CN105896464B - 节能保护装置与用电设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种节能保护装置，其包括：触发单元，用于控制供电线的电连接的通断；取样单元，其包括与供电线中的第一供电线电磁耦合的用电检测器(CT2)，用电检测器用于检测第一供电线上的电流，并且输出与第一供电线上的电流的值相关的第一信号；驱动单元，分别耦接至开关单元与取样单元，用于基于第一信号来驱动开关单元。本发明通过周期性地检测供电线上的电流，进而判断出当前用电设备的工作状态，并且相应地断开或维持电力连接。通过采用本发明的技术方案，能够有效地降低电力损耗，并且保证用电设备的安全。

Description

节能保护装置与用电设备

技术领域

本发明属于家用电路领域，尤其涉及一种应用在电器产品的供电电路中的节能保护电路。

背景技术

随着人们物质生活水平的不断提高，电器产品的使用已日益普及，人们对电器产品的使用安全越来越重视，对电器产品的节能要求也越来越高。现有的电器产品存在以下不足：

例如，洗衣机，虽然洗衣机上都有洗衣和风干预设定功能，但当洗衣或风干时间达到设定值后，不能切断电源，内部控制电路继续工作，从而消耗电能，长时间的通电，也会降低使用寿命，并有可能引发火灾的危险。

再例如，自动麻将机，通常内部为金属支架，外部为木质材料制成，由于人们娱乐后没有及时切断电源，长期的通电不但消耗电能，还会出现起火燃烧等问题。

因此，亟需一种能够同时具备漏电检测并且还能节能保护的装置。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种智能节能保护电路，使电器产品完成使用后，自动切断用电器产品的总电源。

本发明首先提出了一种节能保护装置，其包括：触发单元，用于控制供电线的电连接的通断；取样单元，其包括与所述供电线中的第一供电线电磁耦合的用电检测器(CT2)，所述用电检测器用于检测所述第一供电线上的电流，并且输出与所述第一供电线上的电流的值相关的第一信号；驱动单元，分别耦接至所述开关单元与取样单元，用于基于所述第一信号来驱动所述开关单元。

优选的，所述驱动单元被配置为：若所述用电检测器所检测到的电流小于第一阈值，则所述驱动单元驱动所述触发单元断开供电线的电连接；否则，所述驱动单元驱动所述触发单元维持所述供电线的电连接。

优选的，所述驱动单元还包括周期设置模块，其包括串联连接的第一电阻和第一电容，所述第一电阻和第一电容的节点耦接至所述驱动单元的输入端，用于设置所述节能保护装置检测的周期。

优选的，所述驱动单元还包括：清零模块，其输出端耦接至所述第一电阻和第一电容的节点，用于所述第一信号来决定是否泄放所述第一电容上的电荷。

优选的，所述节电装置还包括：处理单元，其用于接收并处理来自所述取样单元的第一信号，并将被处理的所述第一信号提供至所述驱动单元。

这里的处理可以是放大或者比较，处理单元根据其自身配置以及所述第一信号的值来输出相应的信号。

优选的，所述清零模块包括：放电开关，其一端耦接至地，另一端耦接至所述第一电阻和第一电容的节点，用于基于所述第一信号来决定是否提供所述第一电容上的电荷的泄放路径。

优选的，所述放电开关为晶体管(Q2)，其基极耦接至所述处理单元，并且通过至少第二电阻(R11)耦接至地且通过第一电容(C9)耦接至高电位。

优选的，所述触发单元还包括：螺线管，其耦接至可控硅和耦接在所述供电线上的供电开关；其中，所述可控硅的控制极耦接至所述驱动单元的输出端，以当所述第一信号小于第一阈值时，使得所述可控硅导通，进而通过螺线管断开所述供电开关。

优选的，所述节电装置还包括：漏电检测单元，用于检测所述供电线中的漏电流，当所述供电线中的漏电流达大于等于第二阈值时，驱动所述触发单元使得供电线的电连接的断开。

优选的，所述漏电检测单元还包括：处理器单元，其耦接至所述开关元件和所述漏电检测器，并基于所述漏电检测器的输出信号来驱动所述开关元件

本发明还提出了一种用电设备，其包括：如任一前述的节能保护装置。

本发明通过周期性地检测供电线上的电流，进而判断出当前用电设备的工作状态，并且相应地断开或维持电力连接。通过采用本发明的技术方案，能够有效地降低电力损耗，并且保证用电设备的安全。

