CN106356807A - 安全插头保护电路装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种安全插头保护电路装置，其包括AC输入单元、断电保护单元、整流滤波单元、稳压单元、MCU控制单元、漏电检测回路单元及过流检测回路单元，AC输入单元与断电保护单元电性连接，MCU控制单元的控制端与断电保护单元一端电性连接，断电保护单元另一端分别连接有零线端及火线端，漏电检测回路单元的输入端环绕零线端及火线端设置，过流检测回路单元的输入端环绕零线端设置。本发明通过断电保护单元一端连接零线端及火线端，配合在零线端及火线端外绕设漏电检测回路单元及过流检测回路单元，通过漏电检测回路单元及过流检测回路单元反馈给MCU控制单元的电压信号来控制断电保护单元，进而对人体防触电进行保护及对产品过流进行保护。

Description

安全插头保护电路装置
技术领域
本发明涉及消费电子技术领域，尤其是涉及一种安全插头保护电路装置。
背景技术
目前市场上普通插头，大多数没有增加安全保护装置，人体在使用此插头过程中，如果没有特殊的保护装置，在产生漏电现象时人体容易触电，进而无法保障使用者的生命安全；在产生过压、过流现象时容易对插头装置本身造成损坏，不利于提升产品的使用寿命。
发明内容
基于此，有必要针对上述背景技术存在的问题，提供一种安全插头保护电路装置，能有效阻止使用者的触电情况发生，对产品进行过流保护、过压保护保护，以提升产品的使用寿命。
为实现上述目的，本发明公开了一种安全插头保护电路装置，其包括AC输入单元、断电保护单元、整流滤波单元、稳压单元、MCU控制单元、漏电检测回路单元及过流检测回路单元，所述AC输入单元与断电保护单元电性连接，所述断电保护单元与整流滤波单元电性连接，所述整流滤波单元与稳压单元电性连接，所述稳压单元与MCU控制单元一输入端电性连接，所述MCU控制单元的控制端与断电保护单元一端电性连接；所述断电保护单元另一端分别连接有零线端及火线端，所述零线端及火线端外接有负载单元，所述漏电检测回路单元的输入端环绕零线端及火线端设置，所述过流检测回路单元的输入端环绕零线端设置，所述漏电检测回路单元的输出端与过流检测回路单元的输出端分别与MCU控制单元电性连接。
在其中一个实施例中，所述断电保护单元包括断电器模块及断电器控制模块，所述断电器模块的输入端与AC输入单元电性连接，所述断电器模块的输出端分别与整流滤波单元、零线端及火线端电性连接，所述断电器模块的控制端与断电器控制模块电性连接，所述断电器控制模块与MCU控制单元的控制端电性连接，所述MCU控制单元的控制端输出电平信号靠控制断电器控制模块的导通或断开；所述断电器模块设置有保护开关及电磁阀，所述断电器控制模块包括可控硅单元及第八电容，所述可控硅单元的阳极端电性连接电磁阀，所述可控硅单元的阴极端接地，所述可控硅单元的控制极与MCU控制单元的控制端电性连接，所述第八电容两端分别接地及可控硅单元的控制极。
在其中一个实施例中，还包括漏电校验回路单元，所述漏电校验回路单元一端与AC输入单元电性连接，所述漏电校验回路单元另一端电性连接于漏电检测回路单元与过流检测回路单元之间的火线端上。
在其中一个实施例中，所述漏电校验回路单元包括第一电阻及校验开关，所述第一电阻一端与保护开关一端电性连接，所述第一电阻另一端与校验开关电性连接，所述校验开关一端与保护开关另一端电性连接。
在其中一个实施例中，还包括过压检测回路单元，所述过压检测回路单元一端与整流滤波单元一端电性连接，所述过压检测回路单元另一端与MCU控制单元电性连接。
在其中一个实施例中，所述过压检测回路单元设置有相互串联的第二电阻及第三电阻，所述第二电阻及第三电阻为分压电阻，所述第二电阻一端与整流滤波单元电性连接，所述第三电阻一端接地，所述第二电阻与第三电阻之间电性连接MCU控制单元。
在其中一个实施例中，所述漏电检测回路单元设置有第二感应线圈、第二电容、第五电容、第三二极管及第四二极管，所述第二感应线圈环绕在零线端及火线端处，所述第二感应线圈一端接地，所述第二感应线圈另一端电性连接第二电容一端，所述第二电容另一端电性连接第三二极管的阳极端及第四二极管的阴极端，所述第三二极管的阴极端与第四二极管的阳极端之间电性连接有第五电容，所述第四二极管的阳极端接地，所述第三二极管的阴极端与MCU控制单元电性连接。
