電接線保護裝置的製作方法
2023-11-08 10:26:47
專利名稱：電接線保護裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用電安全保護領域，尤其涉及具有輸入端與輸出端之間的分斷特性的電接線保護裝置。
背景技術：
為避免家用電器的漏電流對使用者造成傷害，通常在家用電器，諸如電熱水器、冰箱等，的電源輸入側安裝具有漏電流保護功能的電接線保護裝置，例如漏電保護插頭。在日常生活中，我們發現，現有的普通插頭及漏電保護插頭在正常使用中，經常由於插座質量等問題引起插頭的插銷與插座片接觸不良，繼而導致插銷溫度過高而損壞插頭，嚴重者甚至引起火災，給人們的生命及財產安全帶來巨大隱患。因此，市場上迫切需要一種帶有插銷過熱保護功能的漏電保護插頭。
發明內容
本發明的申請人曾於2010年2月3日向中國專利局遞交了一份申請號為 2010201069637、名稱為「電接線保護裝置」的發明專利申請，在此全文引用，作為參考。本發明的一個目的是為了克服現有技術中的上述缺陷，提供具有過熱保護功能的電接線保護裝置。根據本發明的一個實施例，提供了一種電接線保護裝置，其包括相線通路、零線通路，其中所述相線通路包括第一開關，所述零線通路包括第二開關；錯誤檢測電路，包括一個帶有一個次級繞組的電流互感器，配置為響應於所述相線通路和零線通路的錯誤而在所述次級繞組產生第一錯誤檢測信號；溫控開關，當溫度超過預定閾值時，所述溫控開關閉合，從而產生第二錯誤檢測信號；信號驅動電路，連接到所述次級繞組以及所述溫控開關， 配置為響應於所述第一錯誤檢測信號和/或第二錯誤檢測信號而產生驅動信號；脫扣組件，連接到所述信號驅動電路，配置為響應於所述驅動信號而斷開所述第一開關和第二開關，從而斷開相線通路、零線通路的連接。根據本發明的一個實施例，電接線保護裝置還包括連接於所述相線通路輸入端的第一插銷片以及連接於所述零線通路輸入端的第二插銷片；所述溫控開關設置於所述第一插銷片和第二插銷片之間。根據本發明的一個實施例，電接線保護裝置中的所述溫控開關設置於所述第一插銷片內側，並靠近所述第一插銷片，所述第一插銷片和所述溫控開關之間設有電絕緣導熱片。根據本發明的一個實施例，電接線保護裝置中的所述信號驅動電路包括可控矽元件；所述次級繞組的一端連接到所述可控矽元件的控制極；所述溫控開關的兩端分別連接到所述可控矽元件的控制極或陽極。根據本發明的一個實施例，電接線保護裝置中的所述電流互感器還包括連接於所述相線通路中的第一初級繞組、連接於所述零線通路中的第二初級繞組。
根據本發明的一個實施例，電接線保護裝置還包括地線通路，該地線通路包括第三開關；所述電流互感器還包括連接於所述地線通路之中的第三初級繞組，該第三初級繞組的匝數不同於所述第一初級繞組和所述第二初級繞組；所述錯誤檢測電路還配置為響應於所述地線通路的錯誤而在所述次級繞組產生第一錯誤檢測信號；所述脫扣組件配置為還響應於所述驅動信號而斷開所述第三開關，從而斷開地線通路的連接。
根據本發明的一個實施例，電接線保護裝置中的所述第三開關包括一個可動懸臂和一對可以互相接觸的電觸點，其中一個電觸點設於所述可動懸臂的活動端；所述脫扣組件包括一個限位裝置；所述可動懸臂穿過所述限位裝置，所述限位裝置用於限制所述可動懸臂的活動範圍。根據本發明的一個實施例，電接線保護裝置中還包括第一指示元件，連接於所述信號驅動電路之中；第二指示元件，連接於所述第三開關的兩端。根據本發明的一個實施例，電接線保護裝置中還包括設置於所述相線通路以及零線通路的輸出側的電屏蔽層；所述電流互感器還包括一個初級繞組，該初級繞組的一端連接到所述電屏蔽層、另一端連接到所述相線通路輸入側與所述零線通路輸入側之間。採用本發明中的電接線保護裝置，可以為各種原因造成的溫度過熱提供保護功能，從而為電氣安全提供了更好的保障。
