CN103855680A - 一种交流过电压保护器件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种交流过电压保护器件，该保护器件设置在交流电源和后级回路之间；该交流过电压保护器件包括一开关器件和一交流接触器；所述开关器件在高压时导通，在低压时截止；当交流电源输出正常电压时，交流电源通过交流接触器的第一开关与后级回路导通，形成一工作回路；且所述开关器件、交流接触器的驱动线圈和交流电源串联，形成一控制回路；当交流电源输出异常电压时，交流接触器的第一开关断开。

Description

一种交流过电压保护器件

技术领域

本发明涉及一种交流过电压保护器件，特别是一种可直接对交流电压进行检测的过电压保护器件。

背景技术

为了保证家用电器的正常使用，防止电源电压过大而造成电器的损害。通常，在家用电器和电网之间另接一个独立的过电压保护器。当电源电压超过限值时，保护器断开家用电器的供电。然而，使用常用的独立的过电压保护器需要占用一定的空间且安装麻烦，而且保护器成本高，不利于大量生产。

同时，在电器内需要先把AC电压整流为DC电压，再由DC电压采样回路检知，过电压时采取相应的保护措施。由于后级回路的正常工作依赖于整流模块和电压采样模块，这两个模块需要长期通电，功耗大，即待机电力增加，且自身仍然有被过压损坏的可能。

对比文件CN87207356U中提供了一种自动复原式限流限压开关装置，其为一种通过改进电流电压继电器，和压敏电阻和开关组成信号取样电磁电路的保护装置。由于是改进型的继电器，而且调节动作点还需改变继电器的线圈匝数，比较麻烦。复归动作需要电容充电完成方可复归，成本高，复归要依赖电容，待机电力增加。而且，也无法解决电压保护器占用空间和需长期通电的问题。

发明内容

本发明在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种交流过电压保护器件。

本发明是通过以下的技术方案实现的：一种交流过电压保护器件，该保护器件设置在交流电源和后级回路之间；该交流过电压保护器件包括一开关器件和一交流接触器；所述开关器件在高压时导通，在低压时截止；

当交流电源输出正常电压时，该交流电源通过交流接触器的第一开关与后级回路导通，形成一工作回路；且所述开关器件、交流接触器的驱动线圈和交流电源串联，形成一控制回路；

当交流电源输出异常电压时，交流接触器的第一开关断开。

相比于现有技术，本发明通过使用压敏电阻和交流接触器，可方便安装在所需保护的电器内部，不会造成占用空间。同时不需要先把AC电压整流为DC电压，再由DC电压采样回路检知，减少整流模块和电压采样模块，减少成本，保证了电路的稳定性。同时，本发明无需改变继电器的线圈匝数和对电容进行充电。

作为本发明的进一步改进，所述交流过电压保护器件还包括一第二开关；所述第二开关、驱动线圈和交流电源串联并形成一回路；当交流电源输出异常电压时，交流接触器的第二开关导通。

通过增加第二开关；当交流电源的输出电压发生异常时，第二开关导通，此时驱动线圈的电压为交流电源的输出电压V_AC，故当交流电源的输出电压低于压敏电阻的导通电压时，第二开关保持闭合。可以有效防止由于交流电源的输出电压的波动而造成第一开关的重复闭合与断开。

作为本发明的进一步改进，所述开关器件为一压敏电阻。

作为本发明的进一步改进，所述第一开关为交流接触器的常闭触点a，第二开关为交流接触器的常开触点b。

作为本发明的进一步改进，还包括一电阻R₁；所述电阻R₁设置在驱动线圈与交流电源之间；

所述交流接触器中的常闭触点a闭合时，交流电源和后级回路导通，形成一工作回路；所述压敏电阻、驱动线圈、电阻R₁和交流电源串联，形成一控制回路；

所述交流接触器中的常开触点b闭合时，交流电源与后级回路断开；所述驱动线圈、电阻R₁和交流电源串联，形成一控制回路。

进一步增加电阻R₁，可在触点a闭合时，对驱动线圈的电压进行调节和分压，从而调节保护电路的保护动作电压的大小。

作为本发明的进一步改进，还包括一电阻R₂；所述电阻R₂设置在常开触点b与驱动线圈之间；

所述交流接触器中的常闭触点a闭合时，交流电源和后级回路导通，形成一工作回路；所述压敏电阻、驱动线圈和交流电源串联，形成一控制回路；

所述交流接触器中的常开触点b闭合时，交流电源与后级回路断开；所述交流接触器中的常开触点b闭合时，交流电源与后级回路断开；所述驱动线圈、电阻R₂和交流电源串联，且该压敏电阻并联在电阻R₂的两端。

