CN111416323A - 一种带漏电保护的自恢复式过欠压保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带漏电保护的自恢复式过欠压保护电路，包括有主线输入端、漏电信号处理部分、漏电动作保护部分、漏电定期手动测试部分、互感器以及过欠压处理模块；主线输入端的电流差值经漏电信号处理部分进行处理在达到漏电保护要求后，控制漏电动作保护部分进行切断电源的保护动作；过欠压处理模块包括有过欠压电源处理部分、过欠压信号处理部分、模数A/D转换和电压信号处理部分、继电器控制部分以及指示部分。同时具备了漏电保护和过欠压保护功能，整合于一个脱扣器产品中，主电路在漏电后，控制漏电动作保护部分进行切断电源，过欠压处理模块在电源电压过高或过低，及时切断电源供给，待电压恢复正常范围内并延时后重新接通电源。

Description

一种带漏电保护的自恢复式过欠压保护电路

技术领域

本发明涉及漏电保护技术领域，具体是一种带漏电保护的自恢复式过欠压保护电路。

背景技术

漏电是电气系统的不同带电体之间及带电体与正常不带电的外露可导电部分之间，因绝缘损坏而出现传导性泄漏电流的一种非正常现象或故障。漏电作为一种故障，不仅对用电系统本身的安全运行具有很大的危害，尤其是对于使用用电系统的人和财产具有更大的潜在危害。

此外，各类用电设备都有不同的额定电压和允许的电压波动范围，而电气设备要在额定电压下工作才是最佳的状态。但日常生活中有时会遇到高压或低压现象，电压高出额定电压叫做过压，低于额定电压叫做欠压。而过压及欠压对用电设备造成的危害，主要表现在器件因承受的电压及电流应力超出正常使用的范围而损坏，同时因电气性能指标被破坏而不能满足要求。许多电子仪器或家电设备，在高压的情况下运行时将可能被烧毁，而在低压下工作时又会影响使用寿命。目前脱扣器的保护电路，都无法实现两极漏电带过欠压的保护，使用场合很大程度上受到限制。

发明内容

本发明的目的：为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种带漏电保护的自恢复式过欠压保护电路。

本发明的技术方案：包括有主线输入端、漏电信号处理部分、漏电动作保护部分、漏电定期手动测试部分、互感器以及过欠压处理模块，所述主线输入端穿过互感器且分别与漏电定期手动测试部分、过欠压处理模块相连，所述漏电定期手动测试部分与漏电动作保护部分相连，所述漏电动作保护部分与漏电信号处理部分相连；所述主线输入端的电流差值经漏电信号处理部分进行处理在达到漏电保护要求后，控制漏电动作保护部分进行切断电源的保护动作；所述过欠压处理模块包括有过欠压电源处理部分、过欠压信号处理部分、模数A/D转换和电压信号处理部分、继电器控制部分以及指示部分，所述过欠压电源处理部分连接主线输入端。

采用上述技术方案，同时具备了漏电保护和过欠压保护功能，整合于一个脱扣器产品中，减少了生产成本，使用范围扩大；主电路在漏电后，控制漏电动作保护部分进行切断电源，过欠压处理模块在电源电压过高或过低，及时切断电源供给，待电压恢复正常范围内并延时后重新接通电源。

进一步的：漏电定期手动测试部分包括有测试按钮开关以及电阻R1，所述测试按钮开关的一端连接穿过互感器的主线输入端火线，另一端穿过互感器并连接电阻R1，电阻R1另一端与穿过互感器的主线输入端零线相连。当按下测试按钮开关后会模拟一次漏电动作，使产品起到能手动检验产品的漏电保护功能。

