CN116581726B - 一种智能型断电控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能型断电控制电路，涉及断电保护领域，该智能型断电控制电路包括：供电模块，用于通过火线和零线供给交流电；总体断电保护模块，用于工作时，在总体设备上电后延时控制断电；通过开关控制是否工作；应急断电保护模块，用于检测总体设备上的电路电压，电压超出阈值时，接地泄流；与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设置总体断电保护模块，模块启动工作后，在用电总闸多次弹开、闭合时，能有效抑制过电压出现；设置有应急断电保护模块，能够在忘记启动总体断电保护模块时，应急保护电路；设置单个断电保护模块，能够在手动控制单个设备弹开、闭合时，反向电动势电压不会达到过电压。

Description

一种智能型断电控制电路

技术领域

本发明涉及断电保护领域，具体是一种智能型断电控制电路。

背景技术

供电线路中母线起到分配电能的作用，如果系统中出现过电压或者欠电压，母线就会把这种作用分配和传递给所有用电负载。例如某大功率负载起动时，我们会发现家里的照明灯会闪烁一下。其原因就是大功率负载起动造成瞬态低电压，而低电压又被母线传递给照明回路所致。

在配电网中以感性负载居多，例如电机、变压器等等都是。电冰箱、空调等较大功率的家用电器，都是感性负载。感性负载具有一个重要特征，就是它会产生反向电动势。当感性负载突然断电后，随着它电流的迅速减小，它会产生反向电动势电压，并且电流改变量越大，反向电动势电压就越高(超出正常电压即为过电压)。因此，突然断电后，系统中所有感性负载同时产生过电压，并通过母线传送到全系统正处于运行态的所有负载上。

对于用电设备故障时，往往会通过多次通断电来检测故障区域(例如，卧室供电异常，进行线路排查，用电总闸多次弹开、闭合，会导致大厅、厨房等区域的电器也多次启动关闭)，造成电器反复开关，过电压多次出现，损害电器，需要改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能型断电控制电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种智能型断电控制电路，包括：

供电模块，用于通过火线和零线供给交流电；

总体断电保护模块，用于工作时，在总体设备上电后延时控制断电；通过开关控制是否工作；

应急断电保护模块，用于检测总体设备上的电路电压，电压超出阈值时，接地泄流；

单个断电保护模块，用于在单个设备断电时，阶段式断电；

单个断电保护模块包括：

单负载工作电路，用于单个设备工作；

低功率工作电路，用于单负载工作电路断开后，单个设备低于额定功率工作；

延时驱动电路，用于单负载工作电路断开延时后，驱动断电控制电路工作；

断电控制电路，用于工作时断开低功率工作电路的回路；

供电模块的输出端连接总体断电保护模块的输入端、应急断电保护模块的输入端、单个断电保护模块的输入端；

单负载工作电路的输出端连接低功率工作电路的第一输入端、延时驱动电路的输入端，延时驱动电路的输出端连接断电控制电路的输入端，断电控制电路的输出端连接低功率工作电路的第二输入端。

作为本发明再进一步的方案：总体断电保护模块包括总体设备、第一开关、第三开关、第一电阻、第二电阻、第一电位器、第七MOS管、第一二极管、第一电容，总体设备的一端连接火线，总体设备的另一端连接第二电阻的一端、第一开关的一端，第一开关的另一端连接第三开关的一端、零线，第二电阻的另一端连接第七MOS管的D极，第七MOS管的S极接地，第七MOS管的G极连接第一二极管的正极，第一二极管的负极连接第一电容的一端、第一电位器的一端，第一电容的另一端接地，第一电位器的另一端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接第三开关的另一端。

作为本发明再进一步的方案：应急断电保护模块包括总体设备、第三电阻、第一MOS管、第四电阻、第二二极管、第二电容、第一开关，总体设备的一端连接火线，总体设备的另一端连接第三电阻的一端、第四电阻的一端、第一开关的一端，第一开关的另一端连接零线，第三电阻的另一端连接第一MOS管的D极，第一MOS管的S极接地，第一MOS管的G极连接第二二极管的正极、第二电容的一端，第二电容的另一端接地，第二二极管的负极连接第四电阻的另一端。

