CN107147072B - 漏电过流高温保护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种漏电过流高温保护电路，其包括：电源输入端、电源输出端、电路断开器件、主控芯片，电源输入端设置有漏电检测电路、电源输出端设置有负载过流检测电路，且该漏电检测电路和负载过流检测电路接入主控芯片；于所述的主控芯片上还连接有温度检测元件；所述的电路断开器件中的控制部接入主控芯片，主控芯片通过对漏电检测电路、负载过流检测电路和温度检测元件的监控，触发电路断开器件的断开与否。本发明中漏电检测电路、负载过流检测电路、高温保护电路均通过主控芯片进行检测，并根据预设的数值判断是否控制电路断开器件将回路断开，以确保用电安全。本发明的电路设计简单，并且具有多种检测功能，可以有效的防止用电安全隐患。

Description

漏电过流高温保护电路
技术领域：
本发明涉及保护电路技术领域，特指一种漏电过流高温保护电路，该保护电路可用于日常用电器、插座等产品中，以更好的确保用电安全。
背景技术：
为了保障用电安全，通常在电路中会增加各种保护电路。常见的保护电路有以下两种：
第一种为：漏电检测保护电路，这种漏电检测电路通常具有漏电保护继电器和漏电保护开关两种。其主要是检测回路中出现的漏电，从而切断回路。
第二种为：过流检测保护电路，其是针对回路中负载端的电流超过而定电流而进行保护的一种电路。当回路中的负载端出现电流过大(例如短路)的情况时，为了保护负载端的设备，同时为了防止回路因电流过大可能出现的火情，通过过流检测保护电路可以切断回路。
人们在日常生活中出现的因电路导致的火灾中，通常是因为回路中某一个负载端出现异常、电流突然增大时，主回路中的保护电路没有及时工作，切断回路造成的。这是因为过流保护器等设置在主回路中，其相应的承受的负载较大，所以当某一个负载端发生异常时，其产生的电路异常还不足以触发主回路中的保护电路，当触发时，事故已经发生，无法挽回。例如在日常生活中经常使用的插座、排插等器件，当同一个插座上连接的负载过多或者因其他情况，导致插座的负载增大，出现电流过高、发热的情况，但是，该插座上出现的异常还不足以触发主电源处的漏电保护、过流保护等器件，所以，此时如果不及时切断该插座的电源，就有可能引发火灾。
为了防止上述情况的发生，最好是在每个用电负载的输入端设置保护电路，例如在电源插座、排插等器件上设置相应的保护电路。虽然目前已经有许多同类产品已经进行了设置，但是其功能单一，并且电路设计复杂，并不能完全保障用电安全。同时，目前对用于电路中的过流保护装置，其反应时间较慢，例如目前的空气开关装置通常需要300秒左右的时间才能作出反应，并且其受环境因素影响较大，当其作出反应后，灾情可能已经发生。
故，本发明人经过不断的改进，提出以下技术方案，设计出一种可用于插座、排插等负载电源输出端器件上的漏电过流高温保护电路。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题就在于对现有技术方案进行进一步的改进，提供一种漏电过流高温保护电路。
为了解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案：该漏电过流高温保护电路包括：用于外部电源接入的电源输入端、用于负载供电的电源输出端以及设置在二者之间的电路断开器件，该保护电路还包括一主控芯片，所述的电源输入端设置有漏电检测电路、所述的电源输出端设置有负载过流检测电路，且该漏电检测电路和负载过流检测电路接入主控芯片；于所述的主控芯片上还连接有温度检测元件；所述的电路断开器件中的控制部接入主控芯片，主控芯片通过对漏电检测电路、负载过流检测电路和温度检测元件的监控，触发电路断开器件的断开与否。
进一步而言，上述技术方案中，所述的电源输入端与一降压整流稳压电路连接，所述的电路断开器件的控制部一端与降压整流稳压电路连接，另一端通过三极管接入主控芯片；所述的降压整流稳压电路通过一稳压元件后与主控芯片连接，为主控芯片供电。
进一步而言，上述技术方案中，所述的漏电检测电路与主控芯片连接，通过主控芯片内置的运算放大器对漏电检测电路的输入信号进行放大；负载过流检测电路与主控芯片连接，通过主控芯片内置的运算放大器对负载过流检测电路的输入信号进行放大。
进一步而言，上述技术方案中，所述的稳压元件输出端还连接有一抬压电路，该抬压电路由两组并联的二极管和电阻构成，并且两组并联的线路分别接入漏电检测电路与主控芯片之间、以及负载过流检测电路与主控芯片之间。
进一步而言，上述技术方案中，所述的温度检测元件与一电容并联后接入主控芯片上。
进一步而言，上述技术方案中，所述的温度检测元件采用的是负温度系数热敏电阻。
进一步而言，上述技术方案中，所述的主控芯片上还连接有信号指示灯。
