一種家用電器過壓保護電路的製作方法

2024-03-24 00:31:05

本發明涉及的是電氣設備防護技術領域，具體為一種家用電器過壓保護電路。

背景技術：

目前在城市的一些老城區、城中村、城郊結合部及部分農村地區還是存在電力缺乏的專區，供電電壓很不穩定，有時用電高峰時期電壓僅170V左右，而較少人用電時例如深夜有時電壓又會超過250V，供電電壓過低家用電器難以啟動，電壓過高又會損害家用電器。因此，為了保護日益增多的家用電器，配置一臺過壓保護器還是很有必要的。而目前市場上的家用電器，一些有點舊但還能用的二手電器壓根就不配過壓保護裝置，部分新的家用電器雖說配了過壓保護裝置但有時並不能及時切斷供電電路，進而不能有效保護家用電器。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種設計科學合理、安全可靠的家用電器過壓保護電路，當供電電壓過高時，可及時通過過壓保護電路來迫使供電線路的過流器跳閘或保險絲熔斷即及時切斷供電電路，從而達到有效保護家用電器的目的。

本發明採用的技術方案：

一種家用電器過電壓保護電路，包括輸入電壓U0的正輸入端、負輸入端，其關鍵在於，還包括觸點迴路、限流保護電路、整流濾波電路、分壓電路、控制電路、蓄能電路和穩壓電路，所述觸點迴路跨接於所述輸入電壓U0的正輸入端負輸入端之間，所述觸點迴路兩端之間依次串有限流保護電路、整流濾波電路，所述整流濾波電路的正、負輸出端之間連接有穩壓電路，所述分壓電路跨接於所述整流濾波電路的正、負輸出端之間並為所述控制電路提供參考電壓信號，所述控制電路跨接於所述整流濾波電路的正、負輸出端之間，所述蓄能電路跨接於整流濾波電路的正、負輸出端之間。

通過整流濾波電路將市電整流濾波成平滑的直流電，並流過穩壓電路和分壓電路，通過分壓電路將參考電壓信號傳輸至控制電路，一旦供電電壓過高，控制電路就會導通，緊接著觸點迴路也導通導致市電短路，進而市電供電線路上的過流器就會跳閘或保險絲就會熔斷，從而切斷了家用電器的供電電路，最終保護了家用電器。限流保護電路是為了保護橋式整流器不被過高電壓損害。蓄能電路是為了給控制電路導通提供足夠長時間的電壓，保證市電被短路的時間足夠長，從而確保過流器肯定跳閘或保險絲肯定熔斷。穩壓電路是為了給分壓電路兩端提供穩定的電壓，確保分壓電路能提供穩定的參考電壓信號給可控精密穩壓源。

進一步的，所述觸點迴路包括第一常開開關KM1和第一電阻R1，所述第一常開開關KM1和第一電阻R1的一端連接，所述第一常開開關KM1的另一端接在輸入電壓U0的正輸入端，所述第一電阻R1的另一端接在輸入電壓U0的負輸入端。

通過第一常開開關KM1的閉合使得觸點迴路導通，迫使市電短路。第一電阻R1起到限流作用，防止觸點被過大的短路電流燒壞。

進一步的，所述限流保護電路由第一電容C1與第二電阻R2並聯組成，所述整流濾波電路包括一橋式整流器和第二電容C2，其中第二電容C2串接於所述橋式整流器的正、負輸出端；所述第一電容C1與第二電阻R2的第一公共端接所述輸入電壓U0的正輸入端，所述第一電容C1與第二電阻R2的第二公共端連接所述整流濾波電路的橋式整流器的第一交流輸入端，所述整流濾波電路的橋式整流器的第二交流輸入端連接所述輸入電壓U0的負輸入端。

當供電電壓過高或錯接380V的線電壓時，第一電容C1和第二電阻R2起到限流作用，保護橋式整流器不被高壓損害，橋式整流器將交流電整流成直流電，第二電容C2起到濾波的作用，使得直流電更加平滑。

