PIC16C54或PIC16C57可編程單片微處理器，實際使用時範圍可擴大為各種家用和類似用途電器單片機控制晶片。I/O(1)為零地線檢測裝置輸入端，I/O(2)為標誌位，標誌位接地有效。跨接於零線N和地線EIN之間的電位差檢測裝置由變壓器T或阻容電路R1C1(圖中虛線所示)降壓，D1～D4二極體整流，電容C0、穩壓管DW組成的穩壓電路及開關管Q0組成，開關管Q0連接於中央處理器I/O輸入埠，I/O輸出埠控制繼電器執行電路Q1、Q2、J1、J2。繼電器常閉觸點連接地線EIN和EOUT，常開觸點連接用電器LIN和LOUT。
權利要求1.一種可供固化的通用單片機防電牆控制晶片，包括單片機晶片及外圍結構，其特徵是在單片機I/O輸入端接有跨接地線E和零線N間的電位差檢測裝置。
2.根據權利要求1所述的可供固化的通用單片機防電牆控制晶片，其特徵是單片機的I/O埠設有標誌位，其接地時自動接入防電牆裝置，其懸空時等效於無防電牆單片機。
3.根據權利要求1所述的可供固化的通用單片機防電牆控制晶片，其特徵是跨接於地線E和零線N間的電位差檢測裝置由變壓器T或阻容電路R1C1降壓，D1～D4二極體整流，電容C0穩壓管DW組成的穩壓電路及開關管Q0組成，在地線帶電時向中央處理器I/O輸入埠提供地線與零線間的電位有效信號。
專利摘要本實用新型創造公開了一種可供固化的通用單片機防電牆控制晶片，屬於單片機技術領域，包括單片機晶片及外圍結構。特別涉及家用和類似用途電器通用的單片機控制電路中用電器地線和基本絕緣同時失效或地線帶電時旨在保護人身安全的防電牆技術。主要特徵是在單片機I/O輸入端接有地線和零線間的電壓檢測電路。單片機依據指定I/O埠的接地與否，決定是否接入防電牆裝置，依據零地線間有效的電位差信號，實時切斷地線及用電器電源。本實用新型創造適用家用和類似用途電器的各種控制方式及不同用電器使用，特別適用於具有上述功能的單片機的批量固化。本實用新型創造提供的防電牆控制晶片供不具有上述功能的家用和類似用途電器的控制電路使用。
文檔編號H02H3/14GK2718874SQ20042000370
公開日2005年8月17日 申請日期2004年1月29日 優先權日2004年1月29日
發明者譚啟仁 申請人:譚啟仁