在其中一个实施例中，所述过流检测回路单元设置有第三感应线圈、第三电容、第六电容、第五二极管及第六二极管，所述第三感应线圈环绕在零线端处，所述第三感应线圈一端接地，所述第三感应线圈另一端电性连接第三电容一端，所述第三电容另一端电性连接第六二极管的阳极端及第五二极管的阴极端，所述第六二极管的阴极端与第五二极管的阳极端之间电性连接有第六电容，所述第五二极管的阳极端接地，所述第六二极管的阴极端与MCU控制单元电性连接。
在其中一个实施例中，所述MCU控制单元的芯片型号为TM57P40。
在其中一个实施例中，所述MCU控制单元的输出端电性连接有LED灯，所述MCU控制单元与LED灯之间电性连接有第六电阻。
综上所述，本发明安全插头保护电路装置通过断电保护单元一端连接零线端及火线端，配合在零线端及火线端外绕设漏电检测回路单元及过流检测回路单元，通过漏电检测回路单元及过流检测回路单元反馈给MCU控制单元的电压信号来控制断电保护单元的开启或关闭，进而对人体防触电进行保护及对产品过流进行保护，在普通插头的基础上增加安全保护功能。
附图说明
图1为本发明安全插头保护电路装置一种实施例的电路原理框图；
图2为本发明安全插头保护电路装置的电路原理图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明安全插头保护电路装置包括AC输入单元10、断电保护单元20、整流滤波单元30、稳压单元40、MCU控制单元50、漏电校验回路单元60、漏电检测回路单元70、过流检测回路单元80及过压检测回路单元90，所述AC输入单元10与断电保护单元20电性连接，所述断电保护单元20与整流滤波单元30电性连接，所述整流滤波单元30与稳压单元40电性连接，所述稳压单元40与MCU控制单元50一输入端电性连接，用以提供MCU控制单元50运行所需电压，所述MCU控制单元50的控制端与断电保护单元20一端电性连接，用以控制断电保护单元20的开启或关闭。
所述断电保护单元20另一端分别连接有零线端N及火线端L，所述零线端N及火线端L外接有负载单元RL，所述漏电检测回路单元70的输入端环绕零线端N及火线端L设置，所述过流检测回路单元80的输入端环绕零线端N设置，所述漏电检测回路单元70的输出端与过流检测回路单元80的输出端分别与MCU控制单元50电性连接，所述MCU控制单元50接收漏电检测回路单元70与过流检测回路单元80传送过来的电压信号后来控制断电保护单元20的开启或关闭，以实现产品的漏电及过流保护。
所述过压检测回路单元90一端与整流滤波单元30一端电性连接，所述过压检测回路单元90另一端与MCU控制单元50电性连接，所述MCU控制单元50接收过压检测回路单元90传送过来的电压信号后来控制断电保护单元20的开启或关闭，以实现产品的过压保护。
所述漏电校验回路单元60一端与AC输入单元10电性连接，所述漏电校验回路单元60另一端电性连接于漏电检测回路单元70与过流检测回路单元80之间的火线端L上，用以判断断电保护单元20是否能正常进行开启或关闭。
具体地，所述断电保护单元20包括断电器模块21及断电器控制模块22，所述断电器模块21的输入端与AC输入单元10电性连接，所述断电器模块21的输出端分别与整流滤波单元30、零线端N及火线端L电性连接，所述断电器模块21的控制端与断电器控制模块22电性连接，所述断电器控制模块22与MCU控制单元50的控制端电性连接，所述MCU控制单元50的控制端输出电平信号靠控制断电器控制模块22的导通或断开。
在其中一个实施例中，所述断电器模块21设置有保护开关K1及电磁阀T，所述断电器控制模块22包括可控硅单元SCR1及第八电容C8，所述可控硅单元SCR1的阳极端电性连接电磁阀T，所述可控硅单元SCR1的阴极端接地，所述可控硅单元SCR1的控制极与MCU控制单元50的控制端电性连接，所述第八电容C8两端分别接地及可控硅单元SCR1的控制极；当过压检测回路单元90、漏电检测回路单元70或过流检测回路单元80分别检测到过压、漏电或过流情况时，MCU控制单元50的控制端会输出高电平信号给可控硅单元SCR1的控制极，此时，可控硅单元SCR1导通，电磁阀T的组圈有电流通过并产生交流磁场，驱动保护开关K1的弹片组件，使得保护开关K1处于断开状态，从而切断AC输入单元10的输入电源，使得产品输出无电压，从而保护人体安全。