作为本发明再进一步的方案：单负载工作电路包括单个设备、第三二极管、第二开关，单个设备的一端连接火线，单个设备的另一端连接第三二极管的正极、第二开关的一端，第二开关的另一端连接零线，第三二极管的负极连接低功率工作电路的第一输入端、延时驱动电路的输入端。

作为本发明再进一步的方案：低功率工作电路包括第七电阻、第五MOS管、第六MOS管，第七电阻的一端连接单负载工作电路的输出端、第五MOS管的D极，第七电阻的另一端连接第五MOS管的G极，第五MOS管的S极连接第六MOS管的S极，第六MOS管的G极连接断电控制电路的输出端，第六MOS管的D极连接零线。

作为本发明再进一步的方案：延时驱动电路包括第五电阻、第三电容、第四二极管、第二三极管、第三三极管、第八电阻，第五电阻的一端连接单负载工作电路的输出端，第五电阻的另一端连接第四二极管的负极、第二三极管的发射极、第三电容的一端，第三电容的另一端连接零线，第四二极管的正极连接第二三极管的集电极、第三三极管的基极、第八电阻的一端，第二三极管的基极连接第三三极管的集电极，第三三极管的发射极连接第八电阻的另一端、断电控制电路的输入端。

作为本发明再进一步的方案：断电控制电路包括第六电阻、第九电阻、第十电阻、第四三极管，第六电阻的一端连接单负载工作电路的输出端，第六电阻的另一端连接第四三极管的集电极，第四三极管的基极连接第九电阻的一端、第十电阻的一端，第九电阻的另一端连接延时驱动电路的输出端，第十电阻的另一端连接零线，第四三极管的发射极连接低功率工作电路的第二输入端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设置总体断电保护模块，模块启动工作后，在用电总闸多次弹开、闭合时，能有效抑制过电压出现；设置有应急断电保护模块，能够在忘记启动总体断电保护模块时，应急保护电路；设置单个断电保护模块，能够在手动控制单个设备弹开、闭合时，反向电动势电压不会达到过电压。

附图说明

图1为一种智能型断电控制电路的原理图。

图2为单个断电保护模块的原理图。

图3为总体断电保护模块的电路图。

图4为应急断电保护模块的电路图。

图5为单个断电保护模块的电路图。

具体实施方式

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。

请参阅图1和图2，一种智能型断电控制电路，包括：

供电模块1，用于通过火线L和零线N供给交流电；

总体断电保护模块2，用于工作时，在总体设备X1上电后延时控制断电；通过开关控制是否工作；

应急断电保护模块3，用于检测总体设备X1上的电路电压，电压超出阈值时，接地泄流；

单个断电保护模块4，用于在单个设备X2断电时，阶段式断电；

单个断电保护模块4包括：

单负载工作电路41，用于单个设备X2工作；

低功率工作电路42，用于单负载工作电路41断开后，单个设备X2低于额定功率工作；

延时驱动电路43，用于单负载工作电路41断开延时后，驱动断电控制电路44工作；

断电控制电路44，用于工作时断开低功率工作电路42的回路；

供电模块1的输出端连接总体断电保护模块2的输入端、应急断电保护模块3的输入端、单个断电保护模块4的输入端；

单负载工作电路41的输出端连接低功率工作电路42的第一输入端、延时驱动电路43的输入端，延时驱动电路43的输出端连接断电控制电路44的输入端，断电控制电路44的输出端连接低功率工作电路42的第二输入端。

在具体实施例中：请参阅图3、图4、图5，供电模块1包括火线L和零线N，通过引入火线L和零线N供给常用的家庭电压。

在本实施例中：请参阅图3，总体断电保护模块2包括总体设备X1、第一开关S1、第三开关S3、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电位器RP1、第七MOS管V7、第一二极管D1、第一电容C1，总体设备X1的一端连接火线L，总体设备X1的另一端连接第二电阻R2的一端、第一开关S1的一端，第一开关S1的另一端连接第三开关S3的一端、零线N，第二电阻R2的另一端连接第七MOS管V7的D极，第七MOS管V7的S极接地，第七MOS管V7的G极连接第一二极管D1的正极，第一二极管D1的负极连接第一电容C1的一端、第一电位器RP1的一端，第一电容C1的另一端接地，第一电位器RP1的另一端连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端连接第三开关S3的另一端。