附图说明

通过参考下列附图所给出的本发明的具体实施方式的描述之后，将更好地理解本发明，并且本发明的其他目的、细节、特点和优点将变得更加显而易见。在附图中：

图1为依据本发明实施例的电路架构示意图；

图2为依据本发明第一实施例的电路示意图；

图3为依据本发明第二实施例的电路示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

结合图示对本发明的实施例进行阐述。

图1为依据本发明实施例的电路架构示意图。

如图1所示，节能保护装置10包括：

(1)开关单元1，其耦接在火线(L)、零线(N)上，用于控制输入端处供电线与用电设备之间电力连接的通断；

(2)取样单元2，其耦接在用于传输电流的供电线上(譬如，L线)，从而其能够检测L线中的电流，并输出与该电流的值相关联的信号，即第一信号；

(3)处理单元3，其输入端耦接至取样单元2的输出端，用于接收并对前述第一信号进行处理，譬如放大或与一参考信号比较，进而输出相应的信号；

(4)驱动单元4，其耦接至处理单元3，以根据其所接收到处理后的第一信号来产生相应的驱动信号；

(5)触发单元5，其分别耦接至驱动单元4和开关单元1，用于基于驱动单元4的输出信号来控制开关单元1的打开或闭合。

可以理解的，处理单元3可以包括比较器或放大器，以实现对第一信号的处理。

下面对图1中的电路的工作原理进行说明。

当用电设备关闭或待机时，此时L线上没有电流或电流很小(譬如，小于第一阈值)，取样单元2根据此时的L线上的电流情况产生相应的信号输出至处理单元3；然后，由处理单元3对接收到的信号进行处理。此时，L线上的电流小于第一阈值，处理单元3被配置为维持之前的输出状态，不会产生翻转；驱动单元4被配置为基于接收的来自处理单元3的信号，来输出一驱动信号，触发单元5将基于该驱动信号使得控制开关单元1断开。因此，该电路避免了用电设备未工作也耗电的情形，也避免了用电器待电时的危险性。

当用电设备工作时，此时L线上的电流大于等于第一阈值，取样单元2根据此时的电流产生较大的信号输出至处理单元3；然后，由处理单元3对接收到的信号进行处理，此时L线上的电流较大，处理单元3被配置为反转此时的输出；驱动单元4被配置为当接收到处理单元3的输出信号时，其输出的驱动信号不足以使得触发单元5控制开关单元1断开，从而保证了用电设备能够正常的工作。

优选的，驱动单元4还包含周期设置模块41和清零模块42。周期设置模块41可以包括RC串联电路，以用于设置节能保护电路对供电线供电状态的检测周期。相应的，清零模块42被构造为耦接至周期设置模块41，用于提供放电路径，即为RC串联电路中的电容元件提供放电路径，从而使得周期设置模块41能够周期性地运行。

可以理解的是，各功能单元间的逻辑关系以及实现方式不仅仅局限于上述的情形。譬如，当耦接在供电线上的取样单元2也可以被配置为当L线的电流小于第一阈值时，其输出端反转，然后促使驱动单元4驱动触发单元5，进而断开电力连接。

图2为依据本发明第一实施例的电路示意图。

在图2中，开关单元1包括复位开关RESET，其耦接在供电线上，用于控制供电线电力连接的通断；取样单元2包括线圈CT2，用于检测L线中的电流；处理单元3包括放大器IC2-1，其正向输入端耦接至线圈CT2，其反向输入端耦接至由电阻R13至R15构成的参考电压生成电路。当L线上的电流大于等于第一阈值时，放大器IC2-1的正向输入端的电压大于其反向输入端。

驱动单元4包括放大器IC2-2，其反向输入端耦接至参考电压生成电路，优选的，IC2-2的反向输入端和IC2-1的反向输入端耦接至同一参考电压电路。放大器IC2-2的正向输入端耦接至由串联的电阻R16和电容C10构成的周期设置模块41。当产品复位通电后，驱动单元4中的电阻R16给电容C10充电，R16、C10可根据大小预设定充电时间，从而设置对供电线的检测周期。

清零模块42包括晶体管Q2，其基极通过二极管D5、电阻R9耦接至放大器IC2-1的输出端，集电极通过电阻R12耦接至电容C10与电阻R16的节点，从而构成了IC2-2的正向端至地的放电路径。另外，晶体管Q2的基极还通过二极管D6、电容C9耦接至电源线(高电平)，二极管D6和电容C9之间的节点通过电阻R11耦接至地。因此，当电源线产生变化或出现扰动时，譬如产生ΔV的电压信号，则电阻R11能够在一定程度上进行分流，而二极管D6则对该电压进行进行斩波，以使得斩波后的电压不能使晶体管Q2导通，从而减少了电源对清零模块42工作的影响。

电路工作时，取样单元2主要监测负载线回路电流的变化情况，处理单元3对取样的信号进行放大或整形，清零模块42主要接受取样处理(放大)后的信号，然后对驱动单元4的时间清零。驱动单元4接收来自放大电路处理的信号或用电器负载的信号，从而对触发单元5发出驱动信号。触发单元5接受来自驱动电路的指令，来断开输入、输出的电力连接。

