CN101237137A - 过压及欠压保护装置 - Google Patents

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CN101237137A CNA2007102001348A CN200710200134A CN101237137A CN 101237137 A CN101237137 A CN 101237137A CN A2007102001348 A CNA2007102001348 A CN A2007102001348A CN 200710200134 A CN200710200134 A CN 200710200134A CN 101237137 A CN101237137 A CN 101237137A
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徐法清
唐沛
聂俊
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Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Abstract

一种过压及欠压保护装置，包括一交流电源接口、一降压变压器、一整流滤波电路、一第一取样电路、一第二取样电路、一电压基准电路、一上限电压比较器、一下限电压比较器、一或门电路及一保护电路，所述交流电源接口接在一用电设备两端，所述交流电源接口的一第一接点通过所述降压变压器与所述整流滤波电路的一输入端连接，所述整流滤波电路的另一输入端与所述交流电源接口的一第二接点连接，所述交流电源接口接入的输入电压超出正常范围时，所述保护电路将所述降压变压器的输出端与所述交流电源接口的第二接点短接，使连接在一交流输入与所述用电设备之间的一过流保护器跳闸，切断所述交流输入与所述用电设备的连接。本发明过压及欠压保护装置可对用电设备进行过压及欠压保护，有效的保护用电设备，延长用电设备的使用寿命。