第三开关S3常开，用电设备故障时，用电总闸(对应第一开关S1)需要多次弹开、闭合时，闭合第三开关S3，这时第一电阻R1、第一电位器RP1、第一电容C1构成一个延时电路，在第一开关S1闭合时，延时电路启动，随着第一电容C1充电电压达到阈值，第一二极管D1(稳压二极管)导通，为第七MOS管V7通过高电平，第七MOS管V7导通，电路通过第二电阻R2、第七MOS管V7接地泄流，该延时时间用于检测用电设备故障区域是否恢复正常，故障区域修复完毕，则该区域用电设备在延时时间内显示正常；故障区域未修复完毕，延时时间内该区域用电设备依旧异常；需要重新断开第一开关S1，再次检修，而由于延时时间结束后，电路就提供第二电阻R2、第七MOS管V7接地泄流，且第一开关S1断开后，第一电容C1的存储电能依旧可以支持第七MOS管V7导通一段时间，因此，能有效抑制过电压出现。每次检修时闭合第三开关S3，检修结束后断开第三开关S3。

在另一个实施例中：可以在第七MOS管V7的S极处设置一个发光二极管，在延时时间达到后，第七MOS管V7导通，发光二极管发光指示延时时间已达到，可以起到指示作用，避免使用者在延时时间尚未达到的时候就断开第一开关S1，造成无法抑制过电压的产生。

在本实施例中：请参阅图4，应急断电保护模块3包括总体设备X1、第三电阻R3、第一MOS管V1、第四电阻R4、第二二极管D2、第二电容C2、第一开关S1，总体设备X1的一端连接火线L，总体设备X1的另一端连接第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端、第一开关S1的一端，第一开关S1的另一端连接零线N，第三电阻R3的另一端连接第一MOS管V1的D极，第一MOS管V1的S极接地，第一MOS管V1的G极连接第二二极管D2的正极、第二电容C2的一端，第二电容C2的另一端接地，第二二极管D2的负极连接第四电阻R4的另一端。

使用者使用的时候，会出现忘记启动总体断电保护模块2的情况，这时，在断开第一开关S1时，产生的过电压经过第三电阻R3降压后会击穿第二二极管D2(稳压二极管)，使得第一MOS管V1导通，接地泄流；此种保护只能作为备用保护，总体断电保护模块2在断电之前就接地泄流，能避免过电压的产生；应急断电保护模块3在断电之后才会接地泄流，过电压依旧会造成对总体设备X1的损害，只不过应急断电保护模块3能够快速的泄流，减少损害的时间。

在另一个实施例中：可以将第四电阻R4换成电位器，以此来设置过电压的触发大小。

在本实施例中：请参阅图5，单负载工作电路41包括单个设备X2、第三二极管D3、第二开关S2，单个设备X2的一端连接火线L，单个设备X2的另一端连接第三二极管D3的正极、第二开关S2的一端，第二开关S2的另一端连接零线N，第三二极管D3的负极连接低功率工作电路42的第一输入端、延时驱动电路43的输入端。

空气调节器、电梯、水泵、灯光设施和机器设备等设备，是需要频繁启动的；为避免其频繁启动产生的过电压对设备造成损害，因此设置单个断电保护模块4；常规的单个设备X2非频繁断开，过电压投入到母线后母线变化电压较小，一般不会损害其他设备，不像总体设备X1，总开关断开后，所有设备的过电压都投入母线，母线电压变化大。

第二开关S2为单个设备X2的启停开关，第二开关S2闭合时，单个设备X2和火线L、零线N构成回路，得电工作；第二开关S2断开时，电压经过单个设备X2、第三二极管D3进行半波供电。