進一步的，所述穩壓電路由第三電阻R3、第一二極體D1、第三穩壓二極體DZ串聯組成，所述第三電阻R3一端接在橋式整流器的正輸出端，第三電阻R3的另一端接第一二極體D1的陽極，所述第一二極體D1的陰極接第三穩壓二極體DZ的陰極，所述第三穩壓二極體DZ的陽極接所述橋式整流器的負輸出端。

由第三電阻R3、第一二極體D1、穩壓二極體DZ組成的穩壓電路主要作用是為分壓電路兩端提供穩定的電壓。

進一步的，所述控制電路包括繼電器線圈KM和可控精密穩壓源，所述可控精密穩壓源包括一比較器、內置2.5V電源、第一三極體T1，所述內置2.5V電源串接於所述比較器的反相輸入端和第一三極體T1的發射極之間，所述第一三極體T1的發射極連接至橋式整流器的負輸出端，所述第一三極體T1的集電極連接至繼電器線圈KM的一端，所述繼電器線圈KM的另一端與所述第一二極體D1陰極連接，所述第一三極體T1的基極與比較器的輸出端連接，所述繼電器線圈KM一端與第二二極體D2陽極連接，所述第二二極體D2陰極與所述繼電器線圈KM另一端連接。

內置的2.5V電源主要是為比較器提供一個基準電壓信號，當同相輸入端的電壓信號小於基準電壓信號時，比較器輸出的是低電平，三極體T1不會導通，反之三極體T1則導通。當三極體T1導通則繼電器線圈KM就會得電吸合，使觸點迴路的第一常開開關KM1閉合，從而市電短路。第二二極體D2起到保護繼電器觸點的作用。

進一步的，所述分壓電路由第四電阻R4和第五電阻R5串聯組成，所述第四電阻R4的一端接橋式整流器的正輸出端，第四電阻R4與第五電阻R5的公共端A連接至所述比較器的同相輸入端，所述第五電阻R5的另一端連接至橋式整流器的負輸出端。

由電阻R4和電阻R5組成的分壓電路主要作用是將一個電壓信號送入比較器的同相輸入端與基準電壓進行比較。

進一步的，所述蓄能電路為第三電容C3，所述第三電容C3的一端與第三穩壓二極體DZ陰極連接，所述第三電容C3的另一端接第三穩壓二極體DZ陽極。

第三電容C3可儲存大量電荷，加載在繼電器線圈KM上，起到維持第一常開開關KM1閉合至少0.2秒以上，這個時間足以使過流器跳閘或保險絲熔斷。

綜上所述，由於採用了上述方案，本發明具有以下優點：

（1）本發明一種家用電器過電壓保護電路，具有設計科學合理、安全可靠、使用方便等優點，通過市電短路的方式及時切斷供電電路，從而有效保護了家用電器。

（2）本發明一種家用電器過電壓保護電路，由於採用可控精密穩壓源，電壓定值準確，工作可靠，採用電容器儲存電能推動繼電器，因此靜態功耗低，僅0.1W。

（3）本發明一種家用電器過電壓保護電路，所需電子元器件均為現有產品，無需複雜製作工藝只需簡單焊接即可完成，具有製作簡單、適應性廣的優點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實例或現有技術中的技術方案，下面將對實施實例或現有技術描述中所需要的附圖做簡單地介紹，顯然，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實例，對於本領域普通技術人員來說，在不付出創造性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1 一種家用電器過電壓保護電路框圖。

圖2 一種家用電器過電壓保護電路原理圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

實施例1：

結合圖1和圖2可以看出，一種家用電器過電壓保護電路，包括輸入電壓U0的正輸入端、負輸入端，還包括觸點迴路、限流保護電路、整流濾波電路、分壓電路、控制電路、蓄能電路和穩壓電路，所述觸點迴路跨接於所述輸入電壓U0的正輸入端負輸入端之間，所述觸點迴路兩端之間依次串有限流保護電路、整流濾波電路，所述整流濾波電路的正、負輸出端之間連接有穩壓電路，所述分壓電路跨接於所述整流濾波電路的正、負輸出端之間並為所述控制電路提供參考電壓信號，所述控制電路跨接於所述整流濾波電路的正、負輸出端之間，所述蓄能電路跨接於整流濾波電路的正、負輸出端之間。

