漏電保護開關的防電牆電路及其應用的製作方法
2023-11-07 11:53:42
漏電保護開關的防電牆電路及其應用的製作方法
【專利摘要】本發明提出了一種漏電保護開關的防電牆電路，包括分壓電路、整流電路、輸出電路、用於與地線連接的地線輸入端、用於與零線連接的零線輸入端以及用於與漏電保護電路連接的保護輸出端；所述分壓電路包括第一分壓部和第二分壓部；第一分壓部的第一端連接到地線輸入端，第一分壓部的第二端與第二分壓部的第二端連接，第二分壓部的第一端連接到零線輸入端；第一分壓部的第二端與輸出電路的輸入端連接，輸出電路的輸出端與保護輸出端連接；所述整流電路串聯於地線輸入端與輸出電路的輸入端之間。本發明除了保證原有的傳統漏電保護功能外，增加了防電牆功能，即地線帶電保護功能、地線斷線保護功能以及火線零線接反保護功能，更大限度地保障用電安全。
【專利說明】漏電保護開關的防電牆電路及其應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及漏電保護電路領域，具體涉及一種應用於漏電保護開關的防電牆電路。
【背景技術】
[0002]傳統的漏電保護開關一般是採用由漏電保護電路對電流進行檢測，當漏電電流過大時，漏電保護電路控制斷路器工作，使火線與負載電器斷開。但這樣的方式只對負載出現漏電時跳閘進行斷電保護，對地線故障，例如地線帶電、電器設備外殼帶電、或者熱水器的熱水帶電傷人的故障是沒有保護的。因為，傳統的漏電保護開關不具有地線保護功能，仍然存在較大的安全隱患。另一方面，若地線斷線，沒有與大地接通，則地線失去了原來的保護作用，一旦設備負載漏電到電器外殼上或者熱水器上，就會使它們帶電傷人，傳統的漏電保護開關也無法清除這種安全隱患。第三，如果火線、零線接反了，電源開關關斷的是零線，電器仍接在火線上，人們以為電源關斷了，去修理電器，碰到電器內部就會觸電傷人，而在此時的漏電保護器因無電源是不能起漏電保護作用的(說明:正確的做法是拔掉電源插頭後修理電器，但許多一般使用者沒有注意這一細節，或有時誤操作)。
【發明內容】
[0003]針對上述現有技術不足，本發明要解決的技術問題是提供一種可以實現帶防電牆功能的漏電保護電路。
[0004]為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案為，漏電保護開關的防電牆電路，包括分壓電路、整流電路、輸出電路、用於與地線連接的地線輸入端、用於與零線連接的零線輸入端以及用於與漏電保護電路連接的保護輸出端；所述分壓電路包括第一分壓部和第二分壓部；第一分壓部的第一端連接到地線輸入端，第一分壓部的第二端與第二分壓部的第二端連接，第二分壓部的第一端連接到零線輸入端；第一分壓部的第二端與輸出電路的輸入端連接，輸出電路的輸出端與保護輸出端連接；所述整流電路串聯於地線輸入端與輸出電路的輸入端之間。
[0005]優選地，所述分壓電路的第一分壓部為一電阻R6，第二分壓部為一電阻R7 ;所述輸出電路為一濾波電容C5,輸出電路的輸入端為濾波電容C5的第一端；濾波電容C5的第二端還與電阻R7的第一端連接；所述保護輸出端包括正輸出端和參考輸出端；輸出電路的輸出端為濾波電容C5的第一端,濾波電容C5的第一端與正輸出端連接；濾波電容C5的第二端還與參考輸出端連接。
[0006]進一步的技術方案為，還包括穩壓二極體D4 ；該穩壓二極體D4串聯於濾波電容C5的第一端與保護輸出端的正輸出端之間，且穩壓二極體D4的陰極與濾波電容C5的第一端連接。
[0007]優選的技術方案為，所述整流電路為一個二極體D3 ;該二極體D3與電阻R6串聯，且二極體D3的陽極與地線輸入端連接。[0008]優選的技術方案還可以為，所述整流電路為一個二極體D3 ;該二極體D3連接於電阻R6的第二端與濾波電容C5的第一端之間，且二極體D3的陽極與電阻R6的第二端連接。
[0009]再進一步的技術方案為，還包括一電阻R5 ;該電阻R5的第一端用於與火線連接，電阻R5的第二端通過一個開關S連接到地線輸入端。
[0010]本發明還公開了應用了上述防電牆電路的漏電保護開關，還包括斷路器和漏電保護電路；所述漏電保護電路為4140集成電路及其外圍電路；所述保護輸出端與4140集成電路的延時引腳連接；漏電保護電路用於通過4140集成電路的輸出端控制斷路器的通斷。
[0011]優選地，所述的集成電路4140 為 RV4140、FM2140、YD4140 或 SN4140。
[0012]再進一步地，所述斷路器包括一個雙刀開關、可控矽以及用於控制該雙刀開關通斷的脫扣線圈；雙刀開關分別串聯於火線與零線中；可控矽和脫扣線圈串聯後跨接於火線與零線之間；所述4140集成電路的輸出端連接到可控矽的控制極。
