CN1138327C - 智能单相全自动电位偏差保护器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能单相全自动电位偏差保护器，是由降压整流电路、稳压电路、直接取样电路、单片机处理电路、驱动电路、工作继电器组成；该保护器的电源分两路供电，一路经稳压后供给单片机，一路经整流供给驱动电路；取样部分采用直接取自于电网电压，经变换后供给单片机检测端；当电网电压偏差超过额定电压220±20%时则自动断开；当电网电压偏差恢复至额定电压220±7%时则自动接通。断电再次启动可延时接通电源。该保护器适用电压范围50V-1000V，控制功率可达8.8KW，是机电一体化的理想产品。

Description

智能单相全自动电位偏差保护器

本发明属于低压电气类，主要涉及电位偏差的保护装置。

现行的低压电气保护产品，主要有过流保护器(俗称空气开关)，漏电保护器，脱扣式过压保护器，该保护器在电网产生偏差时不能自动断开线路，或脱扣后不能自动接通线路。中国专利CN85204183，CN86201024，CN85205447，CN88211180，CN86205043，其装置的耐压峰值最高达400V，控制功率小于2KW，因此只能作为某一家用电器保护。中国专利CN90206304，CN91225547，虽然耐压可达1000V，可是控制功率小于5KW以下，取样精度低，适用温度窄(0℃-+75℃)。中国专利CN962476285，适用电压范围110V-1000V，控制负载功率7.2KW以下，动作时间不准确，延时时间离散性大，不能判定工作继电器是否可靠动作。根据以上不足本发明研制出一种智能单相全自动电位偏差保护器。

本发明的目的在于提供一种智能单向全自动电位偏差保护器，它是由降压整流电路、稳压电路、单片机处理电路、直接取样电路、驱动电路、工作继电器组成；该保护器具有耐压1000V，适用电压范围50V-1000V，控制负载功率可达8.8KW，适用温度范围宽(-55℃-+75℃)，动作时间准确，延时时间统一，能判定工作继电器是否可靠动作，能在电位偏差超过220±20％时，自动断开线路，在电位偏差恢复至220±7％以内，自动接通线路，停电后再启动，延时接通线路等特点，是一种安装方便的机电一体化产品。

本发明所述的智能单相全自动电位偏差保护器，由降压整流电路、稳压电路、直接取样电路、单片机处理电路、驱动电路、工作继电器组成；其核心是单片机处理电路由复位电路、取样检测电路、继电器动作检测电路组成；稳压电路由并联稳压电路和串联稳压电路共同组成，并联稳压电路连接在降压整流电路输出端，串联稳压电路连接在并联稳压电路后端，串联稳压电源供给单片机，整流电源供给驱动电路；取样电路由二极管、电阻串联组成，直接从电网获取电压供给单片机检测端；单片机处理器的功能由程序完成；单片机的复位电路由电阻R₉与电容C₄串联组成，在复位电路中电阻R₉与电容C₄的结点处连接于单片机检测端CPU5脚；继电器动作检测端CPU3脚接在继电器动作检测电路二极管D₁₁、电阻R₇、R₈串联的电阻R₇与R₈的结点处；取样电路由二极管D₅、电阻R₁、R₅串联，其首端A连接于降压电容C₁前端，其末端B连接于整流电路O端，在串联电路中电阻R₁与R₅的结点处连接于单片机检测端CPU2脚；稳压电路由并联稳压电路和串联稳压电路组成，其并联稳压电路由二极管D₆、电阻R₂、三极管Q₁、电阻R₃构成，其串联稳压电路由R₄、三极管Q₂、稳压二极管D₇构成；单片机的程序由初始化程序、延时程序、上偏差检测程序、下偏差检测程序、控制输出程序、继电器动作检测程序组成。