再进一步的：漏电动作保护部分包括有动作线圈、二极管D1、可控硅UT、电容C1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5，其中动作线圈一端接到测试按钮与主线输入端火线的公共端上，另一端接到二极管D1的阳极上，二极管D1的阴极接到可控硅UT的阳极，可控硅UT的阴极接数字地，可控硅UT的控制极连接电容C1的一端，电容C1的另一端接数字地，电阻R2的一端与二极管D1和可控硅UT的公共端连接，另一端连接电阻R3，电阻R4的一端与二极管D1和可控硅UT的公共端连接，另一端连接电阻R5。当火线与零线流过的电流不一致，产生电流差值时，将产生的电流差值经漏电信号处理部分处理达到漏电保护要求时，将带动主电路的机构切断电源。

再更进一步的：漏电信号处理部分包括有芯片U1、电容C2、电容C3、电容C4、感应线圈、电阻R8、电阻R9、二极管D2、电阻R6、电阻R7以及电容C5，其中电容C2、电容C3、电容C4分别接到芯片U1的八脚、六脚、五脚且上述三者电容均连接至数字地，芯片U1的三脚、四脚连接至电容C4和数字地的公共端上，电阻R3、电阻R5分别连接至电容C2和芯片U1的八脚的公共端上，芯片U1的七脚连接至电容C1与可控硅UT的公共端上，芯片U1的一脚和二脚连接至电容C5的两端，电容C5和芯片U1的一脚之间的公共端连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接二极管D2的阴极，电容C5和芯片U1的二脚之间的公共端连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接二极管D2的阳极，感应线圈、电阻R8、电阻R9分别并联在电阻R7和二极管D2之间与电阻R7和二极管D2之间的公共端上。产生的电流差值由感应线圈、电阻R8、电阻R9、二极管D2、电阻R6、电阻R7以及电容C5进行信号处理后送入U1芯片进行处理，再由芯片U1、电容C2、电容C3、电容C4配合对漏电信号进行处理后，判断是否达到漏电保护要求，最后交由漏电动作保护部分做出是否切电的工作

再更进一步的：过欠压电源处理部分按顺序连接包括有一次防浪涌保护单元、阻容降压电路单元、全波整流单元、二次防浪涌保护单元以及电源稳压处理单元，所述一次防浪涌保护单元与主线输入端连接，所述过欠压信号处理部分连接于一次防浪涌保护单元上。

再更进一步的：采用了两次的浪涌保护以及阻容降压电路单元进线降压，转换效率提高明显，自身抗干扰性强，电压范围宽。

附图说明

图1为本发明具体实施例的电路图；

其中，主线输入端1，漏电信号处理部分2，漏电动作保护部分3，漏电定期手动测试部分4，过欠压处理模块5，互感器6，过欠压电源处理部分51，过欠压信号处理部分52，模数A/D转换和电压信号处理部53分，，指示部分54。

具体实施方式

如图1所示的一种带漏电保护的自恢复式过欠压保护电路，包括有主线输入端1、漏电信号处理部分2、漏电动作保护部分3、漏电定期手动测试部分4、互感器6以及过欠压处理模块5，主线输入端1穿过互感器6且分别与漏电定期手动测试部分4、过欠压处理模块5相连，漏电定期手动测试部分4与漏电动作保护部分3相连，漏电动作保护部分3与漏电信号处理部分2相连；过欠压处理模块5包括有过欠压电源处理部分51、过欠压信号处理部分52、模数A/D转换和电压信号处理部53分、继电器控制部分以及指示部分54，过欠压电源处理部分51连接主线输入端1。当主线输入端1漏电而产生电流差值时，经漏电信号处理部分2进行处理在达到漏电保护要求后，控制漏电动作保护部分3进行切断电源的保护动作。当主线输入端1有过压或欠压时，由过欠压电源处理部分51和过欠压信号处理部分52处理，以及模数A/D转换和电压信号处理部53分进行信号分析，控制继电器控制部分动作行为。同时具备了漏电保护和过欠压保护功能，保护范围更广，保护电路免受过欠压的电源的冲击伤害，电路保护更安全可靠。

