CN106972769A - 一种弱电电力负载过压保护电路 - Google Patents

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司文跃
李庆盈
吕杰
智勇军
马鹏姬
司世民
张真涛
魏晓鹏
韩书娜
岳晓
岳晓一
郝明佶
李明璞
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    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/40Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by combination of static with dynamic converters; by combination of dynamo-electric with other dynamic or static converters

Abstract

本发明公开了一种弱电电力负载过压保护电路,包括交流市电、降压整流模块、稳压模块、过压检测模块和控制模块,所述交流市电进入降压整流模块的输入端,降压整流模块将降压整流后的电压输出到稳压模块中,稳压模块的电压输出端连接电压检测模块,电压检测模块通过控制模块连接负载。本发明弱电电力负载过压保护电路针对弱电电力负载的供电回路进行改进,其利用电压取样电路结合继电器元件和方式,实现了对输出端的智能控制,遇到过压情况时自动调节,不会切断供电回路,而是以增加分压电阻的方式降低流过负载的电压,相对于传统的保险丝、空气断路器、压敏电阻等保护装置,具有智能程度高、性能稳定且不中断负载工作的优点。

Description

一种弱电电力负载过压保护电路
技术领域
[0001] 本发明涉及一种过压保护电路,具体是一种弱电电力负载过压保护电路。
背景技术
[0002] 随着电力产业的不断发展,越来越多的家用电器进入了普通百姓家里,尤其是现 在电子产业发展的及其迅速,从照明灯具到冰箱、空调,再到近些年不断推广的电动车、电 磁炉,可以说家庭电网的稳定性直接关系到人们的日常生活,而电力线路在传输到家庭电 网的时候经常出现电磁干扰、电网波动等现象,导致用电负载出现过压的情,因此需要针对 过压情况对这类用电设备提供有效的保护。
[0003] 过压保护是指被保护线路电压超过预定的最大值时,使电源断开或使受控设备电 压降低的一种保护方式。
[0004] 常见的过压保护元器件或设备有防雷器、压敏电阻、避雷器等。在通信电源领域, 为防止雷电瞬间高电压对其造成巨大损害,通常会配置压敏电阻对其进行过压防雷保护。 当雷电产生的瞬间高电压施加在压敏电阻两端时,压敏电阻阻值变得无穷小,使得压敏电 阻导通并将雷电产生的大电流引入大地,从而保护电源设备不受雷电损伤。在电源系统侧 通常会使用防雷器对交流、直流进行过压保护。
[0005]上述的多种过压保护元件或设备均存在一定的缺陷,例如压敏电阻的反应速度较 慢,需要几秒甚至十几秒才能达到电压的变化,对于一些精密的用电设备,很可能在这段时 间内出现不同程度的烧毁,而避雷器体积较大,不适用于小体积的弱电负载使用,因此需要 针对弱电电力负载提供一种稳定的过压保护电路。
[0006] 例如专利号为201420863826.6的一种过压保护电路,其记载了一种护电路结构简 单,所采用的元器件价格低,故成本低。本发明创造的过压保护电路并未封装,通过调整电 阻R3的阻值,即可灵活调整过压值。并且采用iGBT管或M0S管作为开关管,可用在大 电流的用电电路上的高压保护电路,其在遇到过压情况时会采用断开负载回路的方式进行 保护,但是这样就会造成负载无法正常工作,严重影响工业或生活使用。
[0007]其次例如专利号为20152〇157〇n_2的一种电压保护电路,供一种电压保护电路, 其能检测输入电压是否低于或高于额定范围。采用第一电阻和第二电阻组成欠电压检测电 路,当直流电源输入端的电压低于一定值时,由二极管驱动pNp三极管导通,进而NpN三极 管导通,电压信号线连接电源管理1C,电源管理1C可根据电压信号线的导通来关闭电 源,达到欠电压保护的目的。采用第一稳压二极管、第二稳压二极管、第三电阻和第四电阻 组成过电压检测电路,当直流电源输入端电压高于一定值时,NPN三极管导通,电压信号线 连接电源管理1C,电源管理1C可根据电压信号线的导通来关闭电源,达到过电压^护的 目的,防止后级电路损坏的电路,其使用电源管理1C实现过压保护功能,其控制成本较 高,使用范围有限。 ^
发明内容
[0008]本发明的目的在于提供一种弱电电力负载过压保护电路,以解决上述背景技术中 提出的问题。
