負載的多功能保護電路的製作方法

2023-12-06 13:43:06

專利名稱：負載的多功能保護電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及電子電路領域，尤其涉及交流市電驅動的負載端的過壓、過流、漏流、 短路、浪湧、雷擊的多功能保護電路。
背景技術：
通過交流市電驅動工作的各種電器負載(如電冰箱、電視機、電腦、電吹風等等) 是與人們生活是密不可分的。但是在電器負載接入端，如牆壁開關、電源適配器、或者排插 等僅為電器負載提供接入埠，而缺少必要的電氣保護，存在安全隱患。如果遇到短路、漏 電、過壓、過流、雷擊、地線帶電或者地線斷開時，容易損壞負載並對使用者造成人身傷害， 也容易引發電氣火災，造成財產損失。

發明內容
因此，針對上述問題，本發明提出一種合理有效的過壓、過流、漏流、短路、浪湧、雷 擊保護電路，設置於負載接入端前，用於保護負載，防止過壓、過流、漏流、短路、浪湧、雷擊 等現象發生，可以避免電氣隱患。本發明採用如下技術方案一種過壓、過流保護電路，具體是交流電的火線接一個過流互感器，該過流互感 器輸出連接的整流單元和延時單元後至第一比較器的第一輸入端，交流電的火線和零線接 入一脫扣器及由4個二極體組成的整流橋式單元，該整流橋式單元的輸出端和整流地端接 入一可控矽和由降壓的電阻組成的單元，串聯的電阻的中間端連接至第一比較器的第二輸 入端，串聯的電阻的中間端連接一穩壓二極體至整流橋式單元的整流地端，所述的第一比 較器的輸出端串聯一電阻、一穩壓二極體、一極性二極體後至可控矽的控制極，所述的整流 橋式單元的輸出端和整流地端還接入由串聯的電阻組成的分壓單元，串聯的電阻的中間端 連接至第二比較器的第一輸入端，該第二比較器的第二輸入端連接於上述的穩壓二極體的 負極端，該第二比較器的輸出端串聯一電阻、一極性二極體後至上述的可控矽的控制極，交 流電的火線和零線接一個零序電流互感器，零序電流互感器輸出至漏電保護控制晶片的二 放大輸入埠，該漏電保護控制晶片的控制輸出端連接於上述可控矽的控制極。進一步的，所述的第二比較器的第一輸入端連接一濾波電容至整流橋式單元的整 流地端。所述的串聯電阻和極性保護二極體的中間端連接一濾波電容至整流橋式單元的整 流地端。進一步的，所述的串聯的電阻的中間端並聯一穩壓二極體和濾波電容至整流橋式 單元的整流地端。進一步的，所述的整流單元是二極體整流電路單元。進一步的，所述的延時單元是RC延時電路單元。進一步的，所述的漏電保護控制晶片是VG54123晶片。進一步的，所述的火線和零線之間連接一壓敏電阻，所述的零線和地線之間連接一壓敏電阻，所述的火線和地線之間連接一壓敏電阻。進一步的，所述的火線和零線之間連接一個由串聯的二極體、限流電阻、發光二極 管組成的第一指示燈單元，所述的二極體的負極連接串聯的限流電阻、發光二極體組成的 第二指示燈單元，所述的零線和地線之間連接一個由串聯的限流電阻、二極體、發光二極體 組成的第三指示燈單元。進一步的，所述的火線和零線之間連接一濾波電容，所述的零線和地線之間連接 一濾波電容，所述的火線和地線之間連接一濾波電容。本發明採用如上技術方案，通過過流互感器、整流橋式單元、電阻分壓單元、運放 比較電路和可控矽構成的過流保護電路，通過整流橋式單元、電阻分壓單元、運放比較電路 和可控矽構成的過壓保護電路，通過零序電流互感器、漏電保護控制晶片和可控矽構成漏 流保護電路分別對交流電的電流、電壓、洩漏電流進行監控保護，當負載接入端出現過流、 過壓、漏流現象時，通過脫扣器線圈控制脫扣器斷開交流電輸入通道，避免了電氣隱患，保 障了人身和財產安全。同時，通過火線、零線、地線之間的壓敏電阻和指示燈單元進行防雷 擊、防浪湧的保護及防接錯線的保護。


圖1是本發明的電路原理圖。
具體實施例方式現結合附圖和具體實施方式
