交流過電壓保護裝置的製作方法

2024-02-24 10:22:15 1

專利名稱：交流過電壓保護裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種過電壓保護裝置，特別涉及一種電氣技術領域中應用的交流過電 壓保護裝置。
背景技術：
目前，在空調產品技術領域需要另增加一過壓保護裝置，當外界的輸入交流電壓有異 常時，對整個電器電路的正常運行進行保護。另外，在考慮過壓保護的同時還需要考慮電 源低壓過低時也需要進行保護，因此縮小了變壓器的高壓耐壓範圍，即降低了保護裝置的 高壓的保護範圍，變壓器的整體體積較大，使得整個過壓保護裝置體積也較大大，需要設
置專門的空間進行放置。另外，現有的保護裝置中所用到的比較電路包括穩壓ic等多種
元器件，其迴路複雜，故障率高，維修成本高。
此外，現有的過壓保護裝置自身的電源的來源方式分為以下幾種。第一種保護裝置 自身的電源從市電直接經過分壓電阻分壓得到，這種方式存在的問題是保護裝置本身的電 源電壓如果不穩定，勢必對整個空調供電迴路的電壓造成影響。第二種保護裝置的電源 從自身設置的蓄電池處獲得，這種保護方式的電源需要另外獲得，電池更換麻煩，且隨著 時間的增加，蓄電池的電壓會下降，其使用壽命也有一定的限制。
實用新型內容
本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種交流過壓保護裝置，該交流過壓 保護裝置的電源電壓穩定，能保證裝置動作的正確性、穩定性，且其高壓保護範圍大，能 更好的起到保護作用，另外其結構簡單，體積小，直接可以設計到電路板上，不需要變更 程序即可大批量生產，製造成本低廉。
為了實現上述技術目的，本實用新型是按以下技術方案實現的-
本實用新型所述的一種交流過電壓保護裝置，包括電源電路、連接在電源電路迴路 上的過電壓保護控制元件、以及與電源電路輸出端相連的微控制單元，所述微控制單元 MCU與被保護電器中的至少一部分電氣迴路相連接。
具體來說，所述電源電路包括設置在被保護電器電路板上的線性變壓器、橋式整流回 路、12V穩壓電路及5V穩壓電路組成，所述微控制單元MCU連接在5V穩壓電路的輸出 端。當然，所述微控制單元MCU也可以按實際需要連接在12V穩壓電路的輸出端。
作為上述技術的進一步改進，所述過電壓保護控制元件為保護動作繼電器，所述保護動作繼電器連接在橋式整流迴路與12V穩壓電路之間，比較整流後的DC電壓NR與保護 動作繼電器的工作電壓VI及其開放電壓V2的大小。正常電壓狀態下，繼電器處於ON 狀態，當AC電源電壓增大時，NR的電壓值也隨之增大，當NR-V1時，繼電器OFF， 電源迴路斷開；當AC電源電壓減小時，NR的電壓值也隨之減小，當V2〈NIKV1時， 繼電器處於OFF狀態；當NR=V2時，整個電源迴路重新通電，被保護電器各迴路相連 接將以停止前的狀態運轉。
此外，為了得到直流電壓，所述橋式整流迴路與保護動作繼電器之間還連接有使輸出 電壓平滑為直流電壓的平滑電容。
本實用新型中被保護電器的至少一部分電氣迴路包括與微控制單元MCU的晶片引腳 通過繼電器相連的空調壓縮機及周邊迴路、外馬達及周邊迴路、內馬達及周邊迴路以及四 通閥及周邊迴路。通過對空調設備的各AC元器件的過壓保護作用，即對整臺空調產品起 到全方位的過壓保護，其保護範圍廣，能即時保護，過壓保護效果好，有效地延長了空調 等電器設備的使用壽命。
與現有技術相比，本實用新型的有益效果是
(1) 本實用新型交流過電壓保護裝置的電源是由被保護電器的電路板上的變壓器直接 提供，使得保護裝置的電源穩定，且和被保護電器設備的電源同步，由於利用被保護電器 的電路板中的變壓器，雖然變壓器只對應高電壓部分，且變壓設計範圍一定，但當輸入的 交流電壓超過本裝置設定的保護電壓值時，因為變壓器二次側的迴路已經斷開，變壓器二 次側負荷將變得很小，使變壓器的溫度降低，因此保護裝置本身耐超高壓；
(2) 本實用新型所述的過壓保護裝置自身的電源直接是從被測電器設備的電路板上獲 得的，因此其獲取比較簡單；
(3) 本實用新型所述的過壓保護裝置的高壓保護範圍大，適用範圍廣；
