自保式無觸點保安器的製作方法
2023-05-15 23:29:56
專利名稱：自保式無觸點保安器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於保安器製造領域。
本實用新型現有技術領域中的已有技術是公告號為CN2035926U的《觸電、漏電及過電壓安全保護裝置》，該裝置包括互感器、觸發電路、時基電路、復位控制電路、電源、過壓檢測電路、執行繼電器等幾個部分構成。其不足之處是一是該裝置的復位控制電路為自動復位式，不具有自保功能，因而在觸、漏電、過壓故障出現而未排除前，一直呈復位－－斷開－－復位－－…，對家電的正常工作及壽命影響很大；二是採用繼電器為執行機構的控制開關，動作時間慢且壽命短。
本實用新型的設計目的是避免現有技術中的不足之處，設計一種具有一次自動復位、自保功能的自保式無觸點保安器。
本實用新型的設計方案是1、設計思想1)本保安器除保持現有保安器過壓、過流、觸漏電時的基本保護功能及自動復位功能外，採用無觸點半導體雙向可控矽做控制開關，並增設具有監護作用的一次自動復位、自保功能的結構性優而價廉。控制開關採用無觸點形式，因而無通電衝擊，無壽命限制，它既保護了用戶的線路、人身安全，也保障了家用電器的安全正常工作，避免現有技術中觸點自動復位的不足。具有監護作用一次自動復位、自保功能電路結構的設計，不僅具有自動監護的功能，而且避免了現有技術中線路故障出現且未排除前，呈復位－－斷開－－復位－－…的不足，保障了家電的正常工作及使用壽命。2)本保安器在設計上適用於220V、50HZ交流電網，電壓適用範圍寬至180V－－250V，承載電流從3A～20A，觸漏電時，動作電流小於30mA，過流動作電流小於4A～25A，過延10秒左右。3)本器配合瓷接頭設計為插式結構，內部主要器件為插接形式，以便安裝維修。整體外形設有通風、散熱孔。2、結構設計自保式無觸點保安器，它包括殼體1、電路板2、監控檢測電路3、電子開關電路4、時延電路5及降壓整流濾波電路7；降壓整流濾波電路7的電源輸入接差動感應器L1、L2的輸出端，L1、L2的輸入端接電源、直流電源輸出端分別接監控檢測電路3、電子開關電路4及時延電路5的電源端，監控檢測電路3的觸漏電過流過壓信號的輸出端接電子開關電路4的信號輸入端BG1的基極，電子開關4的電平觸發信號端接時延電路5中NE555的2腳，時延電路5的電平信號輸出端即NE555的3腳接時延開關電路6中電平信號輸入端電阻R5的一端、雙控無觸點開關電路8中繼電器J1的常閉觸點J1－2的靜觸點J1－2－1及監測發光二極體LED1的正極，LED1的負極通過限流電阻R8接降壓整流濾波電路7中電源的負極；時延開關電路6及雙控無觸點開關電路8的電源端均接降壓整流濾波電路7的電源輸出端。延時開關電路6中電阻R5的另一端接電容C5的正極及穩壓管DW1的正極，C5的負極接降壓整流濾波電路7中輸出電源的負極，DW1的負極接三極體BG2的基極，BG2的集電極接降壓整流濾波電路7中輸出電源的正極，BG2的發射極接電阻R6的一端，R6的另一端接三極體BG3的基極，BG3的集電極接電阻R7的一端及繼電器J1的一端，J1的另一端接降壓整流濾波電路7中輸出電源的正極、雙控無觸點開關電路8中J1的常閉觸點J1－2的常開靜觸點J1－2－2、雙控無觸點開關電路8中交流雙向可控矽3CTS的T1極及監控檢測電路3中差動感應器線圈L1的輸出端，R7的另一端接J1的常開觸點J1－1的靜觸點，J1－1的動觸點接復位按鈕K的一端，K的另一端接降壓整流濾波電路7中輸出電源的負極，J1－2的動觸點接雙控無觸點開關電路8中電阻R9的一端，R9的另一端接指示鉗位發光二極體LED2的正極，LED2的負極接交流雙向可控矽3CTS的雙控G極，3CTS的T2極接保安器的輸出端11。監控檢測電路3中差動感應器L2輸出端為保安器的輸出端12且與降壓整流濾波電路7中降壓電容C7的一端連接。為了實現差動感應的目的，在原零序互感器線圈L2的兩端並接一可調電阻R0，達到過流保護的目的。