一種可定時的漏電保護裝置的製作方法

2023-05-20 03:21:31 1

本發明涉及漏電保護裝置，特別是一種可定時的漏電保護裝置。

背景技術：

電給我們的生活帶來了很多便利，同時電也會給我們帶來很多的危險，過載、短路等問題，會造成電器被燒壞、甚至會導致使用者觸電，為了保證人們可以安全地使用電，避免造成不必要的損失，於是出現了漏電保護器，沿著電流流向，漏電保護器一般設置在用電器之前的電路。漏電保護器還可以設置成針對某一部分的電器使用，在某些電器發生漏電危險時，能夠單獨切斷該電器的電源而不影響其他電器，從而能夠防止因某些電器的漏電而導致全部電器都斷電的情況，有針對性的斷電不但能夠快速發現漏電源，而且能保證其他電器不受影響。隨著社會的進步，僅擁有漏電保護功能的裝置不能滿足人們日常生活用電的需求，對於一些特定的情況，如電熱風、電熱毯等通電時間過長容易造成電氣火災，某些需要充電的電器充電時間過長也會損壞電器。

技術實現要素：

基於此，有必要針對現有技術問題，提供一種可定時的漏電保護裝置，該可定時的漏電保護裝置同時具有定時和漏電保護的功能。

為解決現有技術問題，本發明公開一種可定時的漏電保護開關，包括零序電流互感器、GFCI功能控制電路、開關控制系統、線圈組件電源、線圈組件、定時程序控制部分和定時器電源；沿著電流流向，零序電流互感器設置在電能輸出端之前，零序電流互感器與GFCI功能控制電路的輸入端相連，GFCI功能控制電路輸出端連接開關控制系統；開關控制系統的輸出端連接線圈組件，獨立的線圈組件電源通過開關控制系統給線圈組件供電；定時程序控制部分連接獨立的定時器電源，定時程序控制部分的輸出端連接開關控制系統。

進一步地：開關控制系統包括有單向可控矽SCR，單向可控矽SCR的控 制端連接GFCI功能控制電路，單向可控矽SCR的陽極連接有降壓電路；單向可控矽SCR的陽極還連接有第一分壓控制電阻R9。

進一步地：線圈組件包括控制開關、放大電路和線圈LOT，沿著電流流向，控制開關設置在零序電流互感器之前的電能輸出線路；放大電路將從開關控制系統傳來的信號放大並傳給線圈LOT。

進一步地：開關控制系統還包括開關機制，開關機制的輸入端連接定時程序控制部分的輸出端，開關機制的輸出端連接有光電耦合元件IC3，光電耦合元件IC3通過第二分壓控制電阻R33控制線圈LOT的電源。

進一步地：定時程序控制部分包括控制晶片IC2和鍾頻率源，時鐘頻率源給控制晶片IC2提供時鐘頻率。

進一步地：定時程序控制部分的輸入端連接有定時開關，定時開關包括定時按鈕S1、電容C16、電阻R26，串聯的電阻R26與定時按鈕S1組成串聯電路與電容C16並聯。

進一步地：定時程序控制部分輸出端連接有定時顯示部分，定時顯示部分包括顯示數碼管SEG1，顯示數碼管SEG1有兩位數顯示功能。

進一步地：零序電流互感器設有兩個。

進一步地：沿著電流流向，零序電流互感器之後、電源輸出之前的線路之間設有串聯的測試電阻R4和測試按鈕Test。

進一步地：開關控制系統與線圈組件電源之間設有重置按鈕Reset。

本發明的有益效果為：本發明一種可定時的漏電保護裝置同時具有定時和漏電保護的功能，定時和漏電保護都有獨立的電源，有較強的抗幹擾性能，定時時間可調節的範圍大，通過設置有兩個針對不同漏電情形的零序電流互感器，漏電保護設有嚴密的監控系統，具有更可靠的漏電保護功能。