對本發明進一步說明。參閱圖1所示，本實施例的過壓、過流保護電路，具體是交流電的火線L接一個 過流互感器ZCT1，該過流互感器ZCT1輸出連接的整流單元和延時單元後至第一比較器IC1 的第一輸入端，交流電的火線L和零線N接入一脫扣器TK1及由4個二極體組成的整流橋 式單元DB1，該整流橋式單元DB1的輸出端和整流地端接入一可控矽SCR1和由降壓的電阻 Rll、R16、R20組成的單元，串聯的電阻R8、R9的中間端連接至第一比較器IC1的第二輸入 端，串聯的電阻RIO、R8的中間端連接一穩壓二極體D12至整流橋式單元DB1的整流地端， 所述的第一比較器IC1的輸出端串聯一電阻R14、一穩壓二極體D14、一極性二極體D15後 至可控矽SCR1的控制極，所述的整流橋式單元DB1的輸出端和整流地端還接入由串聯的電 阻R11、R12、R13組成的分壓單元，串聯的電阻R11、R12的中間端連接至第二比較器IC2的 第一輸入端，該第二比較器IC2的第二輸入端連接於上述的穩壓二極體D12的負極端，該第 二比較器IC2的輸出端串聯一電阻R15、一極性二極體D16後至上述的可控矽SCR1的控制 極，交流電的火線L和零線N接一個零序電流互感器ZCT2，零序電流互感器ZCT2輸出至漏 電保護控制晶片IC3的二放大輸入埠，該漏電保護控制晶片IC3的控制輸出端連接於上 述可控矽SCR1的控制極。優選的，所述的第二比較器IC2的第一輸入端連接一濾波電容C7至整流橋式單元 DB1的整流地端，可以用於濾除過壓信號的雜波幹擾成分。所述的串聯電阻R15和極性二極 管D16的中間端連接一濾波電容C9至整流橋式單元DB1的整流地端。所述的串聯的電阻 R16、R10的中間端並聯一穩壓二極體D13和濾波電容C8至整流橋式單元DB1的整流地端。優選的，所述的整流單元是二極體整流電路單元。通過該整流單元可以濾除過流互感器ZCT1輸出端的雜波成分，防止幹擾，獲得更穩定可靠的過流比較端電壓輸入。優選的，所述的延時單元是RC延時電路單元。通過RC取值範圍可以調節過流延時時間，延時是反時限的，防止在帶電機啟動的瞬間，脫扣器誤脫扣。優選的，所述的漏電保護控制晶片IC3是VG54123晶片。通過集成的VG54123芯 片可以快速靈敏地檢測洩漏電流。優選的，所述的火線L和零線N之間連接一壓敏電阻M0V1，所述的零線N和地線E 之間連接一壓敏電阻M0V2，所述的火線L和地線E之間連接一壓敏電阻M0V3。用於避免火 線L和零線N、零線N和地線E、火線L和地線E的浪湧電壓，避免因雷擊而損壞負載。優選的，所述的火線L和零線N之間連接一個由串聯的二極體D1、限流電阻R1、發 光二極體D2組成的第一指示燈單元，所述的二極體D1的負極連接串聯的限流電阻R2、發光 二極體D3組成的第二指示燈單元，所述的零線N和地線E之間連接一個由串聯的限流電阻 R3、二極體D4、發光二極體D5組成的第三指示燈單元。用於指示負載接入電源正常工作用 及指示正確接線用。優選的，所述的火線L和零線N之間連接一濾波電容C1，所述的零線N和地線E之 間連接一濾波電容C2，所述的火線L和地線E之間連接一濾波電容C3。可以進一步濾除雜 波成分，防止影響本發明的保護電路。本發明的負載的多功能保護電路在負載被保護電路工作正常，沒有發生過壓、過 流、漏流的情況下，本發明的負載的多功能保護電路正常供電。當負載發生過流時，過流互 感器ZCT1輸出一個較高電壓信號，通過整流單元和延時單元後與第一比較器IC1第二輸入 端的參考電壓進行比較，如果發生過流現象，則第一比較器IC1通過比較後輸出一電壓信 號來觸發可控矽SCR1導通，使接在火線L與可控矽SCR1之間的脫扣器的線圈有大電流流 過，脫扣器TK1的線圈內的鐵芯拉動脫扣板，使拉杆脫離脫扣板，動觸點離開靜觸點，使該 控制脫扣器TK1切斷電源，避免了人員傷亡，達到過流保護的目的。同樣的，當負載發生過 壓時，整流橋式單元DB1後的電壓升高，從而使電阻Rll、R12端的分壓升高，與第二比較器 IC2第二輸入端的參考電壓進行比較，如果發生過壓現象，則第二比較器IC2通過比較後輸 出一電壓信號來觸發可控矽SCR1導通，也使接在火線L與可控矽SCR1之間的脫扣器的線 圈有大電流流過，脫扣器TK1的線圈內的鐵芯拉動脫扣板，使拉杆脫離脫扣板，動觸點離開 靜觸點，使該控制脫扣器TK1切斷電源。當負載發生漏流時，零序電流互感器ZCT2通過漏 電保護控制晶片IC3控制輸出電壓信號來觸發可控矽SCR1導通，也使接在火線L與可控 矽SCR1之間的脫扣器的線圈有大電流流過，脫扣器TK1的線圈內的鐵芯拉動脫扣板，使拉 杆脫離脫扣板，動觸點離開靜觸點，使該控制脫扣器TK1切斷電源。因此，無論發生過壓、過 流、漏流現象時，本發明均能對負載進行電氣保護。此外，本發明還通過火線、零線、地線之 間的壓敏電阻和指示燈單元進行防雷擊、防浪湧的保護及防接錯線的保護。儘管結合優選實施方案具體展示和介紹了本發明，但所屬領域的技術人員應該明 白，在不脫離所附權利要求書所限定的本發明的精神和範圍內，在形式上和細節上可以對 本發明做出各種變化，均為本發明的保護範圍。
