CN101976815A - 负载的多功能保护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子电路领域，尤其涉及市电负载的过压、过流、漏流、短路、浪涌、雷击的保护电路。本发明的负载的多功能保护电路通过过流互感器、整流桥式单元、电阻分压单元、运放比较电路和可控硅构成的过流保护电路，通过整流桥式单元、电阻分压单元、运放比较电路和可控硅构成的过压保护电路，通过零序电流互感器、漏电保护控制芯片和可控硅构成漏流保护电路分别对交流电的电流、电压、泄漏电流进行监控保护，当负载接入端出现过流、过压、漏流现象时，通过脱扣器线圈控制脱扣器断开交流电输入通道，避免了电气隐患，保障了人身和财产安全。同时，通过火线、零线、地线之间的压敏电阻和指示灯单元进行防雷击、防浪涌的保护及防接错线的保护。

Description

负载的多功能保护电路
技术领域
本发明涉及电子电路领域，尤其涉及交流市电驱动的负载端的过压、过流、漏流、短路、浪涌、雷击的多功能保护电路。
背景技术
通过交流市电驱动工作的各种电器负载(如电冰箱、电视机、电脑、电吹风等等)是与人们生活是密不可分的。但是在电器负载接入端，如墙壁开关、电源适配器、或者排插等仅为电器负载提供接入端口，而缺少必要的电气保护，存在安全隐患。如果遇到短路、漏电、过压、过流、雷击、地线带电或者地线断开时，容易损坏负载并对使用者造成人身伤害，也容易引发电气火灾，造成财产损失。
发明内容
因此，针对上述问题，本发明提出一种合理有效的过压、过流、漏流、短路、浪涌、雷击保护电路，设置于负载接入端前，用于保护负载，防止过压、过流、漏流、短路、浪涌、雷击等现象发生，可以避免电气隐患。
本发明采用如下技术方案：
一种过压、过流保护电路，具体是：交流电的火线接一个过流互感器，该过流互感器输出连接的整流单元和延时单元后至第一比较器的第一输入端，交流电的火线和零线接入一脱扣器及由4个二极管组成的整流桥式单元，该整流桥式单元的输出端和整流地端接入一可控硅和由降压的电阻组成的单元，串联的电阻的中间端连接至第一比较器的第二输入端，串联的电阻的中间端连接一稳压二极管至整流桥式单元的整流地端，所述的第一比较器的输出端串联一电阻、一稳压二极管、一极性二极管后至可控硅的控制极，所述的整流桥式单元的输出端和整流地端还接入由串联的电阻组成的分压单元，串联的电阻的中间端连接至第二比较器的第一输入端，该第二比较器的第二输入端连接于上述的稳压二极管的负极端，该第二比较器的输出端串联一电阻、一极性二极管后至上述的可控硅的控制极，交流电的火线和零线接一个零序电流互感器，零序电流互感器输出至漏电保护控制芯片的二放大输入端口，该漏电保护控制芯片的控制输出端连接于上述可控硅的控制极。
进一步的，所述的第二比较器的第一输入端连接一滤波电容至整流桥式单元的整流地端。所述的串联电阻和极性保护二极管的中间端连接一滤波电容至整流桥式单元的整流地端。
进一步的，所述的串联的电阻的中间端并联一稳压二极管和滤波电容至整流桥式单元的整流地端。
进一步的，所述的整流单元是二极管整流电路单元。
进一步的，所述的延时单元是RC延时电路单元。
进一步的，所述的漏电保护控制芯片是VG54123芯片。
进一步的，所述的火线和零线之间连接一压敏电阻，所述的零线和地线之间连接一压敏电阻，所述的火线和地线之间连接一压敏电阻。
进一步的，所述的火线和零线之间连接一个由串联的二极管、限流电阻、发光二极管组成的第一指示灯单元，所述的二极管的负极连接串联的限流电阻、发光二极管组成的第二指示灯单元，所述的零线和地线之间连接一个由串联的限流电阻、二极管、发光二极管组成的第三指示灯单元。
进一步的，所述的火线和零线之间连接一滤波电容，所述的零线和地线之间连接一滤波电容，所述的火线和地线之间连接一滤波电容。
本发明采用如上技术方案，通过过流互感器、整流桥式单元、电阻分压单元、运放比较电路和可控硅构成的过流保护电路，通过整流桥式单元、电阻分压单元、运放比较电路和可控硅构成的过压保护电路，通过零序电流互感器、漏电保护控制芯片和可控硅构成漏流保护电路分别对交流电的电流、电压、泄漏电流进行监控保护，当负载接入端出现过流、过压、漏流现象时，通过脱扣器线圈控制脱扣器断开交流电输入通道，避免了电气隐患，保障了人身和财产安全。同时，通过火线、零线、地线之间的压敏电阻和指示灯单元进行防雷击、防浪涌的保护及防接错线的保护。