进一步增加电阻R₂，可在触点b闭合时，对驱动线圈的电压进行调节和分压，从而调节保护电路的复位电压的大小。

作为本发明的进一步改进，还包括一电阻R₁和电阻R₂；所述电阻R₁设置在驱动线圈与交流电源之间；所述电阻R₂设置在常开触点b与驱动线圈之间；

所述交流接触器中的常闭触点a闭合时，交流电源和后级回路导通，形成一工作回路；所述压敏电阻、驱动线圈、电阻R₁和交流电源串联，形成一控制回路；

所述交流接触器中的常开触点b闭合时，交流电源与后级回路断开；所述驱动线圈、电阻R₁、电阻R₂和交流电源串联，且该压敏电阻并联在电阻R₂的两端。

进一步增加电阻R₁和R₂，可在触点a闭合时，通过电阻R₁对驱动线圈的电压进行调节和分压，从而调节保护电路的保护电压的大小。在触点b闭合时，同时通过电阻R₁和R₂对驱动线圈的电压进行调节和分压，从而调节保护电路的复位电压的大小。

作为优选，电阻R₁＜R₂。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1是实施例1的交流过电压保护器件的连接电路图。

图2a是实施例2的交流过电压保护器件的连接电路图。

图2b是实施例2输入电压发生异常时控制回路的电路原理图。

图3a是实施例3的交流过电压保护器件的连接电路图。

图3b是实施例3输入电压发生异常时控制回路的电路原理图。

图4a是实施例4的交流过电压保护器件的连接电路图。

图4b是实施例4输入电压发生异常时控制回路的电路原理图。

图5a是实施例5的交流过电压保护器件的连接电路图。

图5b是实施例5输入电压发生异常时控制回路的电路原理图。

图6是输入电压与触点的状态的示意图。

具体实施方式

实施例1

请参阅图1，其为本实施例的交流过电保护器件的连接电路图。本发明的交流过电压保护器件包括一开关器件1和一交流接触器2；所述开关器件1在高压时导通，在低压时截止；

当交流电源输出正常电压时，交流电源通过交流接触器2的第一开关与后级回路导通，形成一工作回路；且所述开关器件、交流接触器的驱动线圈和交流电源串联，形成一控制回路；

当交流电源输出异常电压时，交流接触器的第一开关断开。具体的，所述第一开关为交流接触器的常闭触点a。

进一步，所述开关器件1为压敏电阻或三极管或抑制二极管或由上述元件构成的电路。在本实施例中，优选为压敏电阻。

在使用本器件时，可以将本器件装入所要保护的电器内部，并分别与交流电源和电器的后级回路连接，实现过电压保护。在交流电源的电压为正常的电压时，此时触点a闭合，交流电源与后级回路导通，电器处于正常工作状态。由于压敏电阻1两端的电压越高，电阻越小。所以，当交流电源的输出电压V_AC处于正常的工作电压且低于压敏电阻的导通电压时，控制回路未导通。

当交流电源的输出电压异常时，且高于或等于压敏电阻的导通电压时，控制回路导通，交流接触器的驱动线圈通电，触点a断开，电器停止工作。而当交流电源的输出电压低于压敏电阻的导通电压时，触点a闭合，电器重新工作。

实施例2

请参阅图2a，其为本实施例的交流过电压保护器件的连接电路图。本发明的交流过电压保护器件设置在交流电源和后级回路之间；该交流过电压保护器件包括一开关器件1和一交流接触器2；所述开关器件1在高压时导通，在低压时截止；所述交流接触器2包括第一开关和第二开关；其中，第一开关为常闭触点a，第二开关为常开触点b；

