CN104269837B - 拔电保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种拔电保护装置，用于家用电器，包括：过零检测电路，连接至交流电源，在有交流电输入时，输出第一信号，在没有交流电输入时，输出第二信号；控制电路，连接至过零检测电路，接收过零检测电路的输出信号，在接收到第一信号时，向驱动电路发送第一驱动信号，在接收到第二信号时，向驱动电路发送第二驱动信号；指定负载，指定负载通过继电器连接至所述交流电源；驱动电路，连接至所述继电器，在接收到所述第二驱动信号时，控制所述继电器开通，否则，控制所述继电器关断。通过本发明的技术方案，可以保证用户的人身安全，避免用户在拔掉家用电器的插头的瞬间触电，同时由于采用指定负载，不需要增加额外的器件，节省了成本。

Description

拔电保护装置

技术领域

本发明涉及家电技术领域，具体而言，涉及一种拔电保护装置。

背景技术

家用电器的多样性，已经差不多可以替代以前的烹饪方式，给用户带来很好的体验。随着电子技术的发展，现在市场上的家用电器的电源方案普遍采用开关电源方案。

随着家用电器的普及，家用电器的安全性也被提高到前所未有的高度。由于在国内市场上，普通用户家使用完家用电器后会拔插头的习惯，而很多家用电器在插头被拔出时，插头两端火线-零线的电压没有经过特殊的处理，导致1s内不能下降到安全电压36V，特别是装有滤波板的家用电器，用户很有可能双手会接触到插头的两端，轻者只是手麻，重者会有触电的危险，对用户而言存在很大的安全隐患。

现有技术有三个方式来实现拔插头时，1s内插头两端的电压降低到36V，

第一种方式：修改滤波板上面的电阻。

第二种方式：修改滤波板上面的电容。

第三种方式：在滤波板上面的X电容前加一个继电器控制，正常的时候，继电器吸合，滤波板正常工作。当电源线拔掉，继电器断开，X电容被隔断，这样电容放电的时间就会缩短很多。

上述三种方式的缺陷在于：

第一种方式：修改滤波板上面的电阻，可是这样会加大待机功耗，不符合安规要求。

第二种方式：修改滤波板上面的电容，可是修改电容会导致全部的EMC测试重新做，而且可能涉及到滤波板其他参数的变更，周期长，而且不利于标准化。

第三种方式：在滤波板上面的X电容前加一个继电器控制，这样电气连接复杂，而且还要额外加一个继电器控制，成本增加。

因此，如何采用更好的方式保证用户在拔电时的安全，成为目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出了一种拔电保护装置。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例，提出了一种拔电保护装置，用于家用电器，包括：过零检测电路，连接至交流电源，在有交流电输入时，输出第一信号，在没有交流电输入时，输出第二信号；控制电路，连接至所述过零检测电路，接收所述过零检测电路的输出信号，在接收到所述第一信号时，向驱动电路发送第一驱动信号，在接收到所述第二信号时，向所述驱动电路发送第二驱动信号；指定负载，所述指定负载通过继电器连接至所述交流电源；驱动电路，连接至所述继电器，在接收到所述第二驱动信号时，控制所述继电器开通，否则，控制所述继电器关断。

根据本发明实施例的拔电保护装置，通过过零检测电路的检测来判断是否有交流电输入，没有交流电输入时，说明家用电器的插头被拔掉，此时，将指定负载连接到交流电源，通过指定负载迅速降低插头两端的电压，从而保证用户的人身安全，避免用户在拔掉家用电器的插头的瞬间触电。

具体地，指定负载可以是如微波炉里的风扇、冰箱里的照明灯等。这样，只需要采用家用电器中现有的负载电路就可以实现快速放电，而不需要增加额外的器件，节省了成本。

另外，根据本发明上述实施例的拔电保护装置，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述过零检测电路包括：第一限流电路，所述第一限流电路连接至所述交流电源，用于接收所述交流电源输出的第一交流电，并输出第二交流电；隔离电路，所述隔离电路连接在所述第一限流电路和所述控制电路之间；上拉电阻，所述上拉电阻连接在所述隔离电路的输出端和开关电源之间。