附圖說明

圖1為本發明的系統模型示意圖；

圖2為本發明整體的電路圖；

圖3為本發明GFCI功能控制電路和零序電流互感器的電路圖；

圖4為本發明開關控制系統的電路圖；

圖5為本發明線圈組件電源的電路圖；

圖6為本發明線圈組件的電路圖；

圖7為本發明定時程序控制部分的電路圖；

圖8為本發明定時器電源的電路圖；

圖9為本發明定時顯示部分的電路圖。

具體實施方式

為能進一步了解本發明的特徵、技術手段以及所達到的具體目的、功能，下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細描述。

請參閱圖1至圖9：

一種可定時的漏電保護裝置，包括零序電流互感器200、GFCI功能控制電路110、開關控制系統120、線圈組件電源130、線圈組件140、定時程序控制部分150、定時器電源160和定時顯示部分170；GFCI的英文全稱為Ground Fault Circuit Interrupter，中文名稱為接地故障電流漏電保護器，GFCI功能依照UL943標準設置；零序電流互感器200設有兩個，沿著電流流向，兩個零序電流互感器200都設置在電能輸出端之前，其中一個用於對地的漏電保護監測，另一個用於正常的漏電保護監測；兩個零序電流互感器200都與GFCI功能控制電路110的輸入端相連，GFCI功能控制電路110輸出端連接開關控制系統120；開關控制系統120的輸出端連接線圈組件140，獨立的線圈組件電源130通過開關控制系統120給線圈組件140供電，使線圈組件140可以不受電路中其他部分的幹擾，擁有獨立工作的能力；GFCI功能控制電路110內設有運算放大電路，能夠將兩個零序電流互感器200監測到的漏電信號放大並迅速傳送到開關控制系統120，從而控制線圈組件電源130給線圈組件140斷電，從而使線圈組件140內的控制開關141彈開並斷電；定時程序控制部分150連接獨立的定時器電源160，使定時程序控制部分150能夠不受電路中其他部分的幹擾，擁有獨立工作的能力，定時程序控制部分150的輸出端分別連接開關控制系統120和定時顯示部分170，定時信息通過定時顯示部分170顯示，定時信號通 過定時程序控制部分150監控，達到設置的定時時間後發出信號給開關控制系統120，從而控制線圈組件140使控制開關141彈開並斷電。

開關控制系統120包括有單向可控矽SCR，單向可控矽SCR的陽極連接有降壓電路，降壓電路由電阻R6、電阻R7、電阻R8、穩壓二極體ZD1、二極體D6和二極體D7組成；線圈組件電源130包括整流電路131；線圈組件140包括控制開關141、放大電路和線圈LOT，沿著電流流向，控制開關141設置在零序電流互感器200之前的電能輸出線路；放大電路由三極體Q2、三極體Q1和電阻R10組成，放大電路輸出端連接線圈LOT。電流經過整流電路131整流後到達降壓電路，進而將單向可控矽SCR的陽極與陰極的電壓低於轉折電壓，單向可控矽SCR處於關閉狀態，從降壓電路輸出的電流經過放大電路放大產生足夠大的電流併到達線圈LOT，線圈LOT產生足夠強的磁力使控制開關141扣合，保持正常的通電狀態。在正常的工作狀態下控制開關141才會處於扣合通電的狀態，除此以外的情況控制開關141都會由於自身的機械性質處於彈開的狀態，能夠更有效可靠地實現開關控制；控制開關141內設有彈性裝置，在無外界影響的情況下控制開關141處於彈開狀態。