在另一个实施例中，第二开关S2可换成双向可控硅等控制器件，来控制单个设备X2的工作与否。

在本实施例中：请参阅图5，低功率工作电路42包括第七电阻R7、第五MOS管V5、第六MOS管V6，第七电阻R7的一端连接单负载工作电路41的输出端、第五MOS管V5的D极，第七电阻R7的另一端连接第五MOS管V5的G极，第五MOS管V5的S极连接第六MOS管V6的S极，第六MOS管V6的G极连接断电控制电路44的输出端，第六MOS管V6的D极连接零线N。

第二开关S2断开后，半波供电输入低功率工作模块，电压经过第七电阻R7为第五MOS管V5的G极提供高电平，第五MOS管V5(NMOS)导通，第六MOS管V6(PMOS)的G极为低电平，第六MOS管V6也导通，此时负载通过第五MOS管V5、第六MOS管V6和火线L、零线N构成回路，基于第三二极管D3的作用，单个负载以低功率状态工作。

在另一个实施例中，MOS管也可换成其他类型的开关管来驱动。

在本实施例中：请参阅图5，延时驱动电路43包括第五电阻R5、第三电容C3、第四二极管D4、第二三极管V2、第三三极管V3、第八电阻R8，第五电阻R5的一端连接单负载工作电路41的输出端，第五电阻R5的另一端连接第四二极管D4的负极、第二三极管V2的发射极、第三电容C3的一端，第三电容C3的另一端连接零线N，第四二极管D4的正极连接第二三极管V2的集电极、第三三极管V3的基极、第八电阻R8的一端，第二三极管V2的基极连接第三三极管V3的集电极，第三三极管V3的发射极连接第八电阻R8的另一端、断电控制电路44的输入端。

半波供电输入延时驱动电路43，经过第五电阻R5为第三电容C3充电，第三电容C3充电至能够导通第四二极管D4后，第三三极管V3导通，第三三极管V3为NPN三极管，导通后，其使得第二三极管V2的基极电压下降，第二三极管V2为PNP三极管，加速第二三极管V2的导通程度，第二三极管V2输出至第三三极管V3基极处的电压增大，又进一步增加第三三极管V3的导通程度，进而快速使得第二三极管V2、第三三极管V3完全导通，导通后经过第八电阻R8驱动断电控制电路44工作，最终停止低功率工作模块工作。

在另一个实施例中：可以将第五电阻R5换成电位器，调节第三电容C3的充电时间，即改变低功率工作模块的工作时间。

在本实施例中：请参阅图5，断电控制电路44包括第六电阻R6、第九电阻R9、第十电阻R10、第四三极管V4，第六电阻R6的一端连接单负载工作电路41的输出端，第六电阻R6的另一端连接第四三极管V4的集电极，第四三极管V4的基极连接第九电阻R9的一端、第十电阻R10的一端，第九电阻R9的另一端连接延时驱动电路43的输出端，第十电阻R10的另一端连接零线N，第四三极管V4的发射极连接低功率工作电路42的第二输入端。

接到延时驱动电路43的驱动信号后，第四三极管V4导通，为第六MOS管V6(PMOS)的G极提供高电平，第六MOS管V6截止，单个设备X2停止工作。

在另一个实施例中：第六电阻R6处的供电电压也可由其他供电源供给。

故在整个启停过程中，第二开关S2闭合时单个设备X2全功率工作；第二开关S2断开至延时驱动电路43驱动断电控制电路44工作这段时间内，单个设备X2低功率工作；断电控制电路44工作后，单个设备X2停止工作。在整个断电过程中，增加了一个低功率工作模式，将原本直接断电产生的过电压分为两个阶段来进行处理(低功率工作状态、停止工作状态)，反向电动势电压不会达到过电压，有效保护单个设备X2。

本发明的工作原理是：供电模块1通过火线L和零线N供给交流电；总体断电保护模块2工作时，在总体设备X1上电后延时控制断电；通过开关控制是否工作；应急断电保护模块3检测总体设备X1上的电路电压，电压超出阈值时，接地泄流；单个断电保护模块4在单个设备X2断电时，阶段式断电；单负载工作电路41用于单个设备X2工作；低功率工作电路42在单负载工作电路41断开后，单个设备X2低于额定功率工作；延时驱动电路43在单负载工作电路41断开延时后，驱动断电控制电路44工作；断电控制电路44工作时断开低功率工作电路42的回路。