根据本发明的一个实施例，所述过零检测电路还包括：第二限流电路，连接在所述隔离电路和所述控制电路之间；滤波电路，连接在所述第二限流电路的输出端和地之间。

根据本发明实施例的拔电保护装置，过零检测电路主要由第一限流电路、隔离电路、上拉电阻、第二限流电路和滤波电路组成，这样，在有交流电输入时，过零检测电路输出正常的和市电周期一样的脉冲信号，在电源线被拔下时，过零检测电路输出信号恒为高，或者恒为低。

根据本发明的一个实施例，所述第一限流电路包括第一限流电阻，所述隔离电路包括光耦，所述第二限流电路包括第二限流电阻，所述滤波电路包括滤波电容，所述第一限流电阻的一端连接至所述交流电源第一端，所述第一限流电阻的另一端连接至所述光耦的第一端，所述光耦的第二端连接至所述交流电源的第二端，所述光耦的第三端连接至所述第二限流电阻的一端，所述光耦的第四端接地，所述滤波电容连接至所述第二限流电阻的另一端和地之间。

根据本发明的一个实施例，所述驱动电路包括：三极管，所述三极管的控制端连接至所述控制电路，所述三极管的第一端连接至所述继电器，所述三极管的第二端接地，控制所述继电器的开通和关断。

根据本发明实施例的拔电保护装置，通过三极管控制继电器的开通和关断，从而使指定负载接入或断开与电源的连接，具体地，在检测到与电源断开连接时，即电源插头被拔下时，控制继电器开通，使指定负载连接到电源，从而迅速降低电源两端的电压。

根据本发明的一个实施例，所述继电器的两端并联有放电二极管，在所述继电器关断时，所述放电二极管导通，以保护所述三极管。

根据本发明的一个实施例，所述控制电路和所述三极管的控制端之间设置有第一电阻。

根据本发明的一个实施例，所述三极管的控制端和第二端之间跨接有第二电阻。

根据本发明的一个实施例，所述控制电路在接收到所述第一信号或所述第二信号时，判断所述第一信号和所述第二信号的持续时间，在所述持续时间等于预设持续时间时，向驱动电路发送第一驱动信号或所述第二驱动信号。

根据本发明实施例的拔电保护装置，为了保证判断的准确性，在确定第一信号或第二信号持续一定时间时，才发出控制信号，控制继电器的开通和关断。

根据本发明的一个实施例，所述驱动电路在所述继电器的开通时间等于预设开通时间时，控制所述继电器关断。

根据本发明实施例的拔电保护装置，继电器的关断时间不宜太长，关断时间太长会导致电压反向，效果变差，优选地，预设开通时间一般设置在10ms左右。

通过本发明的技术方案，通过过零检测电路的检测来判断是否有交流电输入，没有交流电输入时，说明家用电器的插头被拔掉，此时，将指定负载连接到交流电源，通过指定负载迅速降低插头两端的电压，从而保证用户的人身安全，避免用户在拔掉家用电器的插头的瞬间触电。同时，通过家用电器中现有的指定负载降低插头两端的电压，不需要额外增加其他器件，节省了成本。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本发明的实施例的拔电保护装置的示意框图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的过零检测电路的原理图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的控制电路、指定负载和驱动电路的连接结构示意图。

图4示出了根据本发明的一个实施例的拔电保护装置的实现效果示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了根据本发明的实施例的拔电保护装置的示意框图。

如图1所示，根据本发明的实施例的拔电保护装置100，包括：过零检测电路102，连接至交流电源，在有交流电输入时，输出第一信号，在没有交流电输入时，输出第二信号；控制电路104，连接至所述过零检测电路102，接收所述过零检测电路102的输出信号，在接收到所述第一信号时，向驱动电路108发送第一驱动信号，在接收到所述第二信号时，向所述驱动电路108发送第二驱动信号；指定负载106，所述指定负载106通过继电器110连接至所述交流电源；驱动电路108，连接至所述继电器110，在接收到所述第二驱动信号时，控制所述继电器110开通，否则，控制所述继电器110关断。