單向可控矽SCR的控制端連接GFCI功能控制電路110，單向可控矽SCR的陽極還連接有第一分壓控制電阻R9；零序電流互感器200檢測到漏電信號之後經過運算放大IC1將信號放大，並輸入到單向可控矽SCR的控制端，使單向可控矽SCR處於導通狀態，降壓電路輸出的大部分電流流過第一分壓控制電阻R9，從而第一分壓控制電阻R9起到較大的分壓作用，使得即使經過放大電路放大後到達線圈LOT的電流也不足以產生能夠使控制開關141扣合的磁力，原本通過線圈LOT磁力的吸引而扣合的控制開關141彈開並斷電。

定時器電源160內設有整流器161，定時程序控制部分150包括控制晶片IC2，晶振Y1、電阻R27、電容C14和電容C15組成時鐘頻率源，時鐘頻率源給控制晶片IC2提供時鐘頻率；定時程序控制部分150的輸入端連接有定時開 關，定時開關包括定時按鈕S1、電容C16、電阻R26，電阻R26與定時按鈕S1串聯組成串聯電路與電容C16並聯；定時顯示部分包括顯示數碼管SEG1，顯示數碼管SEG1有兩位數顯示功能。按動定時按鈕S1可以設置定時的時長，所設置的時間通過顯示兩位數的顯示數碼管SEG1顯示出來，通電默認長開啟不定時狀態，初始定時默認時間為四小時，最長可定時十六小時，每按一次定時按鈕S1增加一小時，十六小時後再按定時按鈕S1返回長開啟狀態；本領域技術人員應當知道，可以根據實際需求來設定上述顯示功能和定時時間，比如說設置三位數的顯示功能，然後設定24小時，諸如此類；定時程序控制部分150根據設定的時間倒數計算，在到達預期時間後輸出斷開信號。

開關控制系統120還包括開關機制，開關機制包括開關管Q5、電阻R30和電阻R31，開關機制的輸入端連接定時程序控制部分150的輸出端，開關機制的輸出端連接有光電耦合元件IC3，光電耦合元件IC3通過第二分壓控制電阻R33控制線圈的電源。定時程序控制部分150發出的斷開信號傳達到開關機制，開關機制進而控制打開光電耦合元件IC3，此時降壓電路輸出的大部分電流通過第二分壓控制電阻R33，第二分壓控制電阻R33起到較大的分壓作用，使得即使經過放大電路放大後到達線圈LOT的電流也不足以產生能夠使控制開關141扣合的磁力，原本通過線圈LOT磁力的吸引而扣合的控制開關141彈開並斷電。

沿著電流流向，零序電流互感器200之後、電源輸出之前的線路之間設有串聯的測試電阻R4和測試按鈕Test。按下測試按鈕Test模擬漏電情況，如果控制開關141彈開並斷電，則產品的漏電保護功能完善，否則產品的漏電保護功能存在漏洞。

通過設置定時程序控制部分150中的控制晶片IC2的程序，按住定時按鈕S1，然後接通電源，進入測試模式，顯示數碼管SEG1顯示為秒鐘計時狀態，然後每按一次定時按鈕S1，產品電源輸出與斷開相互轉換，則產品的定時功能完善，否則產品的定時功能存在漏洞。

開關控制系統120與線圈組件電源130之間設有重置按鈕Reset。按下重置按鈕Reset，線圈組件電源130使開關控制系統120被短路，從而單向可控矽SCR恢復到關閉的狀態，排除漏電隱患之後，該可定時的漏電保護裝置仍然 能起到漏電保護的功能。

本發明一種可定時漏電保護裝置分別具有定時和漏電保護功能，定時功能主要通過開關控制系統120、線圈組件140、定時程序控制部分150、定時器電源160和定時顯示部分170實現，通過按動定時按鈕S1設置定時時間，到達時間後控制開關141彈開並斷電，再按動定時按鈕S1可重新通電；漏電功能主要通過GFCI功能控制電路110、開關控制系統120、線圈組件電源130、線圈組件140和零序電流互感器200實現，在零序電流互感器200監測到漏電故障時，控制開關141彈開並斷電，排除漏電隱患之後按下重置按鈕Reset可重新通電。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。