附图说明
图1是本发明的电路原理图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
参阅图1所示，本实施例的过压、过流保护电路，具体是：交流电的火线L接一个过流互感器ZCT1，该过流互感器ZCT1输出连接的整流单元和延时单元后至第一比较器IC1的第一输入端，交流电的火线L和零线N接入一脱扣器TK1及由4个二极管组成的整流桥式单元DB1，该整流桥式单元DB1的输出端和整流地端接入一可控硅SCR1和由降压的电阻R11、R16、R20组成的单元，串联的电阻R8、R9的中间端连接至第一比较器IC1的第二输入端，串联的电阻R10、R8的中间端连接一稳压二极管D12至整流桥式单元DB1的整流地端，所述的第一比较器IC1的输出端串联一电阻R14、一稳压二极管D14、一极性二极管D15后至可控硅SCR1的控制极，所述的整流桥式单元DB1的输出端和整流地端还接入由串联的电阻R11、R12、R13组成的分压单元，串联的电阻R11、R12的中间端连接至第二比较器IC2的第一输入端，该第二比较器IC2的第二输入端连接于上述的稳压二极管D12的负极端，该第二比较器IC2的输出端串联一电阻R15、一极性二极管D16后至上述的可控硅SCR1的控制极，交流电的火线L和零线N接一个零序电流互感器ZCT2，零序电流互感器ZCT2输出至漏电保护控制芯片IC3的二放大输入端口，该漏电保护控制芯片IC3的控制输出端连接于上述可控硅SCR1的控制极。
优选的，所述的第二比较器IC2的第一输入端连接一滤波电容C7至整流桥式单元DB1的整流地端，可以用于滤除过压信号的杂波干扰成分。所述的串联电阻R15和极性二极管D16的中间端连接一滤波电容C9至整流桥式单元DB1的整流地端。所述的串联的电阻R16、R10的中间端并联一稳压二极管D13和滤波电容C8至整流桥式单元DB1的整流地端。
优选的，所述的整流单元是二极管整流电路单元。通过该整流单元可以滤除过流互感器ZCT1输出端的杂波成分，防止干扰，获得更稳定可靠的过流比较端电压输入。
优选的，所述的延时单元是RC延时电路单元。通过RC取值范围可以调节
过流延时时间，延时是反时限的，防止在带电机启动的瞬间，脱扣器误脱扣。
优选的，所述的漏电保护控制芯片IC3是VG54123芯片。通过集成的VG54123芯片可以快速灵敏地检测泄漏电流。
优选的，所述的火线L和零线N之间连接一压敏电阻MOV1，所述的零线N和地线E之间连接一压敏电阻MOV2，所述的火线L和地线E之间连接一压敏电阻MOV3。用于避免火线L和零线N、零线N和地线E、火线L和地线E的浪涌电压，避免因雷击而损坏负载。
优选的，所述的火线L和零线N之间连接一个由串联的二极管D1、限流电阻R1、发光二极管D2组成的第一指示灯单元，所述的二极管D1的负极连接串联的限流电阻R2、发光二极管D3组成的第二指示灯单元，所述的零线N和地线E之间连接一个由串联的限流电阻R3、二极管D4、发光二极管D5组成的第三指示灯单元。用于指示负载接入电源正常工作用及指示正确接线用。
优选的，所述的火线L和零线N之间连接一滤波电容C1，所述的零线N和地线E之间连接一滤波电容C2，所述的火线L和地线E之间连接一滤波电容C3。可以进一步滤除杂波成分，防止影响本发明的保护电路。
本发明的负载的多功能保护电路在负载被保护电路工作正常，没有发生过压、过流、漏流的情况下，本发明的负载的多功能保护电路正常供电。当负载发生过流时，过流互感器ZCT1输出一个较高电压信号，通过整流单元和延时单元后与第一比较器IC1第二输入端的参考电压进行比较，如果发生过流现象，则第一比较器IC1通过比较后输出一电压信号来触发可控硅SCR1导通，使接在火线L与可控硅SCR1之间的脱扣器的线圈有大电流流过，脱扣器TK1的线圈内的铁芯拉动脱扣板，使拉杆脱离脱扣板，动触点离开静触点，使该控制脱扣器TK1切断电源，避免了人员伤亡，达到过流保护的目的。同样的，当负载发生过压时，整流桥式单元DB1后的电压升高，从而使电阻R11、R12端的分压升高，与第二比较器IC2第二输入端的参考电压进行比较，如果发生过压现象，则第二比较器IC2通过比较后输出一电压信号来触发可控硅SCR1导通，也使接在火线L与可控硅SCR1之间的脱扣器的线圈有大电流流过，脱扣器TK1的线圈内的铁芯拉动脱扣板，使拉杆脱离脱扣板，动触点离开静触点，使该控制脱扣器TK1切断电源。