根据本发明实施例的拔电保护装置，通过过零检测电路102的检测来判断是否有交流电输入，没有交流电输入时，说明家用电器的插头被拔掉，此时，将指定负载106连接到交流电源，通过指定负载106迅速降低插头两端的电压，从而保证用户的人身安全，避免用户在拔掉家用电器的插头的瞬间触电。

具体地，指定负载106可以是如微波炉里的风扇、冰箱里的照明灯等。这样，只需要采用家用电器中现有的负载电路就可以实现快速放电，而不需要增加额外的器件，节省了成本。

另外，根据本发明上述实施例的拔电保护装置，还可以具有如下附加的技术特征：

如图2所示，所述过零检测电路102包括：第一限流电路1022，所述第一限流电路1022连接至所述交流电源，用于接收所述交流电源输出的第一交流电，并输出第二交流电；隔离电路1024，所述隔离电路1024连接在所述第一限流电路1022和所述控制电路104之间；上拉电阻1026，所述上拉电阻1026连接在所述隔离电路1024的输出端和开关电源112之间。

根据本发明的一个实施例，所述过零检测电路102还包括：第二限流电路1028，连接在所述隔离电路1024和所述控制电路104之间；滤波电路10210，连接在所述第二限流电路1028的输出端和地之间。

根据本发明实施例的拔电保护装置，过零检测电路主要由第一限流电路、隔离电路、上拉电阻、第二限流电路和滤波电路组成，这样，在有交流电输入时，过零检测电路输出正常的和市电周期一样的脉冲信号，在电源线被拔下时，过零检测电路输出信号恒为高，或者恒为低。

如图2所示，第一限流电路1022包括第一限流电阻R1，所述隔离电路1024包括光耦IC1，所述第二限流电路1028包括第二限流电阻R3，所述滤波电路10210包括滤波电容C1，所述第一限流电阻1022的一端连接至所述交流电源第一端，所述第一限流电阻R1的另一端连接至所述光耦IC1的第一端，所述光耦IC1的第二端连接至所述交流电源的第二端，所述光耦IC1的第三端连接至所述第二限流电阻R3的一端，所述光耦IC1的第四端接地，所述滤波电容C1连接至所述第二限流电阻R3的另一端和地之间。

如图3所示，驱动电路108包括：三极管Q1，所述三极管Q1的控制端连接至所述控制电路104，所述三极管Q1的第一端连接至所述继电器110，所述三极管Q1的第二端接地，控制所述继电器110的开通和关断。

根据本发明实施例的拔电保护装置，通过三极管控制继电器的开通和关断，从而使指定负载接入或断开与电源的连接，具体地，在检测到与电源断开连接时，即电源插头被拔下时，控制继电器开通，使指定负载连接到电源，从而迅速降低电源两端的电压。

根据本发明的一个实施例，所述继电器110的两端并联有放电二极管D1，在所述继电器110关断时，所述放电二极管D1导通，以保护所述三极管。

根据本发明的一个实施例，所述控制电路104和所述三极管Q1的控制端之间设置有第一电阻R3。

根据本发明的一个实施例，所述三极管Q1的控制端和第二端之间跨接有第二电阻R4。

根据本发明的一个实施例，所述控制电路104在接收到所述第一信号或所述第二信号时，判断所述第一信号和所述第二信号的持续时间，在所述持续时间等于预设持续时间时，向驱动电路108发送第一驱动信号或所述第二驱动信号。