进一步而言，上述技术方案中，所述的主控芯片上连接有待机电流是否断开选择开关。
进一步而言，上述技术方案中，所述的电源输入端与漏电检测电路之间还设置有保险管。
采用上述技术方案后，本发明对现有的保护电路进行进一步的改进，本发明的保护电路同时设置有保险丝、漏电检测电路、负载端的负载过流检测电路、以及高温保护电路，其中漏电检测电路、负载过流检测电路、高温保护电路均通过主控芯片进行检测，并根据预设的数值判断是否控制电路断开器件将回路断开，以确保用电安全。本发明的电路设计简单，并且具有多种检测功能，可以有效的防止用电安全隐患。另外，本发明通过温度检测元件直接检测负载端使用温度是否过高，当出现温度异常时，可以及时切断回路，从而避免可能出现的火灾。
附图说明：
图1是本发明的电路图；
具体实施方式：
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。
见图1所示，本发明为一种漏电过流高温保护电路，其可用于各种插座、排插、电器产品中，用于在漏电、过流、高温异常情况下及时切断回路，确保用电安全。
该保护电路包括：电源输入端1、漏电检测电路5、降压整流稳压电路21、电路断开器件4、负载保护电路5和电源输出端3。该保护电路还包括一主控芯片2，该漏电检测电路5和负载过流检测电路6接入主控芯片2；于所述的主控芯片2上还连接有温度检测元件7。
下面对本发明进行详细的说明，作为外部电源的市电通过电源输入端1的零线和火线向本保护电路输入交流电，其中在火线上串联有一个保险丝F1。漏电检测电路5设置在电源输入端1，其中该漏电检测电路5中的磁环CT1同时穿过电源输入端1的零线和火线。当回路中没有漏电发生时，零线和火线的电流矢量和理论上应当等于零，所以通过检测磁环CT1线圈两端的感应电压就可以检测回路是否发生漏电。该漏电检测电路5的两个输出端OPA1P、OPA1N接入主控芯片2上，以检测该漏电保护器的感应电压数值，从而判断回路是否发生漏电。本实施例中，当漏电检测电路5中的检测电流小于4.2mA时，认为没有发生漏电。当漏电检测电路5中的检测电流大于5.8mA时，认为发生漏电。
所述的电源输入端1的零线和火线穿过漏电检测电路5的磁环CT1后，将与一降压整流稳压电路21连接，该降压整流稳压电路21包括：设置在零线和火线之间的压敏电阻MC1，用于降压的并联的电容MC2和电阻R4、用于整流的二极管D4，以及一个稳压二极管ZD1。其中压敏电阻MC1用于防止电源输入端1的出现的电流浪涌，稳压管ZD1用于向后续的电路输出稳定12V直流电压。该输出的12V电流一路直接与电路断开器件4的控制部41连接，用于为电路断开器件4供电。输出的12V电流另一端与一稳压元件24连接，通过稳压元件24将电压降至5V后为主控芯片2供电。
本发明中的电路断开器件4可采用继电器开关，其控制部41通过三极管22(Q1)与主控芯片2的第8引脚连接，通过主控芯片2控制三极管Q1来触发控制部41，从而控制连接在零线和火线上的开关部42断开或闭合。
用于负载供电的电源输出端3设置有一检测负载的负载过流检测电路6，该负载过流检测电路6的磁环穿过零线，然后两个输出端接入主控芯片2上。本实施例中，负载过流检测电路6中的检测电流预设的数值为12A-12.5A。当检测电流小于该数值，认为负载电流正常，当超过该数值，认为负载电流过高，主控芯片2将控制电路断开器件部42断开。
主控芯片2采用型号为HT45F23的控制芯片，其内部集成有放大器。漏电检测电路5与主控芯片2之间设置有一滤波整流电路，该滤波整流电路主要由电容C4、二极管D7、D8、以及限流电阻R12、R13构成，然后漏电检测电路5的两个输出端OPA1P、OPA1N接入主控芯片2的第14、15引脚。该漏电检测电路5输出的信号进入主控芯片2后，通过主控芯片2内集成的放大器201放大，并通过主控芯片2的第13引脚反馈。
负载过流检测电路6与主控芯片2之间设置滤波电路，其主要有电容C5和电阻R20构成，然后过流检测电路6的两个输出端接入主控芯片2的第11、12引脚，该负载过流检测电路6输出的信号进入主控芯片2后，通过主控芯片2内集成的放大器202放大，并通过主控芯片2的第10引脚反馈。
由于主控芯片2检测的漏电检测电路5和负载过流检测电路6信号为正玄波，在检测过程中将消掉波峰和波谷，所以为了准确检测漏电检测电路5和过流检测电路6信号需要对其电压进行抬高。故，本在稳压元件24将连接一抬压电路23通过抬压电路23将漏电检测电路5和过流检测电路6输出端电压抬高。该抬压电路23由两组并联的二极管D5、D6和电阻R15、R16构成，并且两组并联的线路分别接入漏电检测电路5与主控芯片2之间、以及负载过流检测电路6与主控芯片2之间。