所述交流接触器2中的常闭触点a闭合时，交流电源和后级回路导通，形成一工作回路；所述开关器件1、驱动线圈和交流电源串联，形成一控制回路；

所述交流接触器2中的常开触点b闭合时，交流电源与后级回路断开；所述驱动线圈和交流电源串联，形成一控制回路。

进一步，所述开关器件1为压敏电阻或三极管或抑制二极管以及由上述元件构成的电路。在本实施中，优选为压敏电阻。

在使用本器件时，可以将本器件装入所要保护的电器内部，并分别与交流电源和电器的后级回路连接，实现过电压保护。在交流电源的电压为正常的电压时，此时触点a闭合，交流电源与后级回路导通，电器处于正常工作状态。由于压敏电阻1两端的电压越高，电阻越小。所以，当交流电源的输出电压V_AC处于正常的工作电压时，控制回路未导通。

请参阅图2b和图6，其中，图2b为本实施例输入电压发生异常时控制回路的电路原理图，图6为为输入电压与触点的状态的示意图。当交流电源的输出电压V_AC发生异常时，且达到压敏电阻1的导通电压V_ZNR时，压敏电阻1暂时处于导通状态，控制回路导通，驱动线圈通电，产生感应磁场；此时驱动线圈的电压达到交流接触器2的自身保护电压时，而此时交流接触器2的自身保护电压为V_A，所以触点a断开，触点b闭合。在触点b闭合后，交流电源从触点b直接与驱动线圈串联，压敏电阻没有电流通过，此时压敏电阻处于截止状态,驱动线圈的电压为交流电源的输出电压V_AC。当交流电源的输出电压V_AC回复到交流接触器2的自身复位电压时，而此时交流接触器2的自身复位电压为V_B，驱动线圈的电流减小，磁场减弱，触点b断开，而触点a闭合，交流电源与后级回路导通。

在本实施例中通过增加第二开关，即触点b；当交流电源的输出电压发生异常时，第二开关导通，此时驱动线圈的电压为交流电源的输出电压V_AC，故当交流电源的输出电压低于压敏电阻的导通电压时，第二开关保持闭合。可以有效防止由于交流电源的输出电压的波动而造成第一开关的重复闭合与断开。

实施例3

请参阅图3a，其为本实施例的交流过电压保护器件连接电路图。本发明的交流过电压保护器件设置在交流电源和后级回路之间；该交流过电压保护器件包括一开关器件1、交流接触器2和电阻R₁；所述开关器件1在高压时导通，在低压时截止；所述交流接触器2包括第一开关和第二开关；其中，第一开关为常闭触点a，第二开关为常开触点b；所述电阻R₁设置在驱动线圈与交流电源之间；

所述交流接触器2中的常闭触点a闭合时，交流电源和后级回路导通，形成一工作回路；所述压敏电阻1、驱动线圈、电阻R₁和交流电源串联，形成一控制回路；

所述交流接触器2中的常开触点b闭合时，交流电源与后级回路断开；所述驱动线圈、电阻R₁和交流电源串联，形成一控制回路。

进一步，所述开关器件1为压敏电阻或三极管或抑制二极管或由上述元件构成的电路。在本实施例中，优选为压敏电阻。

在使用本器件时，可以将本器件装入所要保护的电器内部，分别与交流电源和电器的后级回路连接，实现过电压的保护。在交流电源的电压为正常的电压时，此时触点a闭合，交流电源与后级回路导通，电器处于正常工作状态。由于压敏电阻1两端的电压越高，电阻越小。所以，当交流电源的输出电压V_AC处于正常的工作电压时，控制回路未导通。

请参阅图3b和图6，其为本实施例电压异常时的电路原理图，图6为输入电压与触点的状态的示意图。当交流电源的输出电压V_AC发生异常时，达到压敏电阻1的导通电压V_ZNR时，压敏电阻1暂时处于导通状态，控制回路导通，驱动线圈通电，产生感应磁场，且此时驱动线圈的电压达到交流接触器2自身保护动作电压时触点a断开，触点b闭合。在触点b闭合后，交流电源从触点b直接与驱动线圈和电阻R₁串联，此时压敏电阻1没有电流通过，故压敏电阻1处于截止状态。驱动线圈的电压可通过电阻R₁进行分压，从而可调节保护电路的复位电压V_A大小。当驱动线圈两端的电压回复到交流接触器2自身复位电压时，驱动线圈的电流减小，磁场减弱，触点b断开，而触点a闭合，交流电源与后级回路导通。