根据本发明实施例的拔电保护装置，为了保证判断的准确性，在确定第一信号或第二信号持续一定时间时，才发出控制信号，控制继电器的开通和关断。

根据本发明的一个实施例，所述驱动电路108在所述继电器110的开通时间等于预设开通时间时，控制所述继电器110关断。

根据本发明实施例的拔电保护装置，继电器的关断时间不宜太长，关断时间太长会导致电压反向，效果变差，优选地，预设开通时间一般设置在10ms左右。

综上，该拔电保护装置100的原理是：当电源线被拔下来时，过零检测电路102的ZERO信号此时恒为高，或恒为低。而开关电源在电源线被拔下来后的400ms内仍然可以提供稳定的5V和12V，若没有驱动负载的情况下。此时控制电路104有足够的时间去判断ZERO的信号，若判断ZERO的信号一段时间内持续不变，设置为N个市电周期，一个市电周期为20ms，N≥3，则可以判断电源线被拔下来。此时驱动三极管Q1，让继电器110吸合(即开通)，从而负载吸收掉电源线两端残留的电压，从而解决潜在的危险。效果如图4所示，图中41为电源线两端电压，42为继电器的驱动波形。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，通过过零检测电路的检测来判断是否有交流电输入，没有交流电输入时，说明家用电器的插头被拔掉，此时，将指定负载连接到交流电源，通过指定负载迅速降低插头两端的电压，从而保证用户的人身安全，避免用户在拔掉家用电器的插头的瞬间触电。同时，通过家用电器中现有的指定负载降低插头两端的电压，不需要额外增加其他器件，节省了成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种拔电保护装置，用于家用电器，其特征在于，包括：

过零检测电路，连接至交流电源，在有交流电输入时，输出第一信号，在没有交流电输入时，输出第二信号；

控制电路，连接至所述过零检测电路，接收所述过零检测电路的输出信号，在接收到所述第一信号时，向驱动电路发送第一驱动信号，在接收到所述第二信号时，向所述驱动电路发送第二驱动信号；

指定负载，所述指定负载通过继电器连接至所述交流电源；

驱动电路，连接至所述继电器，在接收到所述第二驱动信号时，控制所述继电器开通，否则，控制所述继电器关断；

所述控制电路在接收到所述第一信号或所述第二信号时，判断所述第一信号和所述第二信号的持续时间，在所述持续时间等于预设持续时间时，向驱动电路发送第一驱动信号或所述第二驱动信号。

2.根据权利要求1所述的拔电保护装置，其特征在于，所述过零检测电路包括：

第一限流电路，所述第一限流电路连接至所述交流电源，用于接收所述交流电源输出的第一交流电，并输出第二交流电；

隔离电路，所述隔离电路连接在所述第一限流电路和所述控制电路之间；

上拉电阻，所述上拉电阻连接在所述隔离电路的输出端和开关电源之间。

3.根据权利要求2所述的拔电保护装置，其特征在于，所述过零检测电路还包括：

第二限流电路，连接在所述隔离电路和所述控制电路之间；

滤波电路，连接在所述第二限流电路的输出端和地之间。

4.根据权利要求3所述的拔电保护装置，其特征在于，

所述第一限流电路包括第一限流电阻，

所述隔离电路包括光耦，

所述第二限流电路包括第二限流电阻，

所述滤波电路包括滤波电容，所述第一限流电阻的一端连接至所述交流电源第一端，所述第一限流电阻的另一端连接至所述光耦的第一端，所述光耦的第二端连接至所述交流电源的第二端，所述光耦的第三端连接至所述第二限流电阻的一端，所述光耦的第四端接地，所述滤波电容连接至所述第二限流电阻的另一端和地之间。

5.根据权利要求3所述的拔电保护装置，其特征在于，所述驱动电路包括：

三极管，所述三极管的控制端连接至所述控制电路，所述三极管的第一端连接至所述继电器，所述三极管的第二端接地，控制所述继电器的开通和关断。

6.根据权利要求5所述的拔电保护装置，其特征在于，所述继电器的两端并联有放电二极管，在所述继电器关断时，所述放电二极管导通，以保护所述三极管。

7.根据权利要求5所述的拔电保护装置，其特征在于，

所述控制电路和所述三极管的控制端之间设置有第一电阻。

8.根据权利要求5所述的拔电保护装置，其特征在于，

所述三极管的控制端和第二端之间跨接有第二电阻。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的拔电保护装置，其特征在于，所述驱动电路在所述继电器的开通时间等于预设开通时间时，控制所述继电器关断。