CN104242272A - 一种用电管理器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用电管理器，包括电源电路、电压采样电路、微处理器、工作状态指示电路、驱动电路、磁保持继电器、储能滤波电容；电源电路的输入端为电网电压，为微处理器、驱动电路、磁保持继电器、储能滤波电容供电；电压采样电路的输入端为电网电压，输出电压信号给微处理器；微处理器输出工作状态信息给工作状态指示电路，输出驱动信号给驱动电路，驱动电路驱动磁保持继电器吸合或者释放，储能滤波电容为磁保持继电器提供瞬间保持电能。本发明采用微处理器进行控制处理，提高了电压采样精度，延时时间误差小，调整简单，能够实现自动恢复，操作方便、能耗较低。

Description

一种用电管理器

技术领域

本发明涉及电路管理领域，尤其涉及一种用电管理器。

背景技术

随着我国工业的不断发展，各种自动化、数字化的高档家用电器得到普遍应用，所以对电力系统的供电质量要求也越来越高，不再仅仅局限在以电灯照明为主，而是对电压范围、频率甚至谐波都提出了较高的要求。

目前在建筑电器和农村的照明供电中，经常发生由于中性线断线、相线与中性线反接或三相负载严重不平衡引起的单相供电过电压或欠电压的情况，该种情景下，会损坏家用电器的使用寿命。

目前过电压、欠电压保护类产品主要有以下几种形式：第一种为单一电器的电压用电管理器，该类用电管理器的主要保护对象为家用电器，如冰箱、空调等。该类用电管理器输入采用插头，输出采用插座，输出电流一般小于或等于10A，在电压过低、过高或者短时断电的情况下，起到自动保护的作用，但是不能从根源上解决电压不稳定的问题，若电压经常不稳定会缩短家用电器的寿命。损坏家用电器的压缩机等部件；第二种为小型断路器附加欠电压和过电压脱扣器，其实施容易、能耗低，但是降低了供电的连续性，保护动作后不能自动合闸恢复供电，需要人工操作；还有一种为全自动电压用电管理器，当电路中的电压超过负载允许的界限时，自动断开电源，保护用电设备不因过电压、欠电压而引起损坏；当电源电压恢复正常，经设定的延时后，自动接通电源；但该类用电管理器多采用简单的模拟电路来实现，电压采样精度较低，调整费时，延时时间误差较大，且由于在正常工作时继电器长期工作，功耗较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用电管理器，以解决用电过程中出现欠电压、过电压状态时对欠电压、过电压调整费时、操作不便等问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种用电管理器，包括电源电路、电压采样电路、微处理器、工作状态指示电路、驱动电路、磁保持继电器、储能滤波电容；电源电路的输入端与电网连接，电源电路为微处理器、驱动电路、磁保持继电器、储能滤波电容供电；电压采样电路的输入端与电网连接，电压采样电路输出电压信号给微处理器；微处理器输出工作状态信息给工作状态指示电路、输出驱动信号给驱动电路，驱动电路驱动串联在用电线路上的磁保持继电器吸合或者释放，储能滤波电容为磁保持继电器提供瞬间保持电能。

本发明的进一步改进在于：所述用电管理器还包括防窃电电路，所述防窃电电路包括设置在各个相线与地线之间的信号检测线圈，信号检测线圈上连接有放大器和继电器，继电器串联在相线上。

本发明的进一步改进在于：所述电源电路包括一整流桥和一稳压器，所述整流桥接收电网电压，对电网电压进行交流变直流后，输入至稳压器进行稳压后，给微处理器进行供电。

所述电压采样电路包括连接在所述整流桥一侧的电阻R1及电容C2。

由于采用上述技术方案，本发明所产生的有益效果在于：

本发明提供的用电管理器，当电网上电后，微处理器通过电压采样电路对电网电压进行实时检测，当检测到电网电压过压或欠压时，微处理器输出两组信号，一组信号输出给工作状态指示电路，对应的过压或欠压指示灯亮，另一组信号输出释放脉冲信号给驱动电路，由驱动电路驱动磁保持继电器释放，切断主回路，达到保护目的。当微处理器通过电压采样电路检测到电压恢复正常，输出正常信号给工作状态指示电路，过压或欠压指示灯熄灭，正常指示灯亮，若在延时时间内，电网电压持续正常，输出吸合脉冲信号给驱动电路，由驱动电路驱动磁保持继电器吸合，接通主回路，恢复供电，采用微处理器进行控制处理，提高了电压采样精度，延时时间误差小，调整简单，能够实现自动恢复，操作方便、能耗较低。

本发明的控制线路采用高速微低功耗处理器为核心、磁保持继电器为主电路、模数化标准设计，当供电线路出现过电压、欠电压时，保护器能在持续高压冲击下迅速、安全地切断电路，避免异常电压送入终端电器造成事故的发生，当电压恢复正常值，保护器将在规定时间内自动接通电路，确保终端电器在无人值守情况下正常运行。