在本实施例中，通过增加电阻R₁，可以与驱动线圈进行分压，从而可调节保护回路的保护电压V_A的大小。

实施例4

请参阅图4a，其为实施例的交流过电压保护器件连接电路图。本发明的交流过电压保护器件设置在交流电源和后级回路之间；该交流过电压保护器件包括一开关器件1、交流接触器2和电阻R₂；所述开关器件1在高压时导通，在低压时截止。所述交流接触器2包括第一开关和第二开关；其中，第一开关为常闭触点a，第二开关为常开触点b；所述电阻R₂设置在常开触点b与驱动线圈之间；

所述交流接触器2中的常闭触点a闭合时，交流电源和后级回路导通，形成一工作回路；所述开关器件1、驱动线圈和交流电源串联，形成一控制回路；

所述交流接触器2中的常开触点b闭合时，交流电源与后级回路断开；所述驱动线圈、电阻R₂和交流电源串联，且该压敏电阻1并联在电阻R₂的两端。

进一步，所述开关器件1为压敏电阻或三极管或抑制二极管以及由上述元件构成的电路。在本实施中，优选为压敏电阻。

在使用本器件时，可以将本器件装入所要保护的电器内部，分别与交流电源和电器的后级回路连接，实现过电压的保护。在交流电源的电压为正常的电压时，此时触点a闭合，交流电源与后级回路导通，电器处于正常工作状态。由于压敏电阻1两端的电压越高，电阻越小。所以，当交流电源的输出电压V_AC处于正常的工作电压时，控制回路未导通。

请参阅图4b和图6，其为本实施例电压异常时的电路原理图，图6为输入电压与触点的状态的示意图。当交流电源的输出电压V_AC发生异常时，达到压敏电阻1的导通电压V_ZNR时，压敏电阻1暂时处于导通状态，控制回路导通，驱动线圈通电，产生感应磁场，且此时驱动线圈的电压达到交流接触器2的自身保护电压触点a断开，触点b闭合。在触点b闭合时，交流电源从触点b直接与驱动线圈和电阻R₂串联，此时压敏电阻1并联在R₂两端，，由于V_AC被R₂和线圈分压，此时压敏电阻1两端的电压低于导通值，故该压敏电阻1处于截止状态，无电流通过。驱动线圈的电压可通过电阻R₂进行分压，从而可调节保护电路的复位电压V_B大小。当驱动线圈两端的电压回复到交流接触器2的复位电压V_B时，驱动线圈的电流减小，磁场减弱，触点b断开，而触点a闭合，交流电源与后级回路导通。

实施例5

请参阅图5a，其为本实施例的交流过电压保护器件的电路连接图。本发明的交流过电压保护器件，该保护器件设置在交流电源和后级回路之间；该交流过电压保护器件包括一开关器件1、交流接触器2、电阻R₁和电阻R₂；所述开关器件1在高压时导通，在低压时截止；所述交流接触器2包括一常闭触点a和一常开触点b；所述电阻R₁设置在驱动线圈与交流电源之间；所述电阻R₂设置在常开触点b与驱动线圈之间。

所述交流接触器2中的常闭触点a闭合时，交流电源和后级回路导通，形成一工作回路；所述开关器件1、驱动线圈、电阻R₁和交流电源串联，形成一控制回路。

所述交流接触器2中的常开触点b闭合时，交流电源与后级回路断开；所述驱动线圈、电阻R₁、电阻R₂和交流电源串联，且该开关器件1并联在R₂的两端。

进一步，所述开关器件1为压敏电阻或三极管或抑制二极管以及由上述元件构成的电路。在本实施中，优选为压敏电阻。

在使用本器件时，可以将本器件装入所要保护的电器内部，分别与交流电源和电器的后级回路连接，实现过电压的保护。在交流电源的电压为正常的电压时，此时触点a闭合，交流电源与后级回路导通，电器处于正常工作状态。所述压敏电阻1、驱动线圈、电阻R₁和交流电源串联，形成一控制回路。由于压敏电阻1两端的电压越高，电阻越小。所以，当交流电源的输出电压V_AC处于正常的工作电压时，控制回路未导通。