参见附图

图1为本发明框图

图2为本发明电路图

图3为本发明单片机工作原理图

以下结合附图进一步描述并给出实施例

本发明所述的智能型单相全自动电位偏差保护器，是由降压整流电路、稳压电路、直接取样电路、单片机处理电路、驱动电路、工作继电器组成；稳压电路由并联稳压电路和串联稳压电路共同组成，并联稳压电路由二极管D₆、电阻R₂、三极管Q₁、电阻R₃(功率为1W--5W)构成，主要是对整流输出电源进行钳位并且稳压，然后供给串联稳压电路，其串联稳压电路由R₄、三极管Q₂、稳压二极管D₇组成，主要是对并联输出电源进一步稳压，给单片机提供稳定的工作电源；取样电路是由二极管D₅、电阻R₁、电阻R₅串联组成，其电路首端A接在降压电容C₁前端，其电路末端B接在整流电路后端O，其电路中电阻R₁与电阻R₅间接在CPU2脚端，由电网直接获取取样电压供给单片机检测端；单片机处理电路由复位电路、取样检测电路、继电器动作检测电路、振荡电路组成；复位电路由CPU5脚端接在电阻R₉与电容C₄之间，启动时通过电阻R₉向电容C₄充电延时复位，保证程序的正常启动；取样检测电路由CPU2脚端接在电阻R₁与R₅之间，检测电网电压的变化；振荡电路由CPU1脚端接在R₆构成内部振荡电路；继电器动作检测电路由二极管D₁₁、电阻R₇、R₈串联组成，其电路二极管D₁₁前端接在JK后端，其电路末端接在整流电路后端O，经电阻R₇与R₈分压接在单片机的继电器动作检测端CPU3脚；单片机处理程序由初始化程序，延时程序，上偏差检测程序，下偏差检测程序，控制输出程序，继电器动作检测组成；为增加该保护器的抗干扰能力，可在整流电路前端降压电容后端，并联瞬态抑制器件，或在整流电路后端并联瞬态抑制器件。为防止雷击可在相线，中性线与地之间，并联避雷装置。为增加稳压电路的抗温性，可在D₇下端正向串联两个二极管。为改善稳压电路纹波系数，可在串联稳压电路后并联一个电解电容。为显示方便可在单片机程序里编入显示程序，同时在单片机相应I/O端接入显示驱动电路和显示器件，或在控制驱动电路后端接入发光二极管。在使用时，电网电压经电容C₁降压、二极管D₁-D₄桥式整流，电容C₂滤波，得到直流电压。通过由二极管D₆、电阻R₂、三极管Q₁、电阻R₃构成的并联稳压电路，对整流输出电源进行钳位并稳压，然后供给由电阻R₄、三极管Q₂、稳压二极管D₇的电路，作进一步稳压，提供给单片机，作为单片机的工作电源，由于功率的需要，该驱动电路的电源由整流端直接提供，由二极管D₅、电阻R₁、电阻R₅串联构成的取样电路，使电网电压的变化直接供给单片机检测端CPU2脚，该控制电路的功能，由单片机固化的程序完成，该程序完成的实验指标为：上偏差动作                           264V上偏差常压恢复动作                   230V下偏差动作                           176V下偏差常压恢复动作                   196V延时时间                             5分当电网电压上偏差为264V时，单片机的CPU4脚端为高电平，三极管Q₃饱和，继电器JK断开。当电网电压上偏差为230V时，单片机的CPU4脚端为低电平，三极管Q₃截止，继电器JK闭合。当电网电压下偏差为176V时，单片机的CPU4脚端为高电平，三极管Q₃饱和，继电器JK断开。当电网电压下偏差为210V时，单片机的CPU4脚端为低电平，三极管Q₃截止，继电器JK闭合。若停电后再来电，单片机的CPU4脚端为高电平，三极管Q₃饱和，继电器JK断开，5分钟后，单片机的CPU4脚端为低电平，三极管Q₃截止，继电器JK闭合。

Claims (5)

1、一种智能单相全自动电位偏差保护器，是由降压整流电路、稳压电路、单片机处理电路、直接取样电路、驱动电路、工作继电器组成；其特征在于，单片机处理电路由复位电路、取样检测电路、继电器动作检测电路组成，复位电路连接于单片机复位端脚(CPU5)、取样检测电路连接于单片机检测输入端脚(CPU2)、继电器动作检测电路连接于单片机检测输入端脚(CPU3)；单片机处理器的功能依次由初始化程序、延时程序、上偏差检测程序、下偏差检测程序、控制输出程序、继电器动作检测程序完成；稳压电路由并联稳压电路和串联稳压电路组成，并联稳压电路连接在降压整流电路输出端，串联稳压电路连接在并联稳压电路后端，串联稳压电源供给单片机，整流电源供给驱动电路；取样电路由二极管、电阻串联组成，直接从电网获取电压供给单片机检测端。

2、根据权利要求1所述的智能单相全自动电位偏差保护器，其特征在于，单片机的复位电路由电阻(R₉)与电容(C₄)串联组成，在复位电路中电阻(R₉)与电容(C₄)的结点处连接于单片机检测端脚(CPU5)。

3、根据权利要求1所述的智能单相全自动电位偏差保护器，其特征在于，继电器动作检测端脚(CPU3)接在继电器动作检测电路二极管(D₁₁)串联两个电阻(R₇与R₈串联)的两电阻(R₇与R₈)串联间的结点处。

4、根据权利要求1所述的智能单相全自动电位偏差保护器，其特征在于，取样电路由二极管(D₆)串联两个电阻(R₁与R₅串联)，其首端(A端)连接于降压电容(C₁)前端，其末端(B端)连接于整流电路另一端(O端)，在串联电路中两电阻(R₁与R₅)的结点处连接于单片机检测端脚(CPU2)。

5、根据权利要求1所述的智能单相全自动电位偏差保护器，其特征在于，稳压电路由并联稳压电路和串联稳压电路组成，其并联稳压电路由二极管(D₆)、三极管(Q₁)、电阻(R₂和R₃)构成，其串联稳压电路由电阻(R₄)、三极管(Q₂)、稳压二极管(D₇)构成。

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