CN104979798A

CN104979798A - 自动识别全方位保护漏电保护器装置

Info

Publication number: CN104979798A
Application number: CN201510219411.4A
Authority: CN
Inventors: 钱加灿
Original assignee: Yuyao Jiarong Electronic Appliance Co Ltd
Current assignee: Yuyao Jiarong Electronic Appliance Co Ltd
Priority date: 2015-05-04
Filing date: 2015-05-04
Publication date: 2015-10-14
Anticipated expiration: 2035-05-04
Also published as: CN104979798B

Abstract

本发明公开一种自动识别全方位保护漏电保护器装置，包括火线、零线、地线、墙体线、脱扣器、超温检测电路、整流电路、指示灯电路、放大电路、与放大电路连接的零序电流互感器、降压电路和可控硅，该电路还设有光耦检测一、光耦检测二、可控硅驱动电路、地线电压检测和地线电流检测。本发明具有以下优点：1、负载零,相线漏电保护；2、地线带电保护(地线E端/电压型自动切换成电流型)；3、地线带电保护(地线E端/电流型自动切换成电压型)；4、自动锁定电流型漏保工作模式；5、输入零火线相反(或火线L,地线E短路)，地线同时带电保护。

Description

自动识别全方位保护漏电保护器装置

技术领域

本发明涉及用电安全保护技术领域,尤其是涉及自动识别全方位保护漏电保护器装置。

背景技术

现有的可切换漏电保护器是利用转换开关人为选择“电压型”或“电流型”来适用不同的用电环境,由于用电环境存在多变因素,造成原使用模式不能再次适应造成漏电保护器误动作,为解决用电多变环境特提出以下技术解决方案。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的就是要克服上述缺点，旨在提供一种自动识别全方位保护漏电保护器装置。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提出一种自动识别全方位保护漏电保护器装置，包括火线、零线、地线、墙体线、脱扣器、超温检测电路、整流电路、指示灯电路、放大电路、与放大电路连接的零序电流互感器、降压电路和可控硅，该电路还设有光耦检测一、光耦检测二、可控硅驱动电路、地线电压检测和地线电流检测，所述光耦检测一连接在地线和零线之间，用于控制地线电压检测；所述光耦检测二的输入端连接在地线和墙体线之间，光耦检测二的输出端连接地线电压检测；所述地线电压检测和地线电流检测通过所述可控硅驱动电路来驱动可控硅。

进一步，所述光耦检测一包括光耦U1、二极管D1、发光二极管LED1和电容C1，所述二极管D1正极连接零线，二极管D1负极连接光耦U1的第一输入端，所述发光二极管LED1连接在零线和光耦U1的第二输入端之间，所述电容C1连接在零线和地线之间；所述二极管D1和地线之间还设有稳压管D10和C2。

进一步，所述光耦检测二包括光耦U2、二极管D2和电容C4，所述电容C4一端连接地线，另一端连墙体线；所述二极管D2连接在光耦U2第一输入端和墙体线之间；所述二极管D2和地线之间还设有稳压管D11和C3。

进一步，所述地线电压检测包括三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q6、三极管Q14、三极管Q15和三极管Q16；所述三极管Q2基极与光耦检测二的输出端进行电气连接，所述三极管Q4的基极与光耦检测一的输出端进行电气连接；所述三极管Q3基极连接三极管Q4发射极，三极管Q3集电极用于触发三极管Q14导通；三极管Q6基极连接三极管Q14，并受控于Q14；三极管Q15基极受控于三极管Q16，三极管Q16基极连接地线电流检测；三极管Q15集电极连接可控硅驱动电路，并控制可控硅驱动电路。

进一步，所述地线电流检测包括地线互感器ZCT2、三极管Q7、三极管Q8、三极管Q9、三极管Q17、三极管Q18、三极管Q19、三极管Q20和三极管Q21；所述地线互感器ZCT2用于控制三极管Q18导通；三极管Q7基极与三极管Q18集电极电气连接，三极管Q8基极连接三极管Q7发射极；三极管Q19受控于三极管Q8，三极管Q9基极受控于三极管Q19；所述三极管Q20与上述三极管Q16电气连接，三极管Q16受控于三极管Q20；三极管Q21基极与三极管Q2和三极管Q4均进行电气连接，并受控于三极管Q2和三极管Q4。