3、工作原理監控檢測電路3主要由差動感應器(過壓檢測電子開關4)組合而成，差動感應器為三組繞於磁芯上的線圈L1、L2、L3和R0組成。正常時，L1、L2的差動磁通感應於L3的交流電壓峰值小於D2的開啟閥值，故因D2的鉗位作用，不能打開BG1組成的電子開關4，時延電路5中NE555不動作，其3腳低電平，電路正常供電。一旦發生短路，觸漏電事故時，L1、L2的差動磁通感應於L3上的交流電壓峰值大於D2的閥值電壓，使其開通，進而打開BG1組成的電子開關，用其控制時延控制部分，使NE555翻轉動作，3腳輸出高電平，執行使命。過壓檢測主要由R1、R2、R10、D1、D3等組成，正常時D1截止，BG1不導通，時延控制部分不動作，電路正常供電。一旦電壓高於260V，則D1導通，BG1導通，時延控制部分動作，切斷電源，待電壓恢復正常後，方能供電。時延電路4由時基電路NE555和定時環節R4、C4構成，其NE555的3腳的控制能力為(12V×50mA)，正常工作時，NE555處於穩態，3腳輸出低電平，過流、漏電、觸電時，NE555工作於暫穩態，3腳輸出高電平，延時後，又跳回到穩態，3腳繼續輸出低電平，如故障未除，則繼續重複上述過程，直至正常。時延開關電路6由R5、C5、DW1、BG2、BG3、J1等組成，它主要幫助NE555完成一次復位功能，其時延約為NE555時延環節的1.3倍。當過壓、過流、觸漏電事故持續存在時，如無此部分則控制部分將反覆執行斷開－－時延－－閉合－－斷開這一循環過程，而冰箱、彩電等家電最怕這點，故設此節電路，其主要工作過程是當短路、觸漏電事故發生時，NE5553腳輸出高電位，一方面使控制部分斷開，另一方面通過R5向C5充電，直至時延後3腳翻轉輸出低電平，開通控制部分，並停止給C5充電，此時C5的熱端電位還不能打開DW1、BG2、BG3、J1組成的電子開關，控制部分向負載正常供電，但如果事故持續或頻繁存在，故NE555又會馬上翻轉輸出高電位，繼續對C5充電，使BG2、BG3、J1組成的電子開關動作，繼電器J1自保，並將控制部分直接關閉，等待用戶排除故障後，按手動開關，才能恢復送電。也就是說增設此節電路後，時延開關部分被智能化。
整流電源5由C6、D3、D4、DW2、C7等組成，其C7、D3、D4為降壓整流，DW2、C6為穩壓濾波，它可為電路提供12V、60mA的直流電壓。
交流無觸點雙向可控矽開關控制部分8的核心是雙控器件3CTS，其中的LED1、LED2為兩態指示，同時LED2依有鉗位作用，R8、R9為限流電阻。正常時，時延開關電路輸出的低電位，通過J1靜觸點，R9、LED2接至雙控G極。故雙控的T1、G兩極間有觸發電壓，而使雙控因負觸發而導通，向負載正常供電。LED2此時即指示電路處正常工作狀態。一旦發生過壓、短路、觸漏電故障時時延開關電路即輸出高電平，並通過J1靜觸點，LED2、R9接至雙控G極，雙控T1、G極都接高電位，而無觸發電壓，使雙控截止切斷向負載的供電。LED2此時起鉗位作用，以保證雙控可靠截止。而這時LED1應加上正向電壓而導通發光，指示電路有故障存在。如果復位一次後，過壓、短路、觸漏電事故持續存在，則雙控G極則直接通過LED2、R9、J1動觸點接高電位，而使雙控截止向負截供電，等待用戶排除故障，即LED1熄滅後，觸動按鍵K方能恢復向負載供電，此時LED1為監測故障是否存在之用。
本實用新型與現有技術相比，一是採用監護作用一次自動復位、自保功能電路的設計，避免了現有技術中線路故障出現未排除前，呈復位－－斷開－－復位－－…的不足，保證了家電的正常工作及使用壽命；二是控制開關採用無觸點結構的設計，實現了無通電衝擊、無壽命限制，不僅保護了用戶的線路，而且保證了人身安全及家電的安全正常工作；三是具有結構設計新穎、簡單、造價低的優點。目前已制有樣機，經實測性能穩定可靠。
圖1是自保式無觸點保安器的示意圖。
圖2是自保式無觸點保安器的電路原理圖。
圖3是自保式無觸點保安器的印製板示意圖。
實施例圖1～圖3是自保式無觸點保安器的一種實施例。