漏电定期手动测试部分4包括有测试按钮开关以及电阻R1，测试按钮开关的一端连接穿过互感器6的主线输入端1火线，另一端穿过互感器6并连接电阻R1，电阻R1另一端与穿过互感器6的主线输入端1零线相连。当按下测试按钮开关后会模拟一次漏电动作，使产品起到能手动检验产品的漏电保护功能。

漏电动作保护部分3包括有动作线圈、二极管D1、可控硅UT、电容C1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5，其中动作线圈一端接到测试按钮与主线输入端1火线的公共端上，另一端接到二极管D1的阳极上，二极管D1的阴极接到可控硅UT的阳极，可控硅UT的阴极接数字地，可控硅UT的控制极连接电容C1的一端，电容C1的另一端接数字地，电阻R2的一端与二极管D1和可控硅UT的公共端连接，另一端连接电阻R3，电阻R4的一端与二极管D1和可控硅UT的公共端连接，另一端连接电阻R5。漏电信号处理部分2包括有芯片U1、电容C2、电容C3、电容C4、感应线圈、电阻R8、电阻R9、二极管D2、电阻R6、电阻R7以及电容C5，其中电容C2、电容C3、电容C4分别接到芯片U1的八脚、六脚、五脚且上述三者电容均连接至数字地，芯片U1的三脚、四脚连接至电容C4和数字地的公共端上，电阻R3、电阻R5分别连接至电容C2和芯片U1的八脚的公共端上，芯片U1的七脚连接至电容C1与可控硅UT的公共端上，芯片U1的一脚和二脚连接至电容C5的两端，电容C5和芯片U1的一脚之间的公共端连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接二极管D2的阴极，电容C5和芯片U1的二脚之间的公共端连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接二极管D2的阳极，感应线圈、电阻R8、电阻R9分别并联在电阻R7和二极管D2之间与电阻R7和二极管D2之间的公共端上。当主线输入端1电路漏电时，火线与零线流过的电流会不一致，从而产生电流差值，产生的电流差值由感应线圈、电阻R8、电阻R9、二极管D2、电阻R6、电阻R7以及电容C5进行信号处理后送入U1芯片进行处理，再由芯片U1、电容C2、电容C3、电容C4配合对漏电信号进行处理后，达到漏电保护要求时，将由动作线圈、二极管D1、可控硅UT、电容C1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5带动主电路的机构切断电源。

过欠压电源处理部分51按以下顺序连接，其包括有一次防浪涌保护单元、阻容降压电路单元、全波整流单元、二次防浪涌保护单元以及电源稳压处理单元，一次防浪涌保护单元与主线输入端1连接，过欠压信号处理部分52连接于一次防浪涌保护单元上。一次防浪涌保护单元由压敏电阻RV1、电阻R10组成，压敏电阻RV1连接火线与零线以用于浪涌防护。阻容降压电路单元包括有电容C6、电阻R11、电阻R12，用于阻容降压。全波整流单元由二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6进行全波整流。二次防浪涌保护单元由二极管D7、电解电容E1进行二次防浪涌保护。由二极管D8、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电解电容E2、芯片U3组成电源稳压处理单元。

过欠压信号处理部分52由电阻R18、电阻R19、电阻R20、二极管D9、二极管D10、电阻R21、电容C7、电解电容E3组成，电阻R18、电阻R19起到信号的降压作用，由二极管D9进行半波整流，电阻R20进行信号分压，由二极管D10、电阻R21、电容C7、电解电容E3进行信号电压的二次滤波及稳定，使信号的波动减小，方便主芯片进行A/D信号的处理。

模数A/D转换和电压信号处理部53分包括有模数转换芯片U2，模数转换芯片U2进行信号分析。模数转换芯片U2有稳定的电源电压后便进行工作状态，从A/D口取得电源主信便进行信号分析，经计算零线与火线之间电压大于270VAC+/-5VAC或小于170VAC+/-5VAC时保护器进行保护，继电器处于吸合状态，当电压恢复到240VAC+/5VAC至190VAC+/-5VAC之当，便会进行入延时状态，延时结束后释放继电器进入正常状态。

