CN102810842A - 一种漏电保护开关电路制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种漏电保护开关电路，设有电源端和负载端，其中：开关电路包括漏电保护电路和过流保护电路，漏电保护电路包括电流传感器、集成电路、脱扣线圈、可控硅、电容和电阻，集成电路连接电容和电阻，脱扣线圈和可控硅串联连接；过流保护电路包括电流互感器、整流滤波电路、时延电路和三极管等，整流滤波电路和时延电路串联连接，时延电路设于三极管和整流滤波电路之间；本发明旨在提供一种电路简单、成本低、性能优良，用以触电保护，防止因漏电或负载过重引起的火灾的漏电保护开关电路。

Description

一种漏电保护开关电路制作方法

技术领域

本发明涉及一种电路，尤其涉及一种带过流保护的漏电保护开关电路 。

背景技术

漏电保护器，用以对低压电网直接触电和间接触电进行有效保护，也可以作为三相电动机的缺相保护。保护器一般以漏电电流或由此产生的中性点对地电压变化为动作信号，所以不必以用电电流值来整定动作值，所以灵敏度高，动作后能有效地切断电源，保障人身安全。

然而市场上现有的用于开关上的保护器的电路仍存在一定的缺陷，当电路中负载电流大于设定值时，可能因为电流过大使电器或电源线发热损坏或者漏电伤人，甚至引发火灾等严重事故；有的漏电保护开关加了独立的过流保护，电路复杂；为电路简单，一般是将过流保护整流滤波或时延后接到漏电保护电路的可控硅控制极，但是温度性能差；因此，如何解决上述问题，成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种电路简单、成本低、性能优良，用以触电保护，防止因漏电或负载过重引起的火灾事故的漏电保护开关电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种漏电保护开关电路，设有电源端和负载端，其中：所述的开关电路包括漏电保护电路和过流保护电路，漏电保护电路包括电流传感器、集成电路及其外围元器件、脱扣线圈、可控硅，集成电路连接的外围元器件有电容和电阻，脱扣线圈和可控硅串联连接；过流保护电路包括电流互感器、整流滤波电路、时延电路、三极管和漏电保护电路的集成电路及其外围元器件、脱扣线圈、可控硅，所述整流滤波电路和时延电路串联连接，时延电路设于三极管和整流滤波电路之间。

上述的一种漏电保护开关电路，所述集成电路使用RV4140或FM2140或与这两款电路相同的其他型号的漏电保护开关电路。

上述的一种漏电保护开关电路，所述过流保护电路的判别电路由三极管和集成电路共同完成。

上述的一种漏电保护开关电路，所述过流保护电路的判别电路是三极管接在集成电路2脚和4脚上，利用三极管导通使集成电路的2脚电压降低，集成电路输出高电位控制可控硅导通来完成判别。

上述的一种漏电保护开关电路，所述过流保护电路的采样和信号处理部分电路是单独的，电流传感器为零序电流互感器。

上述的一种漏电保护开关电路，所述集成电路IC的外围元器件有：电容四个，分别为C1、C2、C3和C4；电阻二个，分别为R2和R3，其中R2为集成电路IC的电源供给降压电阻。

上述的一种漏电保护开关电路，所述集成电路有八个脚，一脚连接R3，二脚连接C4和三极管，三脚连接零序电流互感器ZCT1和C3，四脚为接地端，C2、C3、三极管的发射极等都接在四脚上。五脚、六脚为电源输入端，其中五脚经R2和脱扣线圈接电源火线，六脚接电源零线，七脚连接可控硅和C1，八脚连接延时电容C2。

当电源线上的漏电电流较大，达到或者大于规定值时，零序电流互感器ZCT1输出电压较高，经集成电路IC放大、判别电路后输出高电平，可控硅SCR导通，给脱扣线圈TK大电流，立即推动脱扣机构动作，开关断开，使负载与市电断开，避免触电伤人事故，达到漏电保护的目的。