[0009] 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案: 一种弱电电力负载过压保护电路,包括交流市电、降压整流模块、稳压模块、过压检测 模块和控制模块,所述交流市电进入降压整流模块的输入端,降压整流模块将降压整流后 的电压输出到稳压模块中,稳压模块的电压输出端连接电压检测模块,电压检测模块通过 控制模块连接负载。
[0010]作为本发明的优选方案:所述降压整流模块包括阻容降压电路、整流桥了和滤波电 容C3,所述稳压模块包括芯片IC1、二极管D1、电位器RP1和电容ci,所述过压检测模块包括 二极管D4、二极管D1、三极管VI和电阻R2,所述控制模块包括继电器K和电阻R5,所述阻容降 压电路由电阻R6和电容C4串联连接而成,其连接在220V交流市电和整流桥T的电压输入端 之间,整流桥T的电压输出端分别连接滤波电容C3和芯片IC1的引脚1,芯片IC1的引脚1还连 接二极管D1的阴极和电容C2,二极管D1的阳极连接继电器K、继电器K的触点K—丨的动端、二 极管D2、二极管D4、电阻R1和芯片IC1的引脚3,电容C3的另一端连接电容C2的另一端和整流 桥T的接地端,芯片IC1的引脚2连接二极管D2的阳极、电阻R1的另一端、电容C1和电位器RP1 的一个固定端,电位器RP1的另一个固定端连接电容C1的另一端、电容C2的另一端、电阻R2、 电阻R4、二极管D3的阴极和3D打印机A,继电器K的另一端连接三极管VI的集电极,三极管VI 的基极连接二极管D3的阳极和电阻R3,三极管VI的发射极连接电阻R2的另一端,电阻R3的 另一端连接电阻R4的另一端和二极管D4的另一端,三极管VI的发射极连接电阻R2的另一 端,继电器K的触点K-1的不动端1连接电阻R5和3D打印机A的另一端,继电器K的触点K-1的 不动端2连接电阻R5的另一端。
[0011]作为本发明的优选方案:所述二极管D4为瞬态电压抑制二极管。
[0012]作为本发明的优选方案:所述二极管D3为发光二极管。
[0013]作为本发明的优选方案:所述芯片IC1的型号为LM317。
[0014]作为本发明的优选方案:所述三极管VI的型号为9013。
[0015]与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明弱电电力负载过压保护电路针对 弱电电力负载的供电回路进行改进,其利用电压取样电路结合继电器元件和方式,实现了 对输出端的智能控制,遇到过压情况时自动调节,不会切断供电回路,而是以增加分压电阻 的方式降低流过负载的电压,相对于传统的保险丝、空气断路器、压敏电阻等保护装置,具 有智能程度高、性能稳定且不中断负载工作的优点。
附图说明
[0016] 图1为本发明的整体方框图; 图2为本发明一种实施例的电路图。
具体实施方式
[0017]下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例,都属于本发明保护的范围。
[0018]请参阅图1、2,一种弱电电力负载过压保护电路,包括交流市电、降压整流模块、稳 压模块、过压检测模块和控制模块,所述交流市电进入降压整流模块的输入端,降压整流模 块将降压整流后的电压输出到稳压模块中,稳压模块的电压输出端连接电压检测模块,电 压检测模块通过控制模块连接负载。
[0019]作为本发明的优选方案:所述降压整流模块包括阻容降压电路、整流桥T和滤波电 容C3,所述稳压模块包括芯片IC1、二极管D1、电位器RP1和电容C1,所述过压检测模块包括 二极管D4、二极管D1、三极管VI和电阻R2,所述控制模块包括继电器K和电阻R5,所述阻容降 压电路由电阻R6和电容C4串联连接而成,其连接在220V交流市电和整流桥T的电压输入端 之间,整流桥T的电压输出端分别连接滤波电容C3和芯片IC1的引脚1,芯片IC1的引脚1还连 接二极管D1的阴极和电容C2,二极管D1的阳极连接继电器K、继电器K的触点K-1的动端、二 极管D2、二极管D4、电阻R1和芯片IC1的引脚3,电容C3的另一端连接电容C2的另一端和整流 桥T的接地端,芯片IC1的引脚2连接二极管D2的阳极、电阻R1的另一端、电容C1和电位器RP1 的一个固定端,电位器RP1的另一个固定端连接电容C1的另一端、电容C2的另一端、电阻R2、 电阻R4、二极管D3的阴极和3D打印机A,继电器K的另一端连接三极管VI的集电极,三极管VI 的基极连接二极管D3的阳极和电阻R3,三极管VI的发射极连接电阻R2的另一端,电阻R3的 另一端连接电阻R4的另一端和二极管D4的另一端,三极管VI的发射极连接电阻R2的另一 端,继电器K的触点K-1的不动端1连接电阻R5和3D打印机A的另一端,继电器K的触点K-1的 不动端2连接电阻R5的另一端。
[0020] 二极管D4为瞬态电压抑制二极管。二极管D3为发光二极管。芯片IC1的型号为 LM317。三极管VI的型号为9013。