在其中一个实施例中，所述漏电校验回路单元60包括第一电阻R1及校验开关S1，所述第一电阻R1一端与保护开关K1一端电性连接，所述第一电阻R1另一端与校验开关S1电性连接，所述校验开关S1一端与保护开关K1另一端电性连接，当按下校验开关S1时，漏电检测回路单元70检测到导通信号并传送给MCU控制单元50，MCU控制单元50的控制端发出高电平信号给可控硅单元SCR1的控制极，进而在10ms内完成对保护开关K1的断开工作，以判断漏电检测回路单元70是否处于正常工作状态。
在其中一个实施中，所述漏电检测回路单元70设置有第二感应线圈L2、第二电容C2、第五电容C5、第三二极管D3及第四二极管D2，所述第二感应线圈L2环绕在零线端N及火线端L处，所述第二感应线圈L2一端接地，所述第二感应线圈L2另一端电性连接第二电容C2一端，所述第二电容C2另一端电性连接第三二极管D3的阳极端及第四二极管D2的阴极端，所述第三二极管D3的阴极端与第四二极管D2的阳极端之间电性连接有第五电容C5，所述第四二极管D2的阳极端接地，所述第三二极管D3的阴极端与MCU控制单元50电性连接。
当保护开关K1闭合，零线端N与火线端L通过第二感应线圈L2，当零线端N或火线端L上出现漏电时，第二感应线圈L2中会产生感应电流，通过第二电容C2、第五电容C5、第三二极管D3及第四二极管D2的电性连接转换成电压信号发送给MCU控制单元50，MCU控制单元50检测输入电压大于0.3V时，MCU控制单元50的控制端输出高电平给可控硅单元SCR1的控制极，此时，可控硅单元SCR1导通，电磁阀T的组圈有电流通过并产生交流磁场，驱动保护开关K1的弹片组件，使得保护开关K1处于断开状态，从而切断AC输入单元10的输入电源，使得产品输出无电压，从而保护人体安全。
在其中一个实施中，所述过流检测回路单元80设置有第三感应线圈L3、第三电容C3、第六电容C6、第五二极管D5及第六二极管D6，所述第三感应线圈L3环绕在零线端N处，所述第三感应线圈L3一端接地，所述第三感应线圈L3另一端电性连接第三电容C3一端，所述第三电容C3另一端电性连接第六二极管D6的阳极端及第五二极管D5的阴极端，所述第六二极管D6的阴极端与第五二极管D5的阳极端之间电性连接有第六电容C6，所述第五二极管D5的阳极端接地，所述第六二极管D6的阴极端与MCU控制单元50电性连接。
当保护开关K1闭合，零线端N与火线端L通过第二感应线圈L2，零线端N通过第三感应线圈L3，当负载单元RL超过设定值时，此时，火线端L→负载单元RL→零线端N或零线端N→负载单元RL→火线端L回路中产生电流并通过第三感应线圈L3，当电流值超过10A时，第三感应线圈L3的感应电流进一步增加，通过第三电容C3、第六电容C6、第五二极管D5及第六二极管D6的电性连接转换为电压信号发送给MCU控制单元50，MCU控制单元50检测输入电压大于0.6V时，MCU控制单元50的控制端输出高电平给可控硅单元SCR1的控制极，此时，可控硅单元SCR1导通，电磁阀T的组圈有电流通过并产生交流磁场，驱动保护开关K1的弹片组件，使得保护开关K1处于断开状态，从而切断AC输入单元10的输入电源，使得产品输出无电压，从而保护负载单元RL过载造成的异常现象。
在其中一个实施例中，所述过压检测回路单元90设置有相互串联的第二电阻R2及第三电阻R3，所述第二电阻R2及第三电阻R3为分压电阻，所述第二电阻R2一端与整流滤波单元30电性连接，所述第三电阻R3一端接地，所述第二电阻R2与第三电阻R3之间电性连接MCU控制单元50，当AC输入单元10的电压超过264V时，MCU控制单元50检测到第二电阻R2与第三电阻R3之间的电压大于2.5V，MCU控制单元50的控制端输出高电平给可控硅单元SCR1的控制极，此时，可控硅单元SCR1导通，电磁阀T的组圈有电流通过并产生交流磁场，驱动保护开关K1的弹片组件，使得保护开关K1处于断开状态，从而切断AC输入单元10的输入电源，使得产品输出无电压，从而保护产品不会因为过压状态而损坏，提升了产品的使用寿命。
在其中一个实施例中，所述MCU控制单元50的芯片型号为TM57P40。
在其中一个实施中中，所述MCU控制单元50的输出端电性连接有LED灯D12，所述MCU控制单元50与LED灯D12之间电性连接有第六电阻R6，当保护开关K1闭合时，MCU控制单元50提供LED灯D12工作所需电压，LED灯D12保持开启状态；当产品处于漏电、过流或过压状态时，保护开关K1断开，LED灯D12处于熄灭状态。