通過參照附圖閱讀以下所作的對非限制性實施例的詳細描述，本發明的其它特徵、目的和優點將會變得更明顯。圖1所示為本發明的一個實施例的電接線保護裝置的電路示意圖；圖2所示為本發明的另一個實施例的電接線保護裝置的電路示意圖；圖3所示為本發明的一個實施例的電接線保護裝置的外形圖；圖4所示為本發明的一個實施例的電接線保護裝置的分解結構圖；圖5所示為本發明的一個實施例的電接線保護裝置的局部分解結構圖；圖6所示為本發明的一個實施例的電接線保護裝置的局部結構圖；其中，相同或相似的附圖標記表示相同或相似的裝置或電路。
具體實施例方式圖1所示為本發明的一個實施例的電接線保護裝置的電路示意圖。如圖1所示， 該實施例中的電接線保護裝置包括相線通路10、零線通路20，錯誤檢測電路40，溫控開關 70，信號驅動電路50，脫扣組件90。相線通路10包括輸入端11、輸出端12以及第一開關13 ；第一開關13閉合時，輸入端11和輸出端12導通。零線通路20包括輸入端21、輸出端22以及第二開關23 ；第二開關23閉合時，輸入端21和輸出端22導通。錯誤檢測電路40包括一個電流互感器49，該電流互感器49帶有連接於相線通路 10中的第一初級繞組41、連接於零線通路20中的第二初級繞組42、以及一個次級繞組45。 電流互感器49配置為響應於相線通路10和零線通路20的錯誤而在次級繞組45產生第一錯誤檢測信號。
溫控開關70的一端連接到信號驅動電路50，當溫度超過預定閾值時，溫控開關70 閉合，從而產生第二錯誤檢測信號。信號驅動電路50連接到次級繞組45以及溫控開關70，配置為響應於所述第一錯誤檢測信號和/或第二錯誤檢測信號而產生驅動信號。脫扣 組件90連接到信號驅動電路50，配置為響應於所述驅動信號而斷開第一開關13和第二開關23，從而斷開相線通路10、零線通路20的連接。具體地，在該實施例中，信號驅動電路50包括整流橋51、可控矽元件52 ；脫扣組件90包括電磁線圈99以及其中的鐵芯(圖1中未示出)。次級繞組45的一端連接到可控矽元件52的控制極，溫控開關70的兩端分別連接到可控矽元件52的控制極或陽極。在該電接線保護裝置正常工作時，第一開關13和第二開關23閉合，相線通路10 的輸入端和輸出端之間導通，零線通路20的輸入端和輸出端之間導通。次級繞組45中產生的第一錯誤檢測信號和溫控開關70產生的第二錯誤檢測信號均可以在可控矽元件52的控制極產生觸發脈衝，從而使得可控矽元件52導通並在整流橋 51中產生大電流信號，也就是所述驅動信號。電磁線圈99在大電流信號的作用下驅使其中的鐵芯動作，以斷開第一開關13和第二開關23，從而斷開相線通路10、零線通路20各自的輸入端和輸出端之間的連接。該實施例的電接線保護裝置還包括一個測試開關71，其兩端分別連接到相線通路 10或零線通路20，且兩個連接點分別位於電流互感器49的兩側。當測試開關71閉合時， 在第一初級繞組41和第二初級繞組42產生虛擬故障信號，進而在次級繞組45中產生的第一錯誤檢測信號以觸發可控矽元件52導通，驅動脫扣組件90切斷相線通路10、零線通路 20各自的連接。因為增加了溫控開關70的設計，該實施例中的電接線保護裝置可以在溫度超過預定閾值時切斷相線通路10、零線通路20各自的連接。尤其是當電接線保護裝置因為電路故障而產生異常溫度變化時，該實施例中的電接線保護裝置可以切斷電力供應，避免了繼續升溫從而消除了火險隱患，而為電氣安全提供了更好的保障。在本發明的其他一些實施例中，溫控開關70的一端連接到可控矽元件52的控制極，另一端連接到電路中除了可控矽元件52的陽極之外的另一處。當溫控開關70閉合時， 可以產生第二錯誤檢測信號，為可控矽元件52的控制極提供一個正電平的觸發脈衝。根據本發明的另一個實施例，電接線保護裝置為兩相電插頭，其還包括連接於相線通路10輸入端的第一插銷片以及連接於零線通路20輸入端的第二插銷片；溫控開關70 設置於第一插銷片和第二插銷片之間。根據本發明的一個實施例，兩相電插頭中的溫控開關70設置於相線通路10輸入端的第一插銷片內側，並靠近第一插銷片。第一插銷片和溫控開關70之間設有電絕緣導熱片。圖2示出了本發明的另一個實施例的電接線保護裝置的電路示意圖，圖3至圖6 分別示出了該實施例的電接線保護裝置的外形圖、分解結構圖、局部分解結構圖、局部結構圖。如圖2所示，該實施例中的電接線保護裝置包括相線通路10、零線通路20、地線通路30，錯誤檢測電路40，溫控開關70，信號驅動電路50，脫扣組件90。