附图说明

图1是本发明的用电管理器的结构示意图；

图2是本发明的用电管理器的电路实现示意图；

图3是本发明的用电管理器包括的防窃电电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明：

图1示出了本发明的用电管理器的结构示意图，如图1所示，所述用电管理器包括：电源电路、电压采样电路、微处理器、工作状态指示电路、驱动电路、磁保持继电器、储能滤波电容；电源电路的输入端为电源进线端，电源电路与单相电源线连接。电源电路输出直流电源，为微处理器、驱动电路、磁保持继电器、储能滤波电容供电；电压采样电路的输入端为电网电压，电压采样电路同样与电网的单相电源线连接，电压采样电路输出电压信号给微处理器。微处理器输出两组信号，一组信号为工作状态信号，输出给工作状态指示电路，另一组为驱动信号，输出给驱动电路，由驱动电路驱动磁保持继电器吸合或者释放，储能滤波电容为磁保持继电器提供瞬间保持电能。

图2示出了本发明实施例提供的用电管理器的电路原理图，当电网上电后，电网电压通过整流桥（D1～D4）将交流变成直流，然后通过三端稳压器L7805稳压后输入至微处理器(6ZSQ336)的Vdd和Vpp口，为微处理器进行供电，如图2所示的由R1、C2、D7、R14、R9、C5、D8所组成的电压采样电路对输入的电网电压连续采样，并输出至微处理器的GP5口接收电压采样电路连续检测的电网电压信号，当检测到电网电压在正常范围（如高压220v及其正常浮动范围）内时，输出两组信号，一组信号通过GP0或GP1输出给工作状态指示电路，控制正常指示灯L2亮起，另一路通过GP2输出吸合脉冲信号给由电阻及三极管组成的驱动电路，由驱动电路驱动磁保持继电器吸合，控制开关K接通主回路。

当电网电压过压或欠压时，微处理器的GP5口接收由R1、C2、D7、R14、R9、C5、D8所组成的电压采样电路采样的电网电压信号，当检测到到电网电压过压或欠压，输出两组信号，一组信号通过GP0或GP1输出给工作状态指示电路，控制过压指示灯L1或欠压指示灯L3亮，另一路通过GP4或GP2输出释放脉冲信号给由若干电阻及三极管组成的驱动电路，由驱动电路驱动磁保持继电器释放，控制开关K切断主回路，达到过欠压保护目的。

当电网电压恢复正常时，微处理器的GP4口接收由R1、C2、D7、R14、R9、C5、D8所组成的电压采样电路采样的电网电压信号，当检测到电网电压恢复正常，将正常信号通过GP0或GP1口输出给工作状态指示电路，此时过压或欠压指示灯灭，正常指示灯亮，为了进一步确保电压的稳定性，微处理器还可以开始进行延时计时，这里所述延时时间可以为3min，若 3 min延时时间内电压都正常，微处理器通过GP4或GP2输出吸合脉冲信号给由若干电阻及三极管组成的驱动电路，由驱动电路驱动磁保持继电器吸合，控制开关K接通主回路，恢复供电，达到自复目的。

另外，本发明提供的用电管理器，当安装在低压电网中，正常情况下，电网相线对地泄漏电流（对于三相电网中则是不平衡泄漏电流）较小，达不到用电管理器的动作电流值，因此用电管理器还可以包括一防窃电电路，该防窃电电路可以设置在各个相线与地线之间，如图3所示，三相线包括L1、L2、L3；图3是以该防窃电电路安装在L3相线与地线之间进行举例说明，该防窃电电路包括依次连接的继电器、放大器；所述放大器用于检测用电器与相线之间的漏电信号，根据检测到的信号控制继电器的通断，实现对用电器的用电保护。

Claims (4)

1.一种用电管理器，其特征在于：包括电源电路、电压采样电路、微处理器、工作状态指示电路、驱动电路、磁保持继电器、储能滤波电容；电源电路的输入端与电网连接，电源电路为微处理器、驱动电路、磁保持继电器、储能滤波电容供电；电压采样电路的输入端与电网连接，电压采样电路输出电压信号给微处理器；微处理器输出工作状态信息给工作状态指示电路、输出驱动信号给驱动电路，驱动电路驱动串联在用电线路上的磁保持继电器吸合或者释放，储能滤波电容为磁保持继电器提供瞬间保持电能。

2.根据权利要求１所述的一种用电管理器，其特征在于所述用电管理器还包括防窃电电路，所述防窃电电路包括设置在各个相线与地线之间的信号检测线圈，信号检测线圈上连接有放大器和继电器，继电器串联在相线上。

3.根据权利要求1所述的一种用电管理器，其特征在于：所述电源电路包括一整流桥和一稳压器，所述整流桥接收电网电压，对电网电压进行交流变直流后，输入至稳压器进行稳压后，给微处理器进行供电。

4.根据权利要求3所述的一种用电管理器，其特征在于：所述电压采样电路包括连接在所述整流桥一侧的电阻R1及电容C2。