(4) 本實用新型所述的交流過壓保護裝置當電壓降到安全範圍以內時，被保護的電器設 備將按照被保護之前的運轉狀態繼續運轉，不影響被保護電器設備的正常運行；
(5) 本實用新型中利用在電源迴路上增設一保護動作繼電器，通過比較橋式整流迴路輸 出電壓與保護動作繼電器工作電壓及開放電壓的大小，來實時的實現電源迴路的通斷，利 用保護動作繼電器的ON、 OFF動作電壓以及開放電壓實現保護作用，從而更好地起到保 護各電器迴路中各設備能在安全電壓範圍內工作，其結構簡單，能起到及時保護的目的；
(6) 本實用新型的交流過保護裝置元器件少，只是在原有的電源迴路中增加一保護動作 繼電器，使得裝置整體體積較小，無需另設特殊的空間存放，同時其簡單的直接設計到電 路板上，容易大批量生產；(7)本實用新型的交流過壓保護裝置製作成本低廉，材料採購方便快捷。以下結合附圖和具體實施例對本實用新型做詳細的說明

圖1是本實用新型所述的交流過壓保護裝置的基本電路圖； 圖2是本實用新型所述的交流過壓保護裝置的操作流程圖； 圖3是本實用新型中保護動作繼電器的特性圖。
具體實施方式

如圖1所示，本實用新型所述的交流過電壓保護裝置包括電源電路、連接在電源電 路迴路上的過電壓保護控制元件1、以及與電源電路相連的微控制單元MCU。所述微控
制單元MCU與被保護電器中的至少一部分電氣迴路相連接。
在本實用新型中，電源電路包括直接設置在被保護電器電路板上的線性變壓器Tl、 橋式整流迴路DBOl、 12V穩壓電路及5V穩壓電路組成，所述微控制單元MCU的輸入端 連接在5V穩壓電路的輸出端；當然，也可以按實際需要將微控制單元MCU的輸入端連 接在12V穩壓電路的輸出端。
為了更好的對電源電路中輸出的交流電源進行實行監控，本實用新型中採用的過電壓 保護控制元件1為保護動作繼電器RY-l,該保護動作繼電器RY-1具體連接在橋式整流回 路DBOl與12V穩壓電路之間，利用保護動作繼電器RY-1的特性，在出現電源高電壓時， 立即斷開電源迴路、使被保護電器停止工作。同時，為了使整流得到直流電壓，所述橋式 整流迴路與保護動作繼電器之間還連接有使輸出電壓平滑為直流電壓的平滑電容C1。
為了更好的保護空調產品中的各種電氣設備，本實用新型中的被保護電器的電氣迴路 具體包括壓縮機及周邊迴路、外馬達及周邊迴路、內馬達及周邊迴路、及四通閥及周邊回 路等，這些電氣迴路通過繼電器與微控制單元MCU中相應的輸出引腳相連。
如圖1所示，各保護電器設備從單相電源L-N中引入電源電壓，經過變壓器T1及橋 式整流迴路DB01後得到需要的DC電壓NR。在一定的負荷範圍內，整流後DC電壓VNR 的值與AC電源電壓VAc成近似的線性正比關係，其關係為
VNR^k*VAC+a。(這裡，k為線性係數，a為常數)
如圖3所示，保護動作繼電器線圈兩端的工作電壓(動作電壓)設為V1，開放電壓 設為V2，且V2〈V1。通過進行這樣的設定，可以實現下述的兩種功能 (1)交流電壓過高保護 正常電壓狀態下，繼電器處於導通(ON)狀態。當AC電源電壓增大時，NR的電壓 值也隨之增大，當AC電壓值達到保護動作繼電器線圈的工作電壓時，即NR》V1時，保護動作繼電器RY-1斷開(OFF),使得整個電源迴路斷開，從而達到在高電壓時保護迴路 的作用，避免了高電壓時電子電器元件發生故障、甚至發煙發火的情況的發生。 (2)交流電壓正常時自動恢復
之後，當AC電壓值減小(恢復正常)時，NR的電壓值也隨之減小，當V2〈NIK VI時，保護動作繼電器RY-1仍處於斷開(OFF)狀態。而當NF^V2時，電源迴路重新 通電導通，空調設備的AC元件將以停止前的狀態運轉。
以這種方式，在高異常電壓的情況下，對空調器設備的各迴路起到了即時且有效的異 常電壓保護作用。
圖2為本實用新型所述的交流過壓保護裝置的操作流程圖，其具體操作流程是包括如 下步驟
步驟S10:電器設備獲得電源，
步驟S20:上述獲得的AC電壓變壓整流為DC電壓，
步驟S30:根據DC電壓檢知AC電壓原理，在設計負荷範圍內，AC入力和變壓整流 後的DC電壓成近似正比關係。
步驟S40:根據需要設定標準DC電壓值及元件參數等前期參數，進行具體的異常過 電壓保護。