请参阅图5b和图6，其为本实施例电压异常时的电路原理图，图6为输入电压与触点的状态示意图。当交流电源的输出电压V_AC发生异常时，达到压敏电阻1的导通电压V_ZNR时，压敏电阻1暂时处于导通状态，控制回路导通，驱动线圈通电，产生感应磁场，且此时驱动线圈的电压达到交流接触器2自身保护电压时，触点a断开，触点b闭合。在触点b闭合时，交流电源从触点b直接与驱动线圈、电阻R₁和电阻R₂串联，此时压敏电阻1并联在R₂两端此时V_AC被R₁、R₂和驱动线圈分压，该压敏电阻1的两端电压低于导通值，故该压敏电阻1处于截止状态没有电流通过。驱动线圈的电压可通过电阻R₁和电阻R₂进行分压，从而可调节保护电路保护动作电压V_A和复位电压V_B大小。当驱动线圈两端的电压回复到交流接触器2的自身复位电压时，驱动线圈的电流减小，磁场减弱，触点b断开，而触点a闭合，交流电源与后级回路导通。

因为在触点a导通时，保护回路的保护电压V_A可通过R₁的分压来调整。而在触点b导通时，保护回路的复归电压V_B可通过R₂的分压来调整。R₁是保护时和复归时的共通调整因子，R₂是复归单独调整因子。同时，因为交流接触器2的b接点接合后复归到a点比较慢，电压差大，复归点电压调整比较难；因此作为优选，R₁＜R₂，以容易调整保护电压V_A和复归电压V_B。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (8)

1.一种交流过电压保护器件，该保护器件设置在交流电源和后级回路之间；其特征在于：该交流过电压保护器件包括一开关器件和一交流接触器；所述开关器件在高压时导通，在低压时截止；

当交流电源输出正常电压时，该交流电源通过交流接触器的第一开关与后级回路导通，形成一工作回路；且所述开关器件、交流接触器的驱动线圈和交流电源串联，形成一控制回路；

当交流电源输出异常电压时，交流接触器的第一开关断开。

2.根据权利要求1所述交流过电压保护器件，其特征在于：还包括一第二开关；所述第二开关、驱动线圈和交流电源串联并形成一回路；当交流电源输出异常电压时，交流接触器的第二开关导通。

3.根据权利要求2所述交流过电压保护器件，其特征在于：所述开关器件为一压敏电阻。

4.根据权利要求3所述交流过电压保护器件，其特征在于：所述第一开关为交流接触器的常闭触点a，第二开关为交流接触器的常开触点b。

5.根据权利要求4所述交流过电压保护器件，其特征在于：还包括一电阻R₁；所述电阻R₁设置在驱动线圈与交流电源之间；

所述交流接触器中的常闭触点a闭合时，交流电源和后级回路导通，形成一工作回路；所述压敏电阻、驱动线圈、电阻R₁和交流电源串联，形成一控制回路；

所述交流接触器中的常开触点b闭合时，交流电源与后级回路断开；所述驱动线圈、电阻R₁和交流电源串联，形成一控制回路。

6.根据权利要求4所述交流过电压保护器件，其特征在于：还包括一电阻R₂；所述电阻R₂设置在常开触点b与驱动线圈之间；

所述交流接触器中的常闭触点a闭合时，交流电源和后级回路导通，形成一工作回路；所述压敏电阻、驱动线圈和交流电源串联，形成一控制回路；

所述交流接触器中的常开触点b闭合时，交流电源与后级回路断开；所述驱动线圈、电阻R₂和交流电源串联，且该压敏电阻并联在电阻R₂的两端。

7.根据权利要求4所述交流过电压保护器件，其特征在于：还包括一电阻R₁和电阻R₂；所述电阻R₁设置在驱动线圈与交流电源之间；所述电阻R₂设置在常开触点b与驱动线圈之间；

所述交流接触器中的常闭触点a闭合时，交流电源和后级回路导通，形成一工作回路；所述压敏电阻、驱动线圈、电阻R₁和交流电源串联，形成一控制回路；

所述交流接触器中的常开触点b闭合时，交流电源与后级回路断开；所述驱动线圈、电阻R₁、电阻R₂和交流电源串联，且该压敏电阻并联在电阻R₂的两端。

8.根据权利要求7所述交流过电压保护器件，其特征在于：所述电阻R₁＜R₂。

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