如果此时输出端开启用电设备，此时，L线上的电流比较高(电流大于第一阈值)，放大器IC2-1的输出将翻转，从而使得晶体管Q2导通。电容C10上的电荷通过晶体管Q2被泄放至地，从而IC2-2的正向输入端的电位从高电平被下拉至低电平，此时IC2-2的输出将翻转为低电平，可控硅Q1不会被开启，因此，螺线管SOL中不会引入电流，开关RESET不会断开，维持用电设备与输入端的电连接。

如果此时输出端没有开启用电设备，此时，L线上的电流比较低，，其CT2输出的信号不足以使得放大器IC2-1的输出端翻转，因此，清零模块5将维持原来的状态，晶体管Q2不会导通。同样，电阻R16给电容C10充电到放大器IC2-2的正向输入端。当正向端电压高于负向端电压时，放大器IC2-2输出为高电平，触发电路5中的可控硅Q1被导通，螺线管SOL中有电流流过使得复位开关RESET断开电力连接。

如果用电设备设定了一定的时间后，输出才有负载时，C10就放电以计时清零。当用电设备停止工作时，电阻R16给电容C10充电，开始计时。当用电设备完成使用时，那么电阻R16给电容C10充电达到预设定时间后，切断电力连接。

图3为依据本发明第二实施例的电路示意图。

相较于图2中的电路，该电路包含节能保护装置10和漏电保护装置20。

其中，漏电保护装置20包括漏电检测单元6，该电路包括耦接在至少两根供电线上的漏电检测线圈CT1，以及处理器IC1。漏电检测单元6用于检测供电线中的漏电流，当供电线中的漏电流达大于等于第二阈值时，驱动触发单元5使得供电线的电连接的断开

具体地，漏电检测线圈CT1用于检测该至少两根供电线之间是否产生漏电流。该线圈的输出端耦接至处理器IC1，处理器IC1被配置为当线圈CT1的输出信号大于等于第二阈值时，处理器IC1的引脚5输出高电平，以使可控硅Q1导通，进而使得螺线管SOL将复位开关RESET断开。因此，该实施例不仅能够实现节能保护还能实现漏电检测。

本发明还提出了一种用电设备，其采用了具有前文所述特征的节能保护装置。因此，当该用电设备在断电时，能够即使地切断用电设备与电源之间的电连接，不仅能够省电，还能够保护用电设备。

本领域技术人员能够理解的是，上述的状态仅仅用于示例，并非用于限定本发明的应用范围。本领域技术人员可以针对每种特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种节能保护装置，其特征在于，包括：

触发单元，用于控制供电线的电连接的通断；

取样单元，其包括与所述供电线中的第一供电线电磁耦合的用电检测器，所述用电检测器用于检测所述第一供电线上的电流，并且输出与所述第一供电线上的电流的值相关的第一信号；

驱动单元，分别耦接至开关单元与取样单元，用于基于所述第一信号来驱动所述开关单元，

其中所述驱动单元还包括：

周期设置模块，其包括串联连接的第一电阻和第一电容，所述第一电阻和第一电容的节点耦接至所述驱动单元的输入端，用于设置所述节能保护装置检测的周期，以及

清零模块，其输出端耦接至所述第一电阻和第一电容的节点，用于所述第一信号来决定是否泄放所述第一电容上的电荷。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动单元被配置为：

若所述用电检测器所检测到的电流小于第一阈值，则所述驱动单元驱动所述触发单元断开供电线的电连接；

否则，所述驱动单元驱动所述触发单元维持所述供电线的电连接。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

处理单元，其用于接收并处理来自所述取样单元的第一信号，并将被处理后的所述第一信号提供至所述驱动单元。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述清零模块包括：

放电开关，其一端耦接至地，另一端耦接至所述第一电阻和第一电容的节点，用于基于所述第一信号来决定是否提供所述第一电容上的电荷的泄放路径。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，

所述放电开关为晶体管，其基极耦接至所述处理单元，并且通过至少第二电阻耦接至地且通过第一电容耦接至高电位。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述触发单元还包括：

螺线管，其耦接至可控硅和耦接在所述供电线上的供电开关；

其中，所述可控硅的控制极耦接至所述驱动单元的输出端，以当所述第一信号小于第一阈值时，使得所述可控硅导通，进而通过螺线管断开所述供电开关。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

漏电检测单元，用于检测所述供电线中的漏电流，当所述供电线中的漏电流达大于等于第二阈值时，驱动所述触发单元使得供电线的电连接的断开。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述漏电检测单元还包括：

处理器单元，其耦接至开关元件和漏电检测器，并基于所述漏电检测器的输出信号来驱动所述开关元件。

9.一种用电设备，其特征在于，包括：如权利要求1至8任一项所述的节能保护装置。