Description

过压及欠压保护装置
技术领域
本发明涉及一种保护装置，特别涉及一种过压及欠压保护装置。
背景技术
目前，由于电力紧缺造成供电电压很不稳定，在用电高峰时可能仅160伏(欠电压)左右，深夜时又会超过250伏(过电压)，电压不稳会造成电器工作不正常，严重的会烧毁电器。为了保证家用电器的性能和寿命，对家用电器进行过压及欠压的保护显得尤为重要。
同时，有些区域或公司有多种类型的电压(110伏或220伏)需求，为防止电压用错，在设备电压输入端加装过压及欠压保护装置也是很有必要。
发明内容
鉴于上述内容，有必要提供一种过压及欠压保护装置。
一种过压及欠压保护装置，包括一交流电源接口、一降压变压器、一整流滤波电路、一第一取样电路、一第二取样电路、一电压基准电路、一上限电压比较器、一下限电压比较器、一或门电路及一保护电路，所述交流电源接口的一第一接点通过所述降压变压器与所述整流滤波电路的一第一输入端连接，所述整流滤波电路的一第二输入端与所述交流电源接口的一第二接点连接，所述电压基准电路分别提供一上限电压及一下限电压给所述上限电压比较器及所述下限电压比较器的一输入端，所述第一取样电路及所述第二取样电路从所述整流滤波电路的一第一输出端取样后输出的电压分别接入所述上限电压比较器及所述下限电压比较器的另一输入端，所述上限电压比较器及所述下限电压比较器的输出端分别与所述或门电路的两输入端连接，所述或门电路的输出端与所述保护电路的一控制端连接，所述交流电源接口接在一用电设备两端，当所述第一取样电路输出的电压超出所述上限电压或所述第二取样电路输出的电压低于所述下限电压时，所述保护电路将所述降压变压器的输出端与所述交流电源接口的第二接点短接，使连接在一交流输入与所述用电设备之间的一过流保护器跳闸，切断所述交流输入与所述用电设备的连接。
相较现有技术，本发明过压及欠压保护装置可对用电设备进行过压及欠压保护，有效的保护用电设备，延长用电设备的使用寿命。
附图说明
下面参照附图结合具体实施方式对本发明作进一步的描述。
图1为本发明过压及欠压保护装置的较佳实施方式的电路图。
图2为本发明过压及欠压保护装置的较佳实施方式在家庭用电中应用的示意图。
具体实施方式
请参照图1，本发明过压及欠压保护装置的较佳实施方式包括一交流电源接口10、一降压变压器20、一整流滤波电路30、一第一取样电路40、一第二取样电路50、一电压基准电路60、一上限电压比较器70、一下限电压比较器80、一或门电路90及一保护电路100。
所述交流电源接口10包括接点a、b，所述降压变压器20包括一降压电容C1及一与所述降压电容C1并联连接的泄放电阻R1。所述整流滤波电路30包括一桥式整流器Z(所述桥式整流器Z亦可由一半波整流电路代替)及一滤波电容C2。所述降压电容C1连接在所述交流电源接口10的接点a及所述桥式整流器Z的一输入端A之间，所述滤波电容C2连接在所述桥式整流器Z的两输出端B、D之间。
所述第一取样电路40及所述第二取样电路50的输入端与所述桥式整流器Z的输出端B、D连接。所述第一取样电路40包括一第一固定电阻R2及一与所述第一固定电阻R2串接的第一可变电阻R3，所述第一固定电阻R2及所述第一可变电阻R3的接点作为所述第一取样电路40的输出端。所述第二取样电路50包括一第二固定电阻R4及一与所述第二固定电阻R4串接的第二可变电阻R5，所述第二固定电阻R4及所述第二可变电阻R5的接点作为所述第二取样电路50的输出端。
所述电压基准电路60包括串接的一第三固定电阻R6、一第四固定电阻R7及一第三可变电阻R8。所述第三固定电阻R6的一端接入一+12伏的直流电压+12VCC，另一端与所述第四固定电阻R7的一端连接。所述第三可变电阻R8的一端与所述第四固定电阻R7的另一端连接，所述第三可变电阻R8的另一端与所述桥式整流器Z的输出端D连接。所述第三固定电阻R6与所述第四固定电阻R7的接点作为所述电压基准电路60的第一输出端，所述第四固定电阻R7与所述第三可变电阻R8的接点作为所述电压基准电路60的第二输出端。
所述上限电压比较器70的正向输入端与所述第一取样电路40的输出端连接，反向输入端与所述电压基准电路60的第一输出端连接。所述下限电压比较器80的反向输入端与所述第二取样电路50的输出端连接，正向输入端与所述电压基准电路60的第二输出端连接。所述上限电压比较器70的输出端及所述下限电压比较器80的输出端分别连接所述或门电路90的两输入端，所述或门电路90的输出端接入所述保护电路100的控制端。
所述保护电路100包括一晶体管T1、一继电器J、一续流二极管D1、一电容C3、一发光二极管D2、一限流电阻R9、一融断电阻R10及一稳压二极管D3。所述晶体管T1的基极作为所述保护电路100的控制端与所述或门电路90的输出端连接，所述晶体管T1的发射极与所述桥式整流器Z的输出端D连接。所述续流二极管D1的阳极与所述晶体管T1的集电极及所述继电器J的一端连接，所述续流二极管D1的阴极与所述继电器J的另一端连接。所述桥式整流器Z的输出端B与所述续流二极管D1的阴极之间可选择地接入一二极管D4，用于消除纹波。所述续流二极管D1的阴极与所述晶体管T1的发射极之间接入所述电容C3，所述发光二极管D2、所述限流电阻R9及所述稳压二极管D3串接后与所述电容C3并联连接。所述继电器J包括一触点开关K，连接在所述桥式整流器Z的两输入端A、C之间。所述触点开关K的一端与所述降压变压器20的输出端连接，所述触点开关K的另一端与所述融断电阻R10连接后接入所述交流电源接口10的另一接点b。
调节所述电压基准电路60的第三可变电阻R8，所述直流电压+12VCC经过所述电压基准电路60分压，所述电压基准电路60的第一输出端取得一上限电压，并提供给所述上限电压比较器70的反向输入端；所述电压基准电路60的第二输出端取得一下限电压，并提供给所述下限电压比较器80的正向输入端。根据实际需要保护的电压范围值(比如160伏~250伏)，取其最大值250伏，其经过所述降压变压器20、所述整流滤波电路30后得到一直流电压，所述直流电压提供给所述第一取样电路40。通过调节所述第一取样电路40的第一可变电阻R3，使所述第一取样电路40的输出端提供给所述上限电压比较器70的正向输入端的电压与所述上限电压比较器70的反向输入端的电压相等。同理，根据实际需要保护的电压范围值的最小值160伏，通过调节所述第二取样电路50的第二可变电阻R5，可设定所述第二取样电路50的输出端提供给所述下限电压比较器80的反向输入端的电压与所述下限电压比较器80的正向输入端的电压相等。
请一并参照图2，本发明过压及欠压保护装置的较佳实施方式在家庭用电中应用时，一交流输入的第一端与一用电设备的第一端连接，所述交流输入的第二端与所述用电设备的第二端之间接入一过流保护器，所述过压及欠压保护装置的交流电源接口10的接点a、b接在所述用电设备的两端。
若所述交流电源接口10的接点a、b接入的的电压在正常范围时(例如在160伏~250伏之间)，所述上限电压比较器70及所述下限电压比较器80均输出低电平，所述或门电路90输出低电平至所述保护电路100的控制端，即所述保护电路100的晶体管T1的基极，使所述晶体管T1截止，所述继电器J相应关断，即所述继电器J的触点开关K处于断开状态，所述发光二极管D2发光，表示此时输入电压处于正常范围内。
若所述交流电源接口10的接点a、b接入的的电压在超出正常范围时(例如输入电压超出250伏或小于160伏)，比如当输入电压超出250伏，此时输入电压为过电压状态，所述上限电压比较器70输出高电平，所述或门电路90输出高电平至所述保护电路100的控制端，使所述晶体管T1导通，所述继电器J相应闭合，即所述继电器J的触点开关K处于闭合状态，此时所述降压变压器20的输出端与所述交流电源接口10的接点b通过所述融断电阻R10短接，所述过流保护器由于有较大电流流过而跳闸，输入电压与所述用电设备断开，从而使所述用电设备得到保护。当输入电压低于160伏，此时输入电压为欠电压状态，所述下限电压比较器80输出高电平，所述或门电路90输出高电平至所述保护电路100的控制端，使所述晶体管T1导通，所述继电器J相应闭合，即所述继电器J的触点开关K处于闭合状态，此时所述降压变压器20的输出端与所述交流电源接口10的接点b通过所述融断电阻R10短接，所述过流保护器由于有较大电流流过而跳闸，输入电压与所述用电设备断开，从而使所述用电设备得到保护。由于所述晶体管T1导通，加在所述发光二极管D2阳极的电压通过所述继电器J迅速放电，所述发光二极管D2不发光，表示此时输入电压超出正常范围。所述过流保护器跳闸后，所述降压变压器20的降压电容C1两端聚集的电荷通过所述泄放电阻R1进行泄放。
当所述继电器J的触点开关K闭合时，若流过所述触点开关K的电流过大，所述融断电阻R10将被融断，以防止所述触点开关K被烧坏。所述融断电阻R10亦可不设置，不影响本发明过压及欠压保护装置的正常工作。本实施方式中所述电压基准电路60提供给所述上限电压比较器70及所述下限电压比较器80的上限电压及下限电压可通过调节所述第三可变电阻R8来灵活调节，以便适应保护不同的电压范围值的实际需要。
本发明过压及欠压保护装置可对用电设备进行过压及欠压保护，有效的保护用电设备，延长用电设备的使用寿命。