当负载发生漏流时，零序电流互感器ZCT2通过漏电保护控制芯片IC3控制输出电压信号来触发可控硅SCR1导通，也使接在火线L与可控硅SCR1之间的脱扣器的线圈有大电流流过，脱扣器TK1的线圈内的铁芯拉动脱扣板，使拉杆脱离脱扣板，动触点离开静触点，使该控制脱扣器TK1切断电源。因此，无论发生过压、过流、漏流现象时，本发明均能对负载进行电气保护。此外，本发明还通过火线、零线、地线之间的压敏电阻和指示灯单元进行防雷击、防浪涌的保护及防接错线的保护。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种负载的多功能保护电路，其特征在于：交流电的火线(L)接一个过流互感器(ZCT1)，该过流互感器(ZCT1)输出连接整流单元和延时单元后至第一比较器(IC1)的第一输入端，交流电的火线(L)和零线(N)接入一脱扣器(TK1)及由4个二极管组成的整流桥式单元(DB1)，该整流桥式单元(DB1)的输出端和整流地端接入一可控硅(SCR1)和由降压的电阻(R11、R16、R20)组成的单元，串联的电阻(R8、R9)的中间端连接至第一比较器(IC1)的第二输入端，串联的电阻(R10、R8)的中间端连接一稳压二极管(D12)至整流桥式单元(DB1)的整流地端，所述的第一比较器(IC1)的输出端串联一电阻(R14)、一稳压二极管(D14)、一极性二极管(D15)后至可控硅(SCR1)的控制极，所述的整流桥式单元(DB1)的输出端和整流地端还接入由串联的电阻(R11、R12、R13)组成的分压单元，串联的电阻(R11、R12)的中间端连接至第二比较器(IC2)的第一输入端，该第二比较器(IC2)的第二输入端连接于上述的稳压二极管(D12)的负极端，该第二比较器(IC2)的输出端串联一电阻(R15)、一极性二极管(D16)后至上述的可控硅(SCR1)的控制极，交流电的火线(L)和零线(N)接一个零序电流互感器(ZCT2)，零序电流互感器(ZCT2)输出至漏电保护控制芯片(IC3)的二放大输入端口，该漏电保护控制芯片(IC3)的控制输出端连接于上述可控硅(SCR1)的控制极。
2.根据权利要求1所述的负载的多功能保护电路，其特征在于：所述的第二比较器(IC2)的第一输入端连接一滤波电容(C7)至整流桥式单元(DB1)的整流地端，所述的串联电阻(R15)和极性二极管(D16)的中间端连接一滤波电容(C9)至整流桥式单元(DB1)的整流地端。
3.根据权利要求1所述的负载的多功能保护电路，其特征在于：所述的串联的电阻(R16、R10)的中间端并联一稳压二极管(D13)和滤波电容(C8)至整流桥式单元(DB1)的整流地端。
4.根据权利要求1所述的负载的多功能保护电路，其特征在于：所述的整流单元是二极管整流电路单元。
5.根据权利要求1所述的负载的多功能保护电路，其特征在于：所述的延时单元是RC延时电路单元。
6.根据权利要求1所述的负载的多功能保护电路，其特征在于：所述的漏电保护控制芯片(IC3)是VG54123芯片。
7.根据权利要求1所述的负载的多功能保护电路，其特征在于：所述的火线(L)和零线(N)之间连接一压敏电阻(MOV1)，所述的零线(N)和地线(E)之间连接一压敏电阻(MOV2)，所述的火线(L)和地线(E)之间连接一压敏电阻(MOV3)。
8.根据权利要求1所述的负载的多功能保护电路，其特征在于：所述的火线(L)和零线(N)之间连接一个由串联的二极管(D1)、限流电阻(R1)、发光二极管(D2)组成的第一指示灯单元，所述的二极管(D1)的负极连接串联的限流电阻(R2)、发光二极管(D3)组成的第二指示灯单元，所述的零线(N)和地线(E)之间连接一个由串联的限流电阻(R3)、二极管(D4)、发光二极管(D5)组成的第三指示灯单元。
9.根据权利要求1所述的负载的多功能保护电路，其特征在于：所述的火线(L)和零线(N)之间连接一滤波电容(C1)，所述的零线(N)和地线(E)之间连接一滤波电容(C2)，所述的火线(L)和地线(E)之间连接一滤波电容(C3)。
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