相線通路10包括輸入端11、輸出端12以及第一開關13 ；第一開關13閉合時，輸入端11和輸出端12導通。零線通路20包括輸入端21、輸出端22以及第二開關23 ；第二開關23閉合時，輸入端21和輸出端22導通。地線通路30包括輸入端31、輸出端32以及第三開關33 ；第三開關33閉合時，輸入端31和輸出端32導通。錯誤檢測電路40中的電流互感器49帶有連接於相線通路10中的第一初級繞組 41、連接於零線通路20中的第二初級繞組42、連接於地線通路30中的第三初級繞組43、以及一個次級繞組45。第三初級繞組43的匝數不同於第一初級繞組41和第二初級繞組42。 電流互感器49配置為響應於相線通路10和零線通路20的錯誤和/或地線通路30的錯誤而在次級繞組45產生第一錯誤檢測信號。溫控開關70的一端連接到信號驅動電路50，當溫度超過預定閾值時，溫控開關70 閉合，從而產生第二錯誤檢測信號。信號驅動電路50連接到次級繞組45以及溫控開關70，配置為響應於所述第一錯誤檢測信號和/或第二錯誤檢測信號而產生驅動信號。脫扣組件90連接到信號驅動電路50，配置為響應於所述驅動信號而斷開第一開關13、第二開關23以及第三開關33，從而斷開相線通路10、零線通路20、地線通路30各自的連接。具體地，在該實施例中，信號驅動電路50包括整流橋51、可控矽元件52 ；脫扣組件90包括電磁線圈99以及其中的鐵芯(圖2中未示出)。次級繞組45的一端連接到可控矽元件52的控制極，溫控開關70的兩端分別連接到可控矽元件52的控制極或陽極。在該電接線保護裝置正常工作時，第一開關13、第二開關23、第三開關33均閉合， 相線通路10的輸入端和輸出端之間導通，零線通路20的輸入端和輸出端之間導通，地線通路30的輸入端和輸出端之間導通。次級繞組45中產生的第一錯誤檢測信號和溫控開關70產生的第二錯誤檢測信號均可以在可控矽元件52的控制極產生觸發脈衝，從而使得可控矽元件52導通並在整流橋 51中產生大電流信號，也就是所述驅動信號。電磁線圈99在大電流信號的作用下驅使其中的鐵芯動作，以斷開第一開關13、第二開關23以及第三開關33，從而斷開相線通路10、零線通路20、地線通路30各自的輸入端和輸出端之間的連接。該實施例的電接線保護裝置還包括一個測試開關71，其兩端分別連接到相線通路 10或零線通路20，且兩個連接點分別位於電流互感器49的兩側。當測試開關71閉合時， 在第一初級繞組41和第二初級繞組42產生虛擬故障信號，進而在次級繞組45中產生的第一錯誤檢測信號以觸發可控矽元件52導通，驅動脫扣組件90切斷相線通路10、零線通路 20、地線通路30各自的連接。該實施例的電接線保護裝置還包括第一指示元件72、第二指示元件73、保險元件 74。具體地，第一指示元件72和第二指示元件73均為發光二極體。第一指示元件72—端接地、另一端連 接到整流橋51。當該電接線保護裝置正常工作時，第一開關13和第二開關23閉合，整流橋51接通電源，第一指示元件72發光。當第一開關13和第二開關23斷開、或者相線通路10和零線通路20的輸入端未接入電源時，第一指示元件72不發光。第二指示元件73和保護元件74串聯，並連接在第三開關33的兩端。相線通路10和零線通路20的錯誤以及地線通路30的錯誤均將導致第三開關33斷開。如果是因為地線通路30的錯誤而產生漏電，則在第三開關33斷開後，漏電流將流過第二指示元件73和保護元件75，第二指示元件73將發光。如果漏電流過大，將會使得保護元件74熔斷，徹底切斷地線通路30的輸入端31和輸出端32之間的連接。當發生故障時，通過觀察第一指示元件72和第二指示元件73的狀態，可以對故障發生於相線通路10和零線通路20、還是發生於地線通路30做出準確的判斷。如圖3所示，該實施例的電接線保護裝置是一個三相電源插頭，其包括上蓋101、 底蓋111、測試按鈕106、復位按鈕107。