继电器控制部分由常闭继电器进行控制，当电源电压处于保护范围之外，则继电器吸合，切断主电路；处于正常工作状态则继电器释放，闭合主电路，起到节能降耗的作用。

指示部分54根由电阻R22、灯LED1、电阻R23、灯LED2元件组成。电阻R22及灯LED1指示灯发出绿光，当主电路通电，则绿灯亮；电阻R23、灯LED2指示灯为红灯，当主电路电压处于保护电压之外，则红灯亮。

Claims (5)

1.一种带漏电保护的自恢复式过欠压保护电路，包括有主线输入端，其特征在于：还包括有漏电信号处理部分、漏电动作保护部分、漏电定期手动测试部分、互感器以及过欠压处理模块，所述主线输入端穿过互感器且分别与漏电定期手动测试部分、过欠压处理模块相连，所述漏电定期手动测试部分与漏电动作保护部分相连，所述漏电动作保护部分与漏电信号处理部分相连；所述主线输入端的电流差值经漏电信号处理部分进行处理在达到漏电保护要求后，控制漏电动作保护部分进行切断电源的保护动作；所述过欠压处理模块包括有过欠压电源处理部分、过欠压信号处理部分、模数A/D转换和电压信号处理部分、继电器控制部分以及指示部分，所述过欠压电源处理部分连接主线输入端。

2.根据权利要求1所述的带漏电保护的自恢复式过欠压保护电路，其特征在于：所述漏电定期手动测试部分包括有测试按钮开关以及电阻R1，所述测试按钮开关的一端连接穿过互感器的主线输入端火线，另一端穿过互感器并连接电阻R1，电阻R1另一端与穿过互感器的主线输入端零线相连。

3.根据权利要求2所述的带漏电保护的自恢复式过欠压保护电路，其特征在于：所述漏电动作保护部分包括有动作线圈、二极管D1、可控硅UT、电容C1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5，其中动作线圈一端接到测试按钮与主线输入端火线的公共端上，另一端接到二极管D1的阳极上，二极管D1的阴极接到可控硅UT的阳极，可控硅UT的阴极接数字地，可控硅UT的控制极连接电容C1的一端，电容C1的另一端接数字地，电阻R2的一端与二极管D1和可控硅UT的公共端连接，另一端连接电阻R3，电阻R4的一端与二极管D1和可控硅UT的公共端连接，另一端连接电阻R5。

4.根据权利要求3所述的带漏电保护的自恢复式过欠压保护电路，其特征在于：所述漏电信号处理部分包括有芯片U1、电容C2、电容C3、电容C4、感应线圈、电阻R8、电阻R9、二极管D2、电阻R6、电阻R7以及电容C5，其中电容C2、电容C3、电容C4分别接到芯片U1的八脚、六脚、五脚且上述三者电容均连接至数字地，芯片U1的三脚、四脚连接至电容C4和数字地的公共端上，电阻R3、电阻R5分别连接至电容C2和芯片U1的八脚的公共端上，芯片U1的七脚连接至电容C1与可控硅UT的公共端上，芯片U1的一脚和二脚连接至电容C5的两端，电容C5和芯片U1的一脚之间的公共端连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接二极管D2的阴极，电容C5和芯片U1的二脚之间的公共端连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接二极管D2的阳极，感应线圈、电阻R8、电阻R9分别并联在电阻R7和二极管D2之间与电阻R7和二极管D2之间的公共端上。

5.根据权利要求1或4所述的带漏电保护的自恢复式过欠压保护电路，其特征在于：所述过欠压电源处理部分按顺序连接包括有一次防浪涌保护单元、阻容降压电路单元、全波整流单元、二次防浪涌保护单元以及电源稳压处理单元，所述一次防浪涌保护单元与主线输入端连接，所述过欠压信号处理部分连接于一次防浪涌保护单元上。

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