上述的一种漏电保护开关电路，所述过流保护电路包括电流互感器ZCT2、整流滤波电路、时延电路、三极管V1和漏电保护电路的集成电路IC及其外围元器件、脱扣线圈、可控硅，所述整流滤波电路和时延电路串联连接，时延电路设于三极管和整流滤波电路之间。由此可见，过流保护电路的采样和信号处理部分电路是单独的，后面则利用漏电保护电路完成，使整个电路简单、成本低、性能优良。

本发明采用上述结构后，当负载电流达到或者大于规定值时，电流互感器ZCT2输出电压较高，整流滤波后的直流电压也较高，时延电路的输出电压逐渐升高，经过一定时间后使三极管V1导通，三极管V1输出低电位，从而使集成电路IC的2脚变为低电位，IC的判别电路输出高电平，可控硅导通，脱扣线圈TK有大电流流过，立即推动脱扣机构动作，开关断开，切断负载电源，避免负载及电源线因电流过大而损坏，甚至引起火灾

在电路中设置的时延电路，用于防止电动机启动时或开关电源等开机时的浪涌电流引起的误动。有的简易过流保护电路没有时延电路，整流滤波后直接接三极管等判别电路。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的一种示意图；

图3是本发明的又一种示意图；

图4是本发明的另一种示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，如图1-4所示，本发明一种漏电保护开关电路，设有电源端和负载端，其中：所述的开关电路包括漏电保护电路和过流保护电路，漏电保护电路包括零序电流传感器、集成电路及其外围元器件、脱扣线圈、可控硅；过流保护电路包括电流互感器、整流滤波电路、时延电路和、三极管和漏电保护的集成电路及其外围元器件，所述整流滤波电路和时延电路串联连接，时延电路设于三极管和整流滤波电路之间。

电流传感器ZCT1为零序电流互感器，用来检测电源线火线和零线上的漏电电流。IC及其外围元器件对零序电流互感器ZCT1输出的漏电电压进行放大，并判别漏电电压的大小。正常情况下，在电源线上的漏电电流为零或者较小，互感器输出电压较低，经IC放大后电压较低，判别电路的输出一直保持低电平，可控硅SCR不导通，脱扣线圈TK等脱扣机构不动作,处于通电状态，负载端有电压输出。当电源线上的漏电电流较大，达到或者大于规定值时，零序电流互感器ZCT1输出电压较高，经IC放大后判别电路输出高电平，可控硅SCR导通，给脱扣线圈TK大电流，立即推动脱扣机构动作，火线和零线断开，使负载与市电断开，避免触电伤人事故，达到漏电保护的目的。

集成电路使用RV4140或FM2140或与这两款电路相同的其他型号的漏电保护开关电路。

过流保护电路的采样和信号处理部分电路是单独的，其后的部分则是利用漏电保护开关电路的集成电路IC和动作机构来完成的，以降低成本、提高性能。

集成电路IC有八个脚，一脚连接电阻R3，二脚与电容C4、三极管连接，三脚连接零序电流互感器ZCT1和电容C3，四脚为接地端，C2、C3、三极管的发射极等都接在四脚上，五脚、六脚为电源输入端，其中五脚经电阻R2和脱扣线圈TK接电源火线，六脚接零线，七脚连接可控硅SCR和电容C1，八脚连接延时电容C2。

集成电路IC的外围元器件有：电容四个，分别为C1、C2、C3和C4；电阻二个，分别为R2和R3，其中R2为集成电路IC的电源供给降压电阻。

本发明在具体使用时，整个电路分成左右两部分，其中左半部分是集成电路IC及其外围元器件、可控硅SCR、脱扣线圈等组成的漏电保护开关电路，右半部分是过流保护电路的采样及信号处理部分电路。

过流保护电路由电流互感器ZCT2、整流滤波电路、时延电路和三极管V1、集成电路IC及其外围电路和执行电路可控硅SCR、脱扣线圈TK及脱扣机构组成。性能较好的过流保护电路在整流滤波电路与三极管V1之间接有时延电路，防止电动机启动时误动。

电流互感器ZCT2用来检测电源线火线上的电流，整流滤波电路将电流互感器ZCT2输出的交流电压变成直流电压，时延电路对该直流电压延迟后送给三极管V1，三极管V1用来放大并转换前面送来的直流电压，集成电路IC及其外围电路完成判别并推动执行电路可控硅SCR、脱扣线圈TK及脱扣机构动作，开关断开，停止向负载供电。