步驟S50:判斷DC電壓是否大於或等於保護動作繼電器工作電壓VI:
當DC電壓NR值上升至保護動作繼電器工作電壓VI時，保護動作繼電器OFF (觸 點彈開)(S60)，使得整個電源迴路斷開(步驟S70)，接著所有元件停止工作(S80)。隨 後，當DC電壓下降時(S90)，判斷DC電壓下降至是否符合保護動作繼電器開放電壓 V2 (步驟S100)。當DC電壓值NR處於V2〈NR〈V1時，保護動作繼電器OFF (觸點彈 開)，電源迴路保持無供電狀態(S110);而當DC電壓值NR-V2時，進行保護動作繼電 器ON (觸點閉合)(S120)，接著整機以停止前的狀態運轉(S130)，最後電源迴路正常 工作(步驟S140)，空調設備的AC元件將以停止前的狀態運轉。
另外，當DC電壓NR值上升不符合保護動作繼電器工作電壓VI時，即NR<V1時 3，保護動作繼電器ON (觸點閉合)S150，此時電源電壓處於正常的狀態，無需異常保 護。
本實用新型所述的交流過電壓保護裝置自身的電源由被保護電器的電路板變壓器提
供，使得保護裝置的電源穩定，且和被保護電器的電源同步。此外，該裝置還利用被保護
電器的電路板中的變壓器，變壓器在高電壓時，溫度會上升，但當輸入的電源電壓超過本
裝置設定的保護電壓值時，因為變壓器二次側的迴路巳經斷開，二次側負荷將變得很小，使變壓器的溫度降低，因此保護裝置本身耐超高壓。此外，本實用新型不僅僅適用於單項電源的過電壓保護，其同樣也適用於利用三相電 源的過電壓保護裝置，三相電源的各相間可以用上述同樣的方法予以實現，從而可以同時 對多種電器設備進行保護，使用範圍大大增加。
權利要求1.一種交流過電壓保護裝置，其特徵在於包括電源電路、連接在電源電路迴路上的過電壓保護控制元件、以及與電源電路輸出端相連的微控制單元，所述微控制單元MCU與被保護電器中的至少一部分電氣迴路相連接。
2. 根據權利要求1所述的交流過電壓保護裝置，其特徵在於所述電源電路包括設置在被保護電器電路板上的線性變壓器、橋式整流迴路、12V穩壓電路及5V穩壓電路組成， 所述微控制單元MCU連接在5V穩壓電路的輸出端。
3. 根據權利要求1所述的交流過電壓保護裝置，其特徵在於所述電源電路包括設置 在被保護電器電路板上的線性變壓器、橋式整流迴路、12V穩壓電路及5V穩壓電路組成， 所述微控制單元MCU連接在12V穩壓電路的輸出端。
4. 根據權利要求2或3所述的交流過電壓保護裝置，其特徵在於所述過電壓保護控 制元件為保護動作繼電器，所述保護動作繼電器連接在橋式整流迴路與12V穩壓電路之 間，比較整流後的DC電壓NR與保護動作繼電器的工作電壓VI及其開放電壓V2的大小， 當AC電源電壓增大時，NR的電壓值也隨之增大，當NR=V1時，繼電器OFF，電源回 路斷開；當AC電源電壓減小時，NR的電壓值也隨之減小，當V2〈NR〈V1時，繼電器 處於OFF狀態；當NR=V2時，整個電源迴路重新通電，被保護電器各迴路相連接將以 停止前的狀態運轉。
5. 根據權利要求4所述的交流過電壓保護裝置，其特徵在於所述橋式整流迴路與保 護動作繼電器之間還連接有使輸出電壓平滑為直流電壓的平滑電容。
6. 根據權利要求5所述的交流過電壓保護裝置，其特徵在於所述被保護電器的至少 一部分電氣迴路包括與微控制單元MCU的晶片引腳通過繼電器相連的壓縮機及周邊回 路、外馬達及周邊迴路、內馬達及周邊迴路以及四通閥及周邊迴路。
專利摘要本實用新型屬於電器技術領域，具體公開了一種交流過電壓保護裝置，其包括電源電路、連接在電源電路迴路上的過電壓保護控制元件，以及與電源電路輸出端相連的微控制單元MCU，所述微控制單元MCU與被保護電器各迴路相連接。該交流過壓保護裝置的電源電壓穩定，耐高壓，能保證裝置動作的正確性、穩定性，且其高壓保護範圍大，在異常電壓時能更好的起到及時保護作用，另外其結構簡單，體積小，直接可以設計到被保護電器的電路板上，不需要變更程序即可大批量生產，製造成本低廉。
文檔編號H02H7/00GK201413980SQ20092005724
公開日2010年2月24日 申請日期2009年5月26日 優先權日2009年5月26日
發明者洋 區, 黃育夫 申請人:廣州松下空調器有限公司