进一步，所述三极管Q4和三极管Q21之间还设置有稳压管D15。

进一步，所述地线电压检测还设有指示灯闪烁驱动电路，所述指示灯闪烁驱动电路还连接有发光二极管LED3。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、负载零,相线漏电保护；2、地线带电保护(地线E端/电压型自动切换成电流型)；3、地线带电保护(地线E端/电流型自动切换成电压型)；4、自动锁定电流型漏保工作模式；5、输入零火线相反(或火线L,地线E短路)，地线同时带电保护。

附图说明

图1为本发明的自动识别全方位保护漏电保护器装置的电路模块图；

图2为本发明的自动识别全方位保护漏电保护器装置的电路原理图；

图3为图2右侧延伸出的部分电路图；

图4为本发明的自动识别全方位保护漏电保护器装置实施例二的电路原理图；

图5为图4右侧延伸出的部分电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一

如图1所示，本发明提出一种自动识别全方位保护漏电保护器装置，包括火线L、零线N、地线E、墙体线Ec、脱扣器、超温检测电路、整流电路、指示灯电路、放大电路IC1、与放大电路IC1连接的零序电流互感器ZCT1、降压电路和可控硅SCR1，其中，超温检测电路包括基准源U3、三极管Q1、热敏电阻RT1、电阻R5、R15、R21；整流电路为整流管D12；指示灯电路为LED2和电阻R2；降压电路为降压电阻R3；该电路还设有光耦检测一、光耦检测二、可控硅驱动电路3、地线电压检测1和地线电流检测2，所述光耦检测一连接在地线E和零线之间，用于控制地线电压检测1；所述光耦检测二的输入端连接在地线E和墙体线Ec之间，光耦检测二的输出端连接地线电压检测1；所述地线电压检测1和地线电流检测2通过所述可控硅驱动电路3来驱动可控硅SCR1。

所述光耦检测一包括光耦U1、二极管D1、发光二极管LED1和电容C1，所述二极管D1正极连接零线N，二极管D1负极连接光耦U1的第一输入端，所述发光二极管LED1连接在零线N和光耦U1的第二输入端之间，所述电容C1连接在零线N和地线E之间；所述二极管D1和地线E之间还设有稳压管D10和C2。

所述光耦检测二包括光耦U2、二极管D2和电容C4，所述电容C4一端连接地线E，另一端连墙体线Ec；所述二极管D2连接在光耦U2第一输入端和墙体线Ec之间；所述二极管D2和地线E之间还设有稳压管D11和C3。

所述地线电压检测1包括三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q6、三极管Q14、三极管Q15和三极管Q16；所述三极管Q2基极与光耦检测二的输出端进行电气连接，所述三极管Q4的基极与光耦检测一的输出端进行电气连接；所述三极管Q3基极连接三极管Q4发射极，三极管Q3集电极用于触发三极管Q14导通；三极管Q6基极连接三极管Q14，并受控于Q14；三极管Q15基极受控于三极管Q16，三极管Q16基极连接地线电流检测2；三极管Q15集电极连接可控硅驱动电路3，并控制可控硅驱动电路3。

所述地线电流检测2包括地线E互感器ZCT2、三极管Q7、三极管Q8、三极管Q9、三极管Q17、三极管Q18、三极管Q19、三极管Q20和三极管Q21；所述地线E互感器ZCT2用于控制三极管Q18导通；三极管Q7基极与三极管Q18集电极电气连接，三极管Q8基极连接三极管Q7发射极；三极管Q19受控于三极管Q8，三极管Q9基极受控于三极管Q19；所述三极管Q20与上述三极管Q16电气连接，三极管Q16受控于三极管Q20；三极管Q21基极与三极管Q2和三极管Q4均进行电气连接，并受控于三极管Q2和三极管Q4。

所述三极管Q4和三极管Q21之间还设置有稳压管D15，起到稳压作用。

具体电路原理图参见图2和图3，其中图3为图2右侧部分延伸的电路图，图2中port1～port6与图3中port1～port6对应连接。

所述地线电压检测1还设有指示灯闪烁驱动电路，所述指示灯闪烁驱动电路还连接有发光二极管LED3，发光二极管LED3用于表示地线E带电的情况。

本发明的工作原理和作用效果如下：

1、负载零,相线漏电保护

保护器插头接入220V输入电源后,压按复位件开关S1,S2闭合,工作指示LED2点亮,电源电压经脱扣电磁线圈L1,D12整流,R3限流,C5滤波,D13稳压后供给IC1芯片及其它涉及电路获电工作(此过程下文简称:保护器获电工作)；当负载端(输出端)Lo或No任意端输出漏电时,互感线圈ZCT1输出感应电压,分别送入IC1检测驱动电路之1与2脚,当漏电电流达到预设值时,7脚输出高电平经D14至可控硅触发极,可控硅导通,L1电磁线圈吸合带动脱扣机构使闭合触点(S1,S2)断开,切断负载电源起到安全保护的作用；