过流保护的工作过程是：正常时，负载电流较小，电流互感器ZCT2输出的交流电压较低，整流滤波后的直流电压也较低，时延电路延迟后的电压也就较低，不足以使三极管V1导通，三极管V1输出高电位，集成电路IC的2脚仍处于高电位，判别电路的输出维持低电平，可控硅SCR不导通，脱扣线圈TK没有大电流，脱扣机构处于通电状态，负载端有电压输出。当负载电流较大，达到或者大于规定值时，电流互感器ZCT2输出电压较高，整流滤波后的直流电压也较高，时延电路的输出电压逐渐升高，经过一定时间后使三极管V1导通，三极管V1输出低电位，从而使集成电路IC的2脚变为低电位，判别电路的输出变为高电平，触发可控硅SCR导通，脱扣线圈TK有大电流流过，立即推动脱扣机构动作，开关断开，切断负载电源，避免负载及电源线因电流过大而损坏，甚至引起的火灾。其中有的过流保护没有时延电路，负载电流一旦超过规定值，过流保护电路就会立即保护，电动机启动或电脑开机时的浪涌冲击容易使其误动。

从上述可看出，这里巧妙地利用了集成电路RV4140或FM2140或与这两款电路相同的其他型号漏电保护电路的第2脚电位变低时输出高电平，从而推动可控硅动作的特性来完成过流保护的判别工作。也就是说，过流保护电路的判别、执行机构是利用漏电保护开关电路的集成电路IC及其外围元器件、执行机构来完成的。

下面列举几个过流保护电路的采样及信号处理部分电路具体电路：

图2中过流保护电路的传感器是电流互感器ZCT2，电阻R7是电流互感器ZCT2的负载电阻，二极管D1和电容C6组成整流滤波电路，分别起整流和滤波作用，电阻R4既是整流滤波电路的负载电阻，也是三极管V1的基极漏电流泄放电阻。

图3中过流保护电路的传感器是电流互感器ZCT2，电阻R7是电流互感器ZCT2的负载电阻，二极管D1和电容C6组成整流滤波电路，分别起整流和滤波作用，电阻R6和C5组成时延电路，以防止电动机启动或电脑开机时的浪涌冲击引起的误动。

图4中过流保护电路的传感器是电流互感器ZCT2，电阻R7是电流互感器ZCT2的负载电阻，电容C6、C7和二极管D1、D2组成倍压整流滤波电路，二极管D1、D2起整流作用，C6用于滤波，电阻R6和C5组成时延电路，以防止电动机启动或电脑开机时的浪涌冲击引起的误动。电阻R4、R5组成分压器，用以提高过流电流的保护电流值。

综上所述，本发明已如说明书及图示内容，制成实际样品且经多次使用测试，从使用测试的效果看，可证明本发明能达到其所预期之目的，实用性价值乃无庸置疑。以上所举实施例仅用来方便举例说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (4)

1.一种漏电保护开关电路，设有电源端和负载端，其特征在于：所述的开关电路包括漏电保护电路和过流保护电路，漏电保护电路包括电流传感器、集成电路及其外围元器件、脱扣线圈、可控硅，集成电路连接的外围元器件有电容和电阻，脱扣线圈和可控硅串联连接；过流保护电路包括电流互感器、整流滤波电路、时延电路、三极管和漏电保护电路的集成电路及其外围元器件、脱扣线圈、可控硅，所述整流滤波电路和时延电路串联连接，时延电路设于三极管和整流滤波电路之间。

2.根据权利要求1所述的一种漏电保护开关电路，其特征在于：所述集成电路使用RV4140或FM2140。

3.根据权利要求1所述的一种漏电保护开关电路，其特征在于：所述过流保护电路的判别电路由三极管和集成电路共同完成。

4.根据权利要求1所述的一种漏电保护开关电路，其特征在于：所述过流保护电路的判别电路是三极管接在集成电路2脚和4脚上，利用三极管导通使集成电路的2脚电压降低，集成电路输出高电位控制可控硅导通来完成判别。

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