[0013]本發明的漏電保護開關的防電牆電路及其應用，除了原有的傳統漏電保護功能夕卜，增加了地線帶電保護功能、地線斷線保護功能以及火線零線接反保護功能，更大限度地保障用電安全。防電牆電路的採樣電路簡單，它的判別、執行機構充分利用漏電保護開關電路的集成電路IC和斷路器來完成。使本發明結構簡單、生產成本低，效果好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明漏電保護開關的防電牆電路第一種實施例的電路原理圖。
[0015]圖2是本發明漏電保護開關的防電牆電路第二種實施例的電路原理圖。
[0016]圖3是應用了本發明防電牆電路的漏電保護開關的模塊框圖。
[0017]圖4是應用了本發明防電牆電路的漏電保護開關的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細描述。
[0019]如圖1所示，本發明的漏電保護開關的防電牆電路，包括由電阻R6和電阻R7組成的分壓電路、作為整流電路的二極體D3、作為輸出電路的濾波電容C5、穩壓二極體D4以及零線輸入端、地線輸入端和保護輸出端。電阻R6和電阻R7分別為分壓電路的第一分壓部和第二分壓部，電阻R6的第一端與二極體D3的陰極連接，二極體D3的陽極連接到所述地線輸入端；電阻R7的第一端連接到所述零線輸入端；電阻R7的第二端與電阻R6的第二端連接。電阻R6的第二端與濾波電容C5的第一端連接，濾波電容C5的第二端與電阻R7的第一端連接。零線輸入端用於與零線連接，地線輸入端用於與地線連接。至此，電阻R6與電阻R7構成分壓電路，用於檢測地線與零線之間的電壓。電路在正常的情況下，地線與零線均處於零電位，因而電阻R6與電阻R7之間是沒有電流通過的，濾波電容C5上的電壓為OV ;當地線出現故障，地線帶電，使得其電位較高，高於零線電位，則電阻R6和電阻R7有電流經過，經分壓後，在電阻R7上的電壓較高，濾波電容C5上便有較高的直流正電壓。濾波電容C5的第一端與穩壓二極體D4的陰極連接，穩壓二極體D4的陽極與保護輸出端的正輸出端連接，濾波電容C5的第二端與保護輸出端的參考輸出端連接，其中穩壓二極體D4起到降壓耦合作用。二極體D3的作用是整流，使進入到濾波電容C5的電為直流電。當地線帶電時，電壓高到一定程度(例如50V)，濾波電容C5上的電壓高於穩壓二極體D4的耐壓，使穩壓二極體D4導通,從而輸出一個穩定的高電平電壓。如圖4,該高電平電壓輸出到4140集成電路的第八引腳，該4140集成電路的判別電路動作，使其第七引腳變為高電位，使可控矽SCR導通，脫扣線圈TK有大電流，從而推動斷路器斷開，負載端的電器與電源斷開，達到地線帶電保護的目的。單獨實施防電牆電路這一結構時，可以實現當地線出現較高電壓時，穩壓二極體D4輸出一個高電平信號的功能。進一步地，本實施例還包括電阻R5 ;該電阻R5的第一端作為防電牆電路的火線輸入端用於與火線連接，電阻R5的第二端通過一個開關S連接到地線輸入端。若地線斷線，沒有與大地導通，當電阻R5接入電路後，則地線輸入端也會具有比零線輸入端更高的電位,此時，同樣給濾波電容C5的充電，輸出高電平信號，同樣能控制斷路器斷開電源，起到預防地線帶電傷人的作用。當用戶線無地線時，可將開關S斷開，暫時不用地線斷線保護功能。
[0020]如圖2所示，本發明漏電保護開關的防電牆電路的第二種實施方式，與上述第一種實施例的區別在於二極體D3串聯於電阻R6的第二端與濾波電容C5的第一端之間，同樣起到整流作用。需要注意的是，上述兩種實施例僅為綜合考慮到成本、效果而作出的較佳實施例，本領域技術人員有能力根據本發明的記載，對上述方案進行等同變形，例如包括但不限於如下形式:採用其他形式的分壓電路或整流電路，或者採用功能與濾波電容C5的其他功能電路替換濾波電容C5，又或者採用其他耦合電路替換穩壓二極體D4、或者採用直接耦合方式；這些變形都應當包含在本發明的保護範圍之內。
[0021]本發明還公開了應用上述防電牆電路的漏電保護開關，如圖3和圖4所示；還包括斷路器和漏電保護電路；所述漏電保護電路為4140集成電路及其外圍電路；所述保護輸出端與4140集成電路的延時引腳連接；漏電保護電路用於通過4140集成電路的輸出端控制斷路器的通斷。所述斷路器包括一個雙刀開關、可控矽SCR以及用於控制該雙刀開關通斷的脫扣線圈TK ;雙刀開關分別串聯於火線、零線中；可控矽SCR和脫扣線圈TK串聯後跨接於火線與零線之間；所述4140集成電路的輸出端連接到可控矽SCR的控制極。其中，所述4140集成電路是指包括但不限於如下集成IC:RV4140、FM2140、YD4140、SN4140等型號，也包括其他專門製作的同類型IC(對於一些IC而言，其型號不是公知的常用型號或者沒有型號，但IC本身的功能及構造跟上述多個型號的IC是相同或等同的，這類型的IC都應該歸類為本文中所述的4140集成電路)。