進一步的，所述觸點迴路包括第一常開開關KM1和第一電阻R1，所述第一常開開關KM1和第一電阻R1的一端連接，所述第一常開開關KM1的另一端接在輸入電壓U0的正輸入端，所述第一電阻R1的另一端接在輸入電壓U0的負輸入端。

進一步的，所述限流保護電路由第一電容C1與第二電阻R2並聯組成，所述整流濾波電路包括一橋式整流器和第二電容C2，其中第二電容C2串接於所述橋式整流器的正、負輸出端；所述第一電容C1與第二電阻R2的第一公共端接所述輸入電壓U0的正輸入端，所述第一電容C1與第二電阻R2的第二公共端連接所述整流濾波電路的橋式整流器的第一交流輸入端，所述整流濾波電路的橋式整流器的第二交流輸入端連接所述輸入電壓U0的負輸入端。

進一步的，所述穩壓電路由第三電阻R3、第一二極體D1、第三穩壓二極體DZ串聯組成，所述第三電阻R3一端接在橋式整流器的正輸出端，第三電阻R3的另一端接第一二極體D1的陽極，所述第一二極體D1的陰極接第三穩壓二極體DZ的陰極，所述第三穩壓二極體DZ的陽極接所述橋式整流器的負輸出端。

進一步的，所述控制電路包括繼電器線圈KM和可控精密穩壓源，所述可控精密穩壓源包括一比較器、內置2.5V電源、第一三極體T1，所述內置2.5V電源串接於所述比較器的反相輸入端和第一三極體T1的發射極之間，所述第一三極體T1的發射極連接至橋式整流器的負輸出端，所述第一三極體T1的集電極連接至繼電器線圈KM的一端，所述繼電器線圈KM的另一端與所述第一二極體D1陰極連接，所述第一三極體T1的基極與比較器的輸出端連接，所述繼電器線圈KM一端與第二二極體D2陽極連接，所述第二二極體D2陰極與所述繼電器線圈KM另一端連接。

進一步的，所述分壓電路由第四電阻R4和第五電阻R5串聯組成，所述第四電阻R4的一端接橋式整流器的正輸出端，第四電阻R4與第五電阻R5的公共端A連接至所述比較器的同相輸入端，所述第五電阻R5的另一端連接至橋式整流器的負輸出端。

進一步的，所述蓄能電路為第三電容C3，所述第三電容C3的一端與第三穩壓二極體DZ陰極連接，所述第三電容C3的另一端接第三穩壓二極體DZ陽極。

本發明的工作原理如下：

結合圖2，當輸入電壓正常時，比較器同相輸入端電壓小於2.5V，由於內置電源提供給比較器反相輸入端的電壓為2.5V，因此三極體T1不導通，則繼電器線圈KM不能得電吸合繼而常開開關KM1不閉合，家用電器正常工作。當市電電壓達到或超過250V時，整流濾波後的直流電流達到3.3mA，這時作用在由電阻R3、二極體D1、穩壓二極體DZ組成的穩壓電路上的電壓為37V。而這37V的電壓經電阻R1、電阻R2分壓後，在A點的電壓UA至少為2.55V，這時同相輸入端的電壓值大於反相輸入端的電壓值，因此比較器輸出一個高電平電壓信號促使三極體T1導通，繼電器線圈KM得電吸合，接著常開開關KM1閉合，市電被短路，使得供電電路上的過流器跳閘或保險絲熔斷，從而切斷了供電電路給家用電器供電，達到保護家用電器的目的。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而己，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。