另外，为了进一步确保用电安全，于所述的主控芯片2上还连接有温度检测元件7。所述的温度检测元件7与一电容C3并联后接入主控芯片2上。所述的温度检测元件7采用的是负温度系数热敏电阻。在实际使用时，可将该温度检测元件7紧贴在电源输出端3上的金属端子上，从而准确检测负载是否出现电流过大而出现温度升高的情况。当温度发生变化，电容C3的电压也将发生变化，主控芯片2将根据电压的变化判断是否负载端的工作温度是否过高，作出是否通过电路断开器件4将回路断开。本发明通过温度检测元件7直接检测负载端的工作温度，从而可以及时获知负载端温度变化。当温度出现异常可以及时切断回路。而现有产品中，由于环境温度检测元件一般设置在原理负载端的主电源处，所以无法及时获知每个负载端的工作温度，温度检测元件触发时，火灾通常已经发生，此时再切断回路已经太晚，而本发明由于直接对负载进行保护，及时检测负载端温度，所以可以及时处理，防止火灾的发生。
另外，为了进一步确保用电安全以及降低负载的能耗，所述的主控芯片2上连接有待机电流是否断开选择开关8，通过该待机电流是否断开选择开关8。如果选择在待机状态下断开回路时，当负载电流很小，并且持续一定时间后(例如持续20-30分钟)，此时，主控芯片判断负载处于待机状态，则主控芯片2将驱动电路断开器件4断开回路，从而令负载在待机状态下，回路不会对负载进行供电，从而降低能耗，同时还能防止可能出现的用电隐患。
为了便于使用者直接观察，所述的主控芯片2上还连接有信号指示灯。该信号指示灯包括：分别连接在主控芯片2的第4、5、6、7引脚上的高温指示灯、漏电指示灯、过流指示灯、待机电流指示灯。这些指示灯将分别用于显示该保护电路的当前状态。
本发明同时设置有保险丝F1、漏电检测电路5、负载端的过流检测电路6、以及高温保护电路，其中漏电检测电路、过流检测电路、高温保护电路均通过主控芯片2进行检测，并根据预设的数值判断是否控制电路断开器件4将回路断开，以确保用电安全。本发明的电路设计简单，并且具有多种检测功能，可广泛用于各种插座、排插上，对负载进行保护，防止用电隐患的出现。
当然，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并非来限制本发明实施范围，凡依本发明申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (6)

1.漏电过流高温保护电路，包括：用于外部电源接入的电源输入端(1)、用于负载供电的电源输出端(3)以及设置在二者之间的电路断开器件(4)，其特征在于：
该保护电路还包括一主控芯片(2)，所述的电源输入端(1)设置有漏电检测电路(5)、所述的电源输出端(3)设置有负载过流检测电路(6)，且该漏电检测电路(5)和负载过流检测电路(6)接入主控芯片(2)；
于所述的主控芯片(2)上还连接有温度检测元件(7)；
所述的电路断开器件(4)中的控制部(41)接入主控芯片(2)，主控芯片(2)通过对漏电检测电路(5)、负载过流检测电路(6)和温度检测元件(7)的监控，触发电路断开器件(4)的断开与否；
所述的电源输入端(1)与一降压整流稳压电路(21)连接，所述的电路断开器件(4)的控制部(41)一端与降压整流稳压电路(21)连接，另一端通过三极管(22)接入主控芯片(2)；所述的降压整流稳压电路(21)通过一稳压元件(24)后与主控芯片(2)连接，为主控芯片(2)供电；
所述的漏电检测电路(5)与主控芯片(2)连接，通过主控芯片(2)内置的运算放大器(201)对漏电检测电路(5)的输入信号进行放大；负载过流检测电路(6)与主控芯片(2)连接，通过主控芯片(2)内置的运算放大器(202)对负载过流检测电路(6)的输入信号进行放大；
所述的稳压元件(24)输出端还连接有一抬压电路(23)，该抬压电路(23)由两组并联的二极管和电阻构成，并且两组并联的线路分别接入漏电检测电路(5)与主控芯片(2)之间、以及负载过流检测电路(6)与主控芯片(2)之间。
2.根据权利要求1所述的漏电过流高温保护电路，其特征在于：所述的温度检测元件(7)与一电容并联后接入主控芯片(2)上。
3.根据权利要求2所述的漏电过流高温保护电路，其特征在于：所述的温度检测元件(7)采用的是负温度系数热敏电阻。
4.根据权利要求2所述的漏电过流高温保护电路，其特征在于：所述的主控芯片(2)上还连接有信号指示灯。
5.根据权利要求2所述的漏电过流高温保护电路，其特征在于：所述的主控芯片(2)上连接有待机电流是否断开选择开关(8)。
6.根据权利要求2所述的漏电过流高温保护电路，其特征在于：所述的电源输入端(1)与漏电检测电路(5)之间还设置有保险管。
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