[0022]具體地，如圖4所示，本實施例中的漏電保護電路中的4140集成電路選用FM2140，穩壓二極體D4的陽極與該FM2140的第八引腳(即上文所述延時引腳)連接，濾波電容C5的第二端與FM2140的第六引腳連接，使濾波電容C5上的電壓信號輸入至FM2140 ；FM2140的第七引腳作為漏電保護電路的輸出端與斷路器的可控矽SCR的控制極連接，使可控矽SCR關斷或導通；漏電保護電路的其他器件(互感器ZCT、電容C4、電容C3、電容C2、電阻R3、電阻R4、按鍵T、電阻Rl)及連接關係如圖4中所示。本發明嶄新地採用4140集成電路的延時引腳(第八引腳)作為信號輸入端，實現對4140集成電路的第八引腳僅僅是作為延時使用的擴展使用。
[0023]斷路器的可控矽SCR與脫扣線圈TK串聯於火線零線之間，當可控矽SCR關斷時，脫扣線圈TK無大電流經過，當可控矽SCR導通時，脫扣線圈TK則有大電流經過；脫扣線圈TK是否有大電流經過，控制火線與零線上的雙刀開關的關斷與導通，脫扣線圈TK有大電流經過則雙刀開關斷開，實現斷電保護。由於火線和零線均設有開關，因而火線和零線能同時被斷開，即使火線、零線接反了，也保證負載電器會與電源端斷開，起到反接保護作用。本實施例中的其他器件(例如電源指示電路二極體D1、發光二極體D2、電阻R2)及其連接關係如圖4中所示。
[0024]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.漏電保護開關的防電牆電路，其特徵在於:包括分壓電路、整流電路、輸出電路、用於與地線連接的地線輸入端、用於與零線連接的零線輸入端以及用於與漏電保護電路連接的保護輸出端；所述分壓電路包括第一分壓部和第二分壓部；第一分壓部的第一端連接到地線輸入端，第一分壓部的第二端與第二分壓部的第二端連接，第二分壓部的第一端連接到零線輸入端；第一分壓部的第二端與輸出電路的輸入端連接，輸出電路的輸出端與保護輸出端連接；所述整流電路串聯於地線輸入端與輸出電路的輸入端之間。
2.根據權利要求1所述的漏電保護開關的防電牆電路，其特徵在於:所述分壓電路的第一分壓部為一電阻R6,第二分壓部為一電阻R7 ;所述輸出電路為一濾波電容C5,輸出電路的輸入端為濾波電容C5的第一端；濾波電容C5的第二端還與電阻R7的第一端連接；所述保護輸出端包括正輸出端和參考輸出端；輸出電路的輸出端為濾波電容C5的第一端,濾波電容C5的第一端與正輸出端連接；濾波電容C5的第二端還與參考輸出端連接。
3.根據權利要求2所述的漏電保護開關的防電牆電路，其特徵在於:還包括穩壓二極體D4 ;該穩壓二極體D4串聯於濾波電容C5的第一端與保護輸出端的正輸出端之間，且穩壓二極體D4的陰極與濾波電容C5的第一端連接。
4.根據權利要求2所述的漏電保護開關的防電牆電路，其特徵在於:所述整流電路為一個二極體D3 ;該二極體D3與電阻R6串聯，且二極體D3的陽極與地線輸入端連接。
5.根據權利要求2所述的漏電保護開關的防電牆電路，其特徵在於:所述整流電路為一個二極體D3 ;該二極體D3連接於電阻R6的第二端與濾波電容C5的第一端之間，且二極體D3的陽極與電阻R6的第二端連接。
6.根據權利要求1所述的漏電保護開關的防電牆電路，其特徵在於:還包括一電阻R5；該電阻R5的第一端用於與火線連接，電阻R5的第二端通過一個開關S連接到地線輸入端。
7.應用如權利要求1-6任意一項所述的防電牆電路的漏電保護開關，其特徵在於:還包括斷路器和漏電保護電路；所述漏電保護電路為4140集成電路及其外圍電路；所述保護輸出端與4140集成電路的延時引腳連接；漏電保護電路用於通過4140集成電路的輸出端控制斷路器的通斷。
8.根據權利要求7所述的漏電保護開關，其特徵在於:所述的集成電路4140為RV4140、FM2140、YD4140 或 SN4140。
9.根據權利要求7或8所述的漏電保護開關，其特徵在於:所述斷路器包括一個雙刀開關、可控矽以及用於控制該雙刀開關通斷的脫扣線圈；雙刀開關分別串聯於火線、零線中；可控矽和脫扣線圈串聯後跨接於火線與零線之間；所述4140集成電路的輸出端連接到可控矽的控制極。
【文檔編號】H02H11/00GK103872643SQ201410101504
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月18日 優先權日:2014年3月18日
【發明者】季建豐, 唐錫臣 申請人:廣州市博達電子科技有限公司