2、地线带电保护(E端/电压型自动切换成电流型)

保护器获电工作,地线E带电电压经C2,D10,U1(光耦),LED1,保护二极管D1与N端构成回路,当N-E端带电强度达到预设值时,光耦U1导通引起Q3,Q4,Q14导通,与此同时因Q14导通引起Q6导通,Q6输出电压经R41使Q15导通,强制使流过R39电流对地,电压输出实现自锁与此同时,Q6输出电压经R25使Q17导通,强制使电流型自锁预解除.等待电流型漏电工作模式,当地线电流ZCT2达到预设电流值时,Q18导通,Q7,Q8,Q19导通,因Q19的导通,Q16导通,解除了电压Q15的自锁,若当此时N-E及地线电流均满足预设保护值时,D7,D9同时输出高电平,使触发可控硅自锁电路工作,可控硅SCR1导通,L1电磁线圈吸合带动脱扣机构使闭合触点(S1,S2)断开,切断负载电源起到安全保护的作用；

3、地线带电保护(E端/电流型自动切换成电压型)

保护器获电工作,地线E带电电流经ZCT2互感线圈至Eo,互感线圈感应输出电压使Q18导通,Q7,Q8,Q19导通,因Q19导通,Q9导通,输出电压经R42使Q20导通,R40流过的电流对地,实现电流型自锁,与此同时,Q9电压经R24使Q16预导通,等待电压型工作模式.当E-N端电压达到预设值时,Q4,Q3,Q14,因Q14导通引起Q6导通,电压经R25使Q17导通实现Q20的电流自锁解除,若当此时E-N端电压与地线电流均满足预设保护值时,D7,D9同时输出高电平,使触发可控硅自锁电路工作,可控硅SCR1导通,L1电磁线圈吸合带动脱扣机构使闭合触点(S1,S2)断开,切断负载电源起到安全保护的作用；

4、自动锁定电流型漏保工作模式

保护器获电工作,当输入E-N端电压>50V时,光耦U1导通程度加深使Q4更加导通,C5电源电压使D15击穿,在输出端电阻R18上产生端压降,当该压降达到预设值时,电压经D6,R23与R7分压使Q21导通,强制使Q21预导通允许电流型工作模式可以进入检测保护状态,当地线电流达到预设值时,D7,D9同时输出高电平,使触发可控硅自锁电路工作,可控硅SCR1导通,L1电磁线圈吸合带动脱扣机构使闭合触点(S1,S2)断开,切断负载电源起到安全保护的作用；

5、输入零火线相反(或L,E短路),地线同时带电保护

若输入端零火线相反或输入端L与E端直接短接或N-E直接短接,此模式下因U1光耦无电压差而停止工作,此时系统利用E-Ec(墙体)直接的电压差判断,当E-Ec端电压>50V时,E端电压经C3,D11,U2,保护二极管D12与Ec墙体构成回路,U2光耦导通,Q2导通,C5端电压经D4,D15在R18上产生压降,当该压降达到预设值时,电压经D6,R23与R7分压使Q21导通,强制使Q21预导通允许电流型工作模式可以进入检测保护状态,当地线电流达到预设值时,D7,D9同时输出高电平,使触发可控硅自锁电路工作,可控硅SCR1导通,L1电磁线圈吸合带动脱扣机构使闭合触点(S1,S2)断开,切断负载电源起到安全保护的作用；

6、地线带电>50V(可预置其它阀值),指示灯闪烁指示

当E-N端电压或E-Ec端电压>预设值时,光耦U1或U2导通引起Q4或Q2导通,回路电流在R18上产生端压降,该电压触发并启动指示灯闪烁电路发生器点亮LED3,使之为闪烁性发光,以便引起地线异常带电之警示作用；