Claims (7)

1. 一种过压及欠压保护装置，包括一交流电源接口、一降压变压器、一整流滤波电路、一第一取样电路、一第二取样电路、一电压基准电路、一上限电压比较器、一下限电压比较器、一或门电路及一保护电路，所述交流电源接口的一第一接点通过所述降压变压器与所述整流滤波电路的一第一输入端连接，所述整流滤波电路的一第二输入端与所述交流电源接口的一第二接点连接，所述电压基准电路分别提供一上限电压及一下限电压给所述上限电压比较器及所述下限电压比较器的一输入端，所述第一取样电路及所述第二取样电路从所述整流滤波电路的一第一输出端取样后输出的电压分别接入所述上限电压比较器及所述下限电压比较器的另一输入端，所述上限电压比较器及所述下限电压比较器的输出端分别与所述或门电路的两输入端连接，所述或门电路的输出端与所述保护电路的一控制端连接，所述交流电源接口接在一用电设备两端，当所述第一取样电路输出的电压超出所述上限电压或所述第二取样电路输出的电压低于所述下限电压时，所述保护电路将所述降压变压器的输出端与所述交流电源接口的第二接点短接，使连接在一交流输入与所述用电设备之间的一过流保护器跳闸，切断所述交流输入与所述用电设备的连接。
2. 如权利要求1所述的过压及欠压保护装置，其特征在于：所述降压变压器包括一降压电容及一与所述降压电容并联连接的泄放电阻，所述降压电容连接在所述交流电源接口的第一接点与所述整流滤波电路的第一输入端之间。
3. 如权利要求1所述的过压及欠压保护装置，其特征在于：所述第一取样电路包括一第一固定电阻及一与所述第一固定电阻串接的第一可变电阻，所述第一固定电阻及所述第一可变电阻的接点与所述上限电压比较器的正向输入端连接，所述第二取样电路包括一第二固定电阻及一与所述第二固定电阻串接的第二可变电阻，所述第二固定电阻及所述第二可变电阻的接点与所述下限电压比较器的反向输入端连接。
4. 如权利要求1所述的过压及欠压保护装置，其特征在于：所述电压基准电路包括串接的一第三固定电阻、一第四固定电阻及一第三可变电阻，所述第三固定电阻的一端接入一直流电压，所述第三固定电阻与所述第四固定电阻的接点与所述上限电压比较器的反向输入端连接，所述第四固定电阻与所述第三可变电阻的接点与所述下限电压比较器的正向输入端连接。
5. 如权利要求2所述的过压及欠压保护装置，其特征在于：所述保护电路包括一晶体管、一继电器及一融断电阻，所述晶体管的基极作为所述保护电路的控制端与所述或门电路的输出端连接，所述晶体管的发射极与所述整流滤波电路的一第二输出端连接，所述晶体管的集电极与所述继电器的一端连接，所述继电器的另一端与所述整流滤波电路的第一输出端连接，所述继电器包括一触点开关，所述触点开关连接在所述降压变压器的输出端与所述整流滤波电路的第二输入端之间，所述融断电阻连接在所述整流滤波电路的第二输入端与所述交流电源接口的第二接点之间。
6. 如权利要求5所述的过压及欠压保护装置，其特征在于：所述保护电路还包括一续流二极管，所述续流二极管的阳极与所述晶体管的集电极及所述继电器的一端连接，所述续流二极管的阴极与所述继电器的另一端连接。
7. 如权利要求5所述的过压及欠压保护装置，其特征在于：所述保护电路还包括一电容、一发光二极管、一限流电阻及一稳压二极管，所述整流滤波电路的第一输出端与所述晶体管的发射极之间接入所述保护电路的电容，所述保护电路的发光二极管、所述限流电阻及所述稳压二极管串接后与所述电容并联连接。
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