综上所述，本发明安全插头保护电路装置通过断电保护单元20一端连接零线端N及火线端L，配合在零线端N及火线端L外绕设漏电检测回路单元70及过流检测回路单元80，通过漏电检测回路单元70及过流检测回路单元80反馈给MCU控制单元50的电压信号来控制断电保护单元20的开启或关闭，进而对人体防触电进行保护及对产品过流进行保护，在普通插头的基础上增加安全保护功能。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种安全插头保护电路装置，其特征在于：包括AC输入单元、断电保护单元、整流滤波单元、稳压单元、MCU控制单元、漏电检测回路单元及过流检测回路单元，所述AC输入单元与断电保护单元电性连接，所述断电保护单元与整流滤波单元电性连接，所述整流滤波单元与稳压单元电性连接，所述稳压单元与MCU控制单元一输入端电性连接，所述MCU控制单元的控制端与断电保护单元一端电性连接；所述断电保护单元另一端分别连接有零线端及火线端，所述零线端及火线端外接有负载单元，所述漏电检测回路单元的输入端环绕零线端及火线端设置，所述过流检测回路单元的输入端环绕零线端设置，所述漏电检测回路单元的输出端与过流检测回路单元的输出端分别与MCU控制单元电性连接。
2.根据权利要求1所述的安全插头保护电路装置，其特征在于：所述断电保护单元包括断电器模块及断电器控制模块，所述断电器模块的输入端与AC输入单元电性连接，所述断电器模块的输出端分别与整流滤波单元、零线端及火线端电性连接，所述断电器模块的控制端与断电器控制模块电性连接，所述断电器控制模块与MCU控制单元的控制端电性连接，所述MCU控制单元的控制端输出电平信号靠控制断电器控制模块的导通或断开；所述断电器模块设置有保护开关及电磁阀，所述断电器控制模块包括可控硅单元及第八电容，所述可控硅单元的阳极端电性连接电磁阀，所述可控硅单元的阴极端接地，所述可控硅单元的控制极与MCU控制单元的控制端电性连接，所述第八电容两端分别接地及可控硅单元的控制极。
3.根据权利要求2所述的安全插头保护电路装置，其特征在于：还包括漏电校验回路单元，所述漏电校验回路单元一端与AC输入单元电性连接，所述漏电校验回路单元另一端电性连接于漏电检测回路单元与过流检测回路单元之间的火线端上。
4.根据权利要求3所述的安全插头保护电路装置，其特征在于：所述漏电校验回路单元包括第一电阻及校验开关，所述第一电阻一端与保护开关一端电性连接，所述第一电阻另一端与校验开关电性连接，所述校验开关一端与保护开关另一端电性连接。
5.根据权利要求1或2所述的安全插头保护电路装置，其特征在于：还包括过压检测回路单元，所述过压检测回路单元一端与整流滤波单元一端电性连接，所述过压检测回路单元另一端与MCU控制单元电性连接。
6.根据权利要求5所述的安全插头保护电路装置，其特征在于：所述过压检测回路单元设置有相互串联的第二电阻及第三电阻，所述第二电阻及第三电阻为分压电阻，所述第二电阻一端与整流滤波单元电性连接，所述第三电阻一端接地，所述第二电阻与第三电阻之间电性连接MCU控制单元。
7.根据权利要求1或2所述的安全插头保护电路装置，其特征在于：所述漏电检测回路单元设置有第二感应线圈、第二电容、第五电容、第三二极管及第四二极管，所述第二感应线圈环绕在零线端及火线端处，所述第二感应线圈一端接地，所述第二感应线圈另一端电性连接第二电容一端，所述第二电容另一端电性连接第三二极管的阳极端及第四二极管的阴极端，所述第三二极管的阴极端与第四二极管的阳极端之间电性连接有第五电容，所述第四二极管的阳极端接地，所述第三二极管的阴极端与MCU控制单元电性连接。
8.根据权利要求1或2所述的安全插头保护电路装置，其特征在于：所述过流检测回路单元设置有第三感应线圈、第三电容、第六电容、第五二极管及第六二极管，所述第三感应线圈环绕在零线端处，所述第三感应线圈一端接地，所述第三感应线圈另一端电性连接第三电容一端，所述第三电容另一端电性连接第六二极管的阳极端及第五二极管的阴极端，所述第六二极管的阴极端与第五二极管的阳极端之间电性连接有第六电容，所述第五二极管的阳极端接地，所述第六二极管的阴极端与MCU控制单元电性连接。
9.根据权利要求1或2所述的安全插头保护电路装置，其特征在于：所述MCU控制单元的芯片型号为TM57P40。
10.根据权利要求1或2所述的安全插头保护电路装置，其特征在于：所述MCU控制单元的输出端电性连接有LED灯，所述MCU控制单元与LED灯之间电性连接有第六电阻。
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