實施1、首先參照附圖2、3購置元器件及外協印製板；2、參照附圖2將元器件準確無誤地接在印製板上；3、調試調試時，先不插入NE555，並按電路要求準確接好進出線，測調整流穩後的直流電壓使之符合要求，(因板子帶電，測時當心觸電)，後將集成塊插座接R5的一座用導線接地，此時負載應正常得電斷之，則因可靠斷電，反覆試之，最後取掉導線、插入NE555，保安器應能向負載正常供電，再後即可試驗其保安性能，先用10K／2W的電阻同時觸及出相線和進零線，應是負載失電，同時可見LED2熄、LED1燈亮，經10秒左右，又是負載得電，即可見LED1滅、LED2亮為正常，緊接著重複上述動作，則負載又應失電，且不再按動K，不得電為正常。然後先一預定耗流的用電器接於本器輸出端11、12，並細調R0使之剛好斷電。再接入耗流比預定值略小的電器，本器不在斷電為正常。最後再設法將接入本器輸入輸出，9、10端的電壓要高到260V，調R1使之剛好斷電後略降電壓，本器不在斷電為正常。
權利要求1.一種自保式無觸點保安器，它包括殼體1、電路板2、監控檢測電路3、電子開關電路4、時延電路5及降壓整流濾波電路7；降壓整流濾波電路7的電源輸入端接差動感應器L1、L2的輸出端，L1、L2的輸入端接電源、直流電源輸出端分別接監控檢測電路3、電子開關電路4及時延電路5的電源端，監控檢測電路3的觸漏電過流過壓信號的輸出端接電子開關電路4的信號輸入端BG1的基極，電子開關4的電平觸發信號端接時延電路5中NE555的2腳，其特徵是時延電路5的電平信號輸出端即NE555的3腳接時延開關電路6中電平信號輸入端電阻R5的一端、雙控無觸點開關電路8中繼電器J1的常閉觸點J1-2的靜觸點J1-2-1及監測發光二極體LED1的正極，LED1的負極通過限流電阻R8接降壓整流濾波電路7中電源的負極；時延開關電路6及雙控無觸點開關電路8的電源端均接降壓整流濾波電路7的電源輸出端。
2.根據權利要求1所述的自保式無觸點保安器，其特徵是時延開關電路6中電阻R5的另一端接電容C5的正極及穩壓管DW1的正極，C5的負極接降壓整流濾波電路7中輸出電源的負極，DW1的負極接三極體BG2的基極，BG2的集電極接降壓整流濾波電路7中輸出電源的正極，BG2的發射極接電阻R6的一端，R6的另一端接三極體BG3的基極，BG3的集電極接電阻R7的一端及繼電器J1的一端，J1的另一端接降壓整流濾波電路7中輸出電源的正極、雙控無觸點開關電路8中J1的常閉觸點J1－2的常開靜觸點J1－2－2、雙控無觸點開關電路8中交流雙向可控矽3CTS的T1極及監控檢測電路3中差動感應器線圈L1的輸出端，R7的另一端接J1的常開觸點J1－1的靜觸點，J1－1的動觸點接復位按鈕K的一端，K的另一端接降壓整流濾波電路7中輸出電源的負極，J1－2的動觸點接雙控無觸點開關電路8中電阻R9的一端，R9的另一端接指示鉗位發光二極體LED2的正極，LED2的負極接交流雙向可控矽3CTS的雙控G極，3CTS的T2極接保安器的輸出端11。
3.根據權利要求1所述的自保式無觸點保安器，其特徵是監控檢測過壓電路3中差動感應器L2輸出端為保安器的輸出端12且與降壓整流濾波電路7中降壓電容C7的一端連接。
4.根據權利要求1所述的自保式無觸保安器，其特徵是在原零序互感器的線圈L2的兩端並接一可調電阻R0。
專利摘要自保式無觸點保安器除保持現有保安器過壓、過流、觸漏電時的基本保護功能及自動復位功能外，一是控制開關採用無觸點電路結構，因而無通電衝擊、無壽命限制，它既保護了用戶的線路、人身安全，也保障了家電的安全正常工作；二是具有監護作用的一次自動復位、自保功能電路結構的設計，不僅具有自動監護的功能，而且避免了現有技術中線路故障出現且未排除前，呈復位——斷開——復位——…的不足，保證了家電的正常工作和使用壽命。具有結構設計新穎簡單、造價低、工作穩定可靠的優點。
文檔編號H02H3/10GK2103867SQ9122385
公開日1992年5月6日 申請日期1991年8月27日 優先權日1991年8月27日
發明者馬榮 申請人:馬榮