其中測試按鈕106與測試開關71連接在一起，按下測試按鈕106將使得測試開關71閉合。三條通路的輸入端分別包括第一插銷片11、第二插銷片21、第三插銷片31。如圖4所示，該三相電源插頭還包括防水帽102、支架105、彈性金屬片181、機芯組件109。上蓋101和支架105上均開有容許測試按鈕106和復位按鈕107通過的孔。防水帽102用於防止液體從空中滲入。彈性金屬片181是測試開關71的一個組成部分。圖5所示為機芯組件109的整體及分解對照示意圖。如圖5所示，機芯組件109 包括線路板191以及設置於其上的若干元件。支架97固定於線路板191上，用於固定並支撐其他元件。相線通路10輸入端的第一插銷片11、零線通路20輸入端的第二插銷片21、地線通路30輸入端的第三插銷片31均由支架97固定。可動懸臂15的活動端設有一個電觸點， 其與連接到第一插銷片11的另一個電觸點可以相互接觸，共同組成第一開關13。可動懸臂 25的活動端設有一個電觸點，其與連接到第二插銷片21的另一個電觸點可以相互接觸，共同組成第二開關23。可動懸臂35的活動端設有一個電觸點，其與連接到第三插銷片31的另一個電觸點可以相互接觸，共同組成第三開關33。支架97中包括一個腔體971。該腔體971位於第一插銷片11的內側。溫控開關 70設置於腔體971之中。參見圖6所示，第一插銷片11和溫控開關70之間設有電絕緣導熱片972。可選地，該電絕緣導熱片972的厚度小於1mm，其材質包括但不限於與支架97相同。參見圖2、圖4、圖5，在支架97和線路板191之間設置有線圈架96、鐵芯95、鎖扣 94、限位裝置93，這些元件屬於脫扣組件90的組成部分。電磁線圈99纏繞於線圈架96。 鐵芯95可以在電磁線圈99產生的磁力驅動下沿著線圈架96的軸向運動。鐵芯95的一端連接鎖扣94。鎖扣94上設有一個通孔，復位按鈕107所連接的復位銷可以穿過線路板191 上的通孔以及鎖扣94上的通孔，進而與鎖扣94相互嚙合。復位按鈕107以及復位銷沿著其軸向運動，可以帶動鎖扣94以及限位裝置93。限位裝置93包括向兩邊延伸的臂體931 和932、以及位於中間的U型件933。臂體931用於控制可動懸臂15的動作，臂體932用於控制可動懸臂25的動作；可動懸臂35穿過U型件933，U型件933用於控制可動懸臂35的動 作，並限制其活動範圍。當復位銷與鎖扣94嚙合並帶動限位裝置93移動時，臂體931、932以及U型件933 將分別迫使第一開關13、第二開關23、第三開關33閉合。當復位銷與鎖扣94彼此脫離，限位裝置93將在彈簧或其他元件的作用下回到原始位置，第一開關13、第二開關23、第三開關33均斷開。相線可動懸臂15和零線可動懸臂25分別設置於支架97兩側；地線可動懸臂35 設於中間，其活動範圍受到U型件933的嚴格限制；這樣的設計使得三條通路在三相電源插頭的內部可靠地彼此隔離，提高了該插頭的可靠性。參見圖2所示，該實施例的三相電源插頭中還包括設置於相線通路10輸出側的電屏蔽層19、零線通路20輸出側的電屏蔽層29 ；電流互感器49還包括一個初級繞組44， 該初級繞組44的一端連接到電屏蔽層19和29，另一端連接到相線通路10輸入側與零線通路20輸入側之間。可選地，地線通路30輸出側還包括電屏蔽層39。這樣的設計為電源線絕緣包皮的破損故障提供了保護功能。當相線通路10和零線通路20接通電源而輸出側的絕緣包皮破損時，初級繞組44將有電流流過，從而在次級繞組45感應出第一錯誤檢測信號，導致脫扣組件產生相應動作，斷開第一開關13、第二開關23、第三 開關33。本領域技術人員應能理解，上述實施例均是示例性而非限制性的。本領域技術人員在研究附圖、說明書及權利要求書的基礎上，應能理解並實現所揭示的實施例的其他變化的實施例。在權利要求書中，術語「包括」並不排除其他裝置或步驟；不定冠詞「一個」不排除多個；術語「第一」、「第二」用於標示名稱而非用於表示任何特定的順序。權利要求中的任何附圖標記均不應被理解為對保護範圍的限制。權利要求中出現的多個部分的功能可以由一個單獨的硬體或軟體模塊來實現。某些技術特徵出現在不同的從屬權利要求中並不意味著不能將這些技術特徵進行組合以取得有益效果。