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涉及的权利要求。

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 (5)

1.一种智能型断电控制电路，其特征在于：

该智能型断电控制电路包括：

供电模块，用于通过火线和零线供给交流电；

总体断电保护模块，用于工作时，在总体设备上电后延时控制断电；通过开关控制是否工作；

应急断电保护模块，用于检测总体设备上的电路电压，电压超出阈值时，接地泄流；

单个断电保护模块，用于在单个设备断电时，阶段式断电；

单个断电保护模块包括：

单负载工作电路，用于单个设备工作；

低功率工作电路，用于单负载工作电路断开后，单个设备低于额定功率工作；

延时驱动电路，用于单负载工作电路断开延时后，驱动断电控制电路工作；

断电控制电路，用于工作时断开低功率工作电路的回路；

供电模块的输出端连接总体断电保护模块的输入端、应急断电保护模块的输入端、单个断电保护模块的输入端；

单负载工作电路的输出端连接低功率工作电路的第一输入端、延时驱动电路的输入端，延时驱动电路的输出端连接断电控制电路的输入端，断电控制电路的输出端连接低功率工作电路的第二输入端；

单负载工作电路包括单个设备、第三二极管、第二开关，单个设备的一端连接火线，单个设备的另一端连接第三二极管的正极、第二开关的一端，第二开关的另一端连接零线，第三二极管的负极连接低功率工作电路的第一输入端、延时驱动电路的输入端；

低功率工作电路包括第七电阻、第五MOS管、第六MOS管，第七电阻的一端连接单负载工作电路的输出端、第五MOS管的D极，第七电阻的另一端连接第五MOS管的G极，第五MOS管的S极连接第六MOS管的S极，第六MOS管的G极连接断电控制电路的输出端，第六MOS管的D极连接零线。

2.根据权利要求1所述的智能型断电控制电路，其特征在于，总体断电保护模块包括总体设备、第一开关、第三开关、第一电阻、第二电阻、第一电位器、第七MOS管、第一二极管、第一电容，总体设备的一端连接火线，总体设备的另一端连接第二电阻的一端、第一开关的一端，第一开关的另一端连接第三开关的一端、零线，第二电阻的另一端连接第七MOS管的D极，第七MOS管的S极接地，第七MOS管的G极连接第一二极管的正极，第一二极管的负极连接第一电容的一端、第一电位器的一端，第一电容的另一端接地，第一电位器的另一端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接第三开关的另一端。

3.根据权利要求2所述的智能型断电控制电路，其特征在于，应急断电保护模块包括总体设备、第三电阻、第一MOS管、第四电阻、第二二极管、第二电容、第一开关，总体设备的一端连接火线，总体设备的另一端连接第三电阻的一端、第四电阻的一端、第一开关的一端，第一开关的另一端连接零线，第三电阻的另一端连接第一MOS管的D极，第一MOS管的S极接地，第一MOS管的G极连接第二二极管的正极、第二电容的一端，第二电容的另一端接地，第二二极管的负极连接第四电阻的另一端。

4.根据权利要求1所述的智能型断电控制电路，其特征在于，延时驱动电路包括第五电阻、第三电容、第四二极管、第二三极管、第三三极管、第八电阻，第五电阻的一端连接单负载工作电路的输出端，第五电阻的另一端连接第四二极管的负极、第二三极管的发射极、第三电容的一端，第三电容的另一端连接零线，第四二极管的正极连接第二三极管的集电极、第三三极管的基极、第八电阻的一端，第二三极管的基极连接第三三极管的集电极，第三三极管的发射极连接第八电阻的另一端、断电控制电路的输入端。

5.根据权利要求4所述的智能型断电控制电路，其特征在于，断电控制电路包括第六电阻、第九电阻、第十电阻、第四三极管，第六电阻的一端连接单负载工作电路的输出端，第六电阻的另一端连接第四三极管的集电极，第四三极管的基极连接第九电阻的一端、第十电阻的一端，第九电阻的另一端连接延时驱动电路的输出端，第十电阻的另一端连接零线，第四三极管的发射极连接低功率工作电路的第二输入端。