[0021]本发明的工作原理是:图1是本发明的整体方框图,在图中,市电经过降压整流模 块、稳压模块和过压检测模块后给控制电路供电,控制电路用于控制负载的工作状态。
[0022]图2为本发明一种实施例的工作电路图,图中,220V市电经过阻容降压模块、整流 桥T、滤波电容C3后给电路供电,从整流桥T的电压输出端输出的电压高于过压临界值v时, 稳压管D4击穿导通,电流流经D4、R3、V1的b-e极、R2到地,形成三极管的基极电流;经三极管 放大了的集电极电流将流过继电器K,使其触点从不动端1接通不动端2。此时电压经过电阻 R5分压后给打印机A供电,防止A出现过压的情况,发光二极管D3除用做过压指示外,主要是 利用其正向导通压降来稳定三极管VI的基极电压,它同V1、R2等组成了恒流源,当输出电压 降到低于约V以下时,继电器K释放,K-1又接通不动端1。达到自动恢复的目的。
[0023]本发明弱电电力负载过压保护电路针对弱电电力负载的供电回路进行改进,其利 用电压取样电路结合继电器元件和方式,实现了对输出端的智能控制,遇到过压情况时自 动调节,不会切断供电回路,而是以增加分压电阻的方式降低流过负载的电压,相对于传统 的保险丝、空气断路器、压敏电阻等保护装置,具有智能程度高、性能稳定且不中断负载工 作的优点。
[0024]对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在 不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论 从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权 利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有 变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所渉及的权利女求。
[0025] 此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包 含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当 将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员 可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种弱电电力负载过压保护电路,包括交流市电、降压整流模块、稳压模块、过压检 测模块和控制模块,其特征在于,所述交流市电进入降压整流模块的输入端,降压整流模块 将降压整流后的电压输出到稳压模块中,稳压模块的电压输出端连接电压检测模块,电压 检测模块通过控制模块连接负载。
2. 根据权利要求1所述的一种弱电电力负载过压保护电路,其特征在于,所述降压整流 模块包括阻容降压电路、整流桥T和滤波电容C3,所述稳压模块包括芯片IC1、二极管D1、电 位器RP1和电容C1,所述过压检测模块包括二极管D4、二极管D1、三极管VI和电阻R2,所述控 制模块包括继电器K和电阻R5,所述阻容降压电路由电阻R6和电容C4串联连接而成,其连接 在220V交流市电和整流桥T的电压输入端之间,整流桥T的电压输出端分别连接滤波电容C3 和芯片IC1的引脚1,芯片IC1的引脚1还连接二极管D1的阴极和电容C2,二极管D1的阳极连 接继电器K、继电器K的触点K-1的动端、二极管D2、二极管D4、电阻R1和芯片IC1的引脚3,电 容C3的另一端连接电容C2的另一端和整流桥T的接地端,芯片IC1的引脚2连接二极管D2的 阳极、电阻R1的另一端、电容C1和电位器RP1的一个固定端,电位器RP1的另一个固定端连接 电容C1的另一端、电容C2的另一端、电阻R2、电阻R4、二极管D3的阴极和3D打印机A,继电器K 的另一端连接三极管VI的集电极,三极管VI的基极连接二极管D3的阳极和电阻R3,三极管 VI的发射极连接电阻R2的另一端,电阻R3的另一端连接电阻R4的另一端和二极管D4的另一 端,三极管VI的发射极连接电阻R2的另一端,继电器K的触点K-1的不动端1连接电阻R5和3D 打印机A的另一端,继电器K的触点K-1的不动端2连接电阻R5的另一端。
3. 根据权利要求2所述的一种弱电电力负载过压保护电路,其特征在于,所述二极管D4 为瞬态电压抑制二极管。
4. 根据权利要求2所述的一种弱电电力负载过压保护电路,其特征在于,所述二极管D3 为发光二极管。
5. 根据权利要求2所述的一种弱电电力负载过压保护电路,其特征在于,所述芯片IC1 的型号为LM317。
6. 根据权利要求2所述的一种弱电电力负载过压保护电路,其特征在于,所述三极管VI 的型号为9013。
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