權利要求
1.一種電接線保護裝置，其特徵在於，包括相線通路、零線通路，其中所述相線通路包括第一開關，所述零線通路包括第二開關； 錯誤檢測電路，包括一個帶有一個次級繞組的電流互感器，配置為響應於所述相線通路和零線通路的錯誤而在所述次級繞組產生第一錯誤檢測信號；溫控開關，當溫度超過預定閾值時，所述溫控開關閉合，從而產生第二錯誤檢測信號； 信號驅動電路，連接到所述次級繞組以及所述溫控開關，配置為響應於所述第一錯誤檢測信號和/或第二錯誤檢測信號而產生驅動信號；脫扣組件，連接到所述信號驅動電路，配置為響應於所述驅動信號而斷開所述第一開關和第二開關，從而斷開相線通路、零線通路的連接。
2.根據權利要求1所述的電接線保護裝置，其特徵在於，還包括連接於所述相線通路輸入端的第一插銷片以及連接於所述零線通路輸入端的第二插銷片；所述溫控開關設置於所述第一插銷片和第二插銷片之間。
3.根據權利要求2所述的電接線保護裝置，其特徵在於，所述溫控開關設置於所述第一插銷片內側，並靠近所述第一插銷片，所述第一插銷片和所述溫控開關之間設有電絕緣導熱片。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的電接線保護裝置，其特徵在於，所述信號驅動電路包括可控矽元件；所述次級繞組的一端連接到所述可控矽元件的控制極； 所述溫控開關的兩端分別連接到所述可控矽元件的控制極或陽極。
5.根據權利要求1至3中任一項所述的電接線保護裝置，其特徵在於，所述溫控開關包括雙金屬片開關。
6.根據權利要求1至3中任一項所述的電接線保護裝置，其特徵在於，所述電流互感器還包括連接於所述相線通路中的第一初級繞組、連接於所述零線通路中的第二初級繞組。
7.根據權利要求6所述的電接線保護裝置，其特徵在於，還包括地線通路，該地線通路包括第三開關；所述電流互感器還包括連接於所述地線通路之中的第三初級繞組，該第三初級繞組的匝數不同於所述第一初級繞組和所述第二初級繞組；所述錯誤檢測電路還配置為響應於所述地線通路的錯誤而在所述次級繞組產生第一錯誤檢測信號；所述脫扣組件配置為還響應於所述驅動信號而斷開所述第三開關，從而斷開地線通路的連接。
8.根據權利要求7所述的電接線保護裝置，其特徵在於，所述第三開關包括一個可動懸臂和一對可以互相接觸的電觸點，其中一個電觸點設於所述可動懸臂的活動端；所述脫扣組件包括一個限位裝置；所述可動懸臂穿過所述限位裝置，所述限位裝置用於限制所述可動懸臂的活動範圍。
9.根據權利要求7所述的電接線保護裝置，其特徵在於，還包括第一指示元件，連接於所述信號驅動電路之中； 第二指示元件，連接於所述第三開關的兩端。
10.根據權利要求1至3所述的電接線保護裝置，其特徵在於，還包括設置於所述相線通路以及零線通路的輸出側的電屏蔽層；所述電流互感器還包括一個初級繞組，該初級繞組的一端連接到所述電屏蔽層、另一端連接到所述相線通路輸入側與所述零線通路輸入側之間。
全文摘要
本發明涉及一種具有過熱保護功能的電接線保護裝置，其包括包括第一開關(13)的相線通路(10)、包括第二開關(23)的零線通路(20)；錯誤檢測電路(40)，包括一個帶有一個次級繞組(45)的電流互感器(49)，配置為響應於所述相線通路和零線通路的錯誤而在所述次級繞組產生第一錯誤檢測信號；溫控開關(70)，當溫度超過預定閾值時，所述溫控開關閉合，從而產生第二錯誤檢測信號；信號驅動電路(50)，連接到所述次級繞組以及所述溫控開關，配置為響應於所述第一錯誤檢測信號和/或第二錯誤檢測信號而產生驅動信號；脫扣組件(90)，連接到所述信號驅動電路，配置為響應於所述驅動信號而斷開所述第一開關和第二開關。採用本發明中的電接線保護裝置，可以為電氣安全提供更好的保障。
文檔編號H02H3/32GK102222877SQ201010146078
公開日2011年10月19日 申請日期2010年4月13日 優先權日2010年4月13日
發明者嶽國蘭, 張曉明, 李成力 申請人:上海益而益電器製造有限公司