7、可控硅防误触发解决方案

可控硅触发脚平时是处于对地导通状态,此状态抗干扰能力强,排除了外界干扰误触发导通的现象,当D7或D9有导通电流流过时,该电压经R20使Q23导通,Q24截止,与此同时,导通电流经R19使Q22,Q10导通,因Q10的导通,引起可控硅SCR1导通,L1电磁线圈吸合带动脱扣机构使闭合触点(S1,S2)断开,切断负载电源起到安全保护的作用；

8、保护器插头超温保护

保护器获电工作,超温保护装置检测到保护器插头温度达到预设温度时,C5电压经R15,RT1送至U3,U3深度导通引起Q1导通,导通电流触发SCR1,可控硅导通,L1电磁线圈吸合带动脱扣机构使闭合触点(S1,S2)断开,切断负载电源起到安全保护的作用。

上述电子元件的表示方式为本领域技术人员所熟知的表示方式，因此将各元件进行简写，例如R1即表示为电阻R1，C1即表示为电容C1，以此类推。

实施例二

本实施例和实施例一的结构基本相同，不同之处在于实施例二的二极管D18和二极管D7相连接，具体内容可参加图4和图5，其中图5为图4右侧部分延伸的电路图，图4中port1～port6与图5中port1～port6对应连接。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种自动识别全方位保护漏电保护器装置，包括火线、零线、地线、墙体线、脱扣器、超温检测电路、整流电路、指示灯电路、放大电路、与放大电路连接的零序电流互感器、降压电路和可控硅，其特征在于：该电路还设有光耦检测一、光耦检测二、可控硅驱动电路、地线电压检测和地线电流检测，所述光耦检测一连接在零线和地线之间，用于控制地线电压检测；所述光耦检测二的输入端连接在地线和墙体线之间，光耦检测二的输出端连接地线电压检测；所述地线电压检测和地线电流检测通过所述可控硅驱动电路来驱动可控硅。

2.根据权利要求1所述的自动识别全方位保护漏电保护器装置，其特征在于：所述光耦检测一包括光耦U1、二极管D1、发光二极管LED1和电容C1，所述二极管D1正极连接零线，二极管D1负极连接光耦U1的第一输入端，所述发光二极管LED1连接在零线和光耦U1的第二输入端之间，所述电容C1连接在零线和地线之间；所述二极管D1和地线之间还设有稳压管D10和电容C2。

3.根据权利要求1所述的自动识别全方位保护漏电保护器装置，其特征在于：所述光耦检测二包括光耦U2、二极管D2和电容C4，所述电容C4一端连接地线，另一端连墙体线；所述二极管D2连接在光耦U2第一输入端和墙体线之间；所述二极管D2和地线之间还设有稳压管D11和电容C3。

4.根据权利要求1至3任一项所述的自动识别全方位保护漏电保护器装置，其特征在于：所述地线电压检测包括三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q6、三极管Q14、三极管Q15和三极管Q16；所述三极管Q2基极与光耦检测二的输出端进行电气连接，所述三极管Q4的基极与光耦检测一的输出端进行电气连接；所述三极管Q3基极连接三极管Q4发射极，三极管Q3集电极用于触发三极管Q14导通；三极管Q6基极连接三极管Q14，并受控于Q14；三极管Q15基极受控于三极管Q16，三极管Q16基极连接地线电流检测；三极管Q15集电极连接可控硅驱动电路，并控制可控硅驱动电路。

5.根据权利要求4所述的自动识别全方位保护漏电保护器装置，其特征在于：所述地线电流检测包括地线互感器ZCT2、三极管Q7、三极管Q8、三极管Q9、三极管Q17、三极管Q18、三极管Q19、三极管Q20和三极管Q21；所述地线互感器ZCT2用于控制三极管Q18导通；三极管Q7基极与三极管Q18集电极电气连接，三极管Q8基极连接三极管Q7发射极；三极管Q19受控于三极管Q8，三极管Q9基极受控于三极管Q19；所述三极管Q20与上述三极管Q16电气连接，三极管Q16受控于三极管Q20；三极管Q21基极与三极管Q2和三极管Q4均进行电气连接，并受控于三极管Q2和三极管Q4。

6.根据权利要求5所述的自动识别全方位保护漏电保护器装置，其特征在于：所述三极管Q4和三极管Q21之间还设置有稳压管D15。

7.根据权利要求6所述的自动识别全方位保护漏电保护器装置，其特征在于：所述地线电压检测还设有指示灯闪烁驱动电路，所述指示灯闪烁驱动电路还连接有发光二极管LED3。