權利要求
一種負載的多功能保護電路，其特徵在於交流電的火線(L)接一個過流互感器(ZCT1)，該過流互感器(ZCT1)輸出連接整流單元和延時單元後至第一比較器(IC1)的第一輸入端，交流電的火線(L)和零線(N)接入一脫扣器(TK1)及由4個二極體組成的整流橋式單元(DB1)，該整流橋式單元(DB1)的輸出端和整流地端接入一可控矽(SCR1)和由降壓的電阻(R11、R16、R20)組成的單元，串聯的電阻(R8、R9)的中間端連接至第一比較器(IC1)的第二輸入端，串聯的電阻(R10、R8)的中間端連接一穩壓二極體(D12)至整流橋式單元(DB1)的整流地端，所述的第一比較器(IC1)的輸出端串聯一電阻(R14)、一穩壓二極體(D14)、一極性二極體(D15)後至可控矽(SCR1)的控制極，所述的整流橋式單元(DB1)的輸出端和整流地端還接入由串聯的電阻(R11、R12、R13)組成的分壓單元，串聯的電阻(R11、R12)的中間端連接至第二比較器(IC2)的第一輸入端，該第二比較器(IC2)的第二輸入端連接於上述的穩壓二極體(D12)的負極端，該第二比較器(IC2)的輸出端串聯一電阻(R15)、一極性二極體(D16)後至上述的可控矽(SCR1)的控制極，交流電的火線(L)和零線(N)接一個零序電流互感器(ZCT2)，零序電流互感器(ZCT2)輸出至漏電保護控制晶片(IC3)的二放大輸入埠，該漏電保護控制晶片(IC3)的控制輸出端連接於上述可控矽(SCR1)的控制極。
2.根據權利要求1所述的負載的多功能保護電路，其特徵在於所述的第二比較器 (IC2)的第一輸入端連接一濾波電容(C7)至整流橋式單元(DB1)的整流地端，所述的串聯 電阻(R15)和極性二極體(D16)的中間端連接一濾波電容(C9)至整流橋式單元(DB1)的 整流地端。
3.根據權利要求1所述的負載的多功能保護電路，其特徵在於所述的串聯的電阻 (R16、R10)的中間端並聯一穩壓二極體(D13)和濾波電容(C8)至整流橋式單元(DB1)的 整流地端。
4.根據權利要求1所述的負載的多功能保護電路，其特徵在於所述的整流單元是二 極管整流電路單元。
5.根據權利要求1所述的負載的多功能保護電路，其特徵在於所述的延時單元是RC 延時電路單元。
6.根據權利要求1所述的負載的多功能保護電路，其特徵在於所述的漏電保護控制 晶片(IC3)是VG54123晶片。
7.根據權利要求1所述的負載的多功能保護電路，其特徵在於所述的火線(L)和 零線(N)之間連接一壓敏電阻(M0V1)，所述的零線(N)和地線(E)之間連接一壓敏電阻 (M0V2)，所述的火線(L)和地線(E)之間連接一壓敏電阻(M0V3)。
8.根據權利要求1所述的負載的多功能保護電路，其特徵在於所述的火線(L)和零 線(N)之間連接一個由串聯的二極體(D1)、限流電阻(R1)、發光二極體(D2)組成的第一指 示燈單元，所述的二極體(D1)的負極連接串聯的限流電阻(R2)、發光二極體(D3)組成的第 二指示燈單元，所述的零線(N)和地線(E)之間連接一個由串聯的限流電阻(R3)、二極體 (D4)、發光二極體(D5)組成的第三指示燈單元。
9.根據權利要求1所述的負載的多功能保護電路，其特徵在於所述的火線(L)和零 線(N)之間連接一濾波電容(C1)，所述的零線(N)和地線(E)之間連接一濾波電容(C2)， 所述的火線(L)和地線(E)之間連接一濾波電容(C3)。
全文摘要
本發明涉及電子電路領域，尤其涉及市電負載的過壓、過流、漏流、短路、浪湧、雷擊的保護電路。本發明的負載的多功能保護電路通過過流互感器、整流橋式單元、電阻分壓單元、運放比較電路和可控矽構成的過流保護電路，通過整流橋式單元、電阻分壓單元、運放比較電路和可控矽構成的過壓保護電路，通過零序電流互感器、漏電保護控制晶片和可控矽構成漏流保護電路分別對交流電的電流、電壓、洩漏電流進行監控保護，當負載接入端出現過流、過壓、漏流現象時，通過脫扣器線圈控制脫扣器斷開交流電輸入通道，避免了電氣隱患，保障了人身和財產安全。同時，通過火線、零線、地線之間的壓敏電阻和指示燈單元進行防雷擊、防浪湧的保護及防接錯線的保護。
文檔編號H02H3/32GK101976815SQ20101050160
公開日2011年2月16日 申請日期2010年9月29日 優先權日2010年9月29日
發明者唐錫臣, 蔡峰毅 申請人:廈門振泰成科技有限公司