CN201146364Y

CN201146364Y - 一种自复式电压偏差保护器

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Publication number: CN201146364Y
Application number: CNU2008200020753U
Authority: CN
Inventors: 王志平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-01-28
Filing date: 2008-01-28
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2018-01-28

Abstract

本实用新型提供能减少使用中发生误动作和延时不自动复位现象、增强抗干扰能力、降低成本的一种自复式电压偏差保护器。其中置位驱动电路包括第一微分电路、电阻依次与三极管的基极相串联，三极管的发射极接地；复位驱动电路包括第二微分电路、电阻依次与三极管的基极相串联，三极管的发射极接地。使用单线圈磁保持继电器作为分断开关时，线圈J串联在两个三极管的集电极之间。使用双线圈磁保持继电器作为分断开关时，线圈J1、J2分别串联在两个三极管的集电极与电源正极之间。本技术方案可以实现对磁保持继电器的脉冲控制，减化保护器的整体电路，稳定保护器性能。

Description

一种自复式电压偏差保护器

技术领域

本实用新型属于紧急保护电路装置，特别是在低压供电系统中，由中性线故障和三相电压不平衡等原因引起的单相线路过电压、欠电压的一种能自动复位的保护装置。

背景技术

2006年3月8日公告的CN1744403A中国发明专利申请公开说明书公开了“一种智能型磁保持过欠电压保护器，是由单相线路电压经保护电路分别进入降压整流电路和取样电路，其降压整流电路的电压经过稳压电路供给单片机做电源，其取样电路信号供给单片机输入端，同时单片机实时采集触头电路后级电压信号和电流传感器中的电流信号，上述信号经单片机程序处理通过驱动线圈电路，使触头电路接通或切断相线线路，其特征为，利用磁保持继电器作为分断线路的开关；利用单片机程序实现过欠压保护的各项功能；利用单片机程序实现消耗功率小于100毫瓦和触头分断线路时具有少飞弧处理功能”。这种智能型磁保持过欠电压保护器在实际使用中存在一些问题，主要有：其一，作为保护类电器安装属于民用建筑电气中的III类电器，通常安装于低压配电箱中，长期连续工作在线路当中，其电气安全性和稳定性要求比I、II类终端负载电器的要求更高，智能磁保持过欠电压保护器的核心控制器件采用微电子技术的单片机编程控制，电源部分尽管采用了TVS管、低频扼流线圈、并串联稳压电路等措施，抑制瞬态过电压的冲击和高频干扰，但由于单片机过于灵敏，在实际使用中还是常发生误动作和延时不自动复位的现象。其二，以单片机为控制器，为保证其工作稳定性，对电源的设计要求较高，电源电路采用元器件多，且单片机的价格高昂，在这种小型的过欠电压保护器中采用，无疑大大增加了保护器的生产成本，从而阻碍了产品的广泛推广使用。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能减少使用中发生误动作和延时不自动复位现象、增强抗干扰能力、降低成本的自复式电压偏差保护器。为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种自复式电压偏差保护器，包括电源电路1、取样电路2、控制电路3、驱动电路4、磁保持继电器5，其特征在于，磁保持继电器5为单线圈磁保持继电器；所述驱动电路4由置位驱动电路6和复位驱动电路7组成，所述置位驱动电路(6)包括电阻R18与电容C5组成的第一微分电路、电阻R19依次与三极管T21的基极相串联，三极管T21的发射极接地，三极管T21的集电极依次连接线圈J、可控硅SCR1的阴极，可控硅SCR1的阳极接电源正极、控制极串联电阻R24连接在置位输出端Z0或第一微分电路的输出端即电容C5之后；所述复位驱动电路(7)包括电阻R20与电容C6组成的第二微分电路、电阻R21依次与三极管T22的基极相串联，三极管T22的发射极接地，三极管T22的集电极依次连接线圈J、可控硅SCR2的阴极，可控硅SCR2的阳极接电源正极，控制极串联电阻R25连接在复位输出端FO或第二微分电路输出端即电容C6之后。

上述的一种自复式电压偏差保护器，所述在置位输出端ZO和第一微分电路之间串联电阻R22；在复位输出端FO和第二微分电路之间串联电阻R23。

上述的一种自复式电压偏差保护器，用三极管T41、T42和电阻R41、R42代替可控硅SCR1：三极管T41与电阻R41组成一反相器，在三极管T41的集电极依次串连电阻R42、三极管T42的基极，三极管T42的发射极和电阻R41的一端与电源正极相连；用三极管T43、T44和电阻R43、R44代替可控硅SCR2：三极管T43与电阻R43组成一反相器，在三极管T43的集电极依次串连电阻R44、三极管T44的基极，三极管T44的发射极和电阻R43的一端与电源正极相连。

另一种自复式电压偏差保护器，包括电源电路1、取样电路2、控制电路3、驱动电路4、磁保持继电器5，其特征在于，磁保持继电器5为双线圈磁保持继电器；所述驱动电路4由置位驱动电路6和复位驱动电路7组成，所述置位驱动电路6包括电阻R18与电容C5组成的第一微分电路、电阻R19依次与三极管T31的基极相串联，三极管T31的发射极接地，线圈J1串联在三极管T31的集电极与电源正极之间；所述复位驱动电路7包括电阻R20与电容C6组成的第二微分电路、电阻R21依次与三极管T32的基极相串联，三极管T32的发射极接地，线圈J2串联在三极管T32的集电极与电源正极之间。

上述的一种自复式电压偏差保护器，用三极管T51、T52和电阻R51、R52代替三极管T31：三极管T51与电阻R51组成一反相器，在三极管T51的集电极依次连接电阻R52、三极管T52的基极，三极管T51的基极连接电阻R19，三极管T52的集电极连接线圈J1一端，线圈J1另一端接地，三极管T52的发射极接在电源正极；用三极管T53、T54和电阻R53、R54代替三极管T32：三极管T53与电阻R53组成一反相器，在三极管T53的集电极依次连接电阻R54、三极管T54的基极，三极管T53的基极连接电阻R21，三极管T54的集电极连接线圈J2一端，线圈J2另一端接地，三极管T54的发射极接在电源正极。

上述的任一种自复式电压偏差保护器，第一、第二微分电路可以是运算放大器、电容、电阻组成的微分电路。

上述的任一种自复式电压偏差保护器，所述控制电路为电压比较器电路或555电路或TTL电路或CMOS集成电路。

本实用新型的有益效果是：该保护器的分断开关采用单线圈或双线圈磁保持继电器，由于磁保持继电器不同于传统电磁式继电器，其动作时只需继电器线圈得一脉冲电流，不需维持电流；本技术方案可以实现对磁保持继电器的脉冲控制，这样控制使保护器电能消耗得到有效降低，在这种以模拟和数字电路混合控制的电路中可以减化保护器的整体电路，使保护器性能稳定。

附图说明

图1是本实用新型的电路方框图。

图2、4是采用单线圈磁保持继电器的本实用新型实施电路方案。

图3、5是采用双线圈磁保持继电器的本实用新型实施电路方案。

1-电源电路，2-取样电路，3-控制电路，4-驱动电路，5-单线圈或双线圈磁保持继电器，6-置位驱动电路，7-复位驱动电路。

具体实施方式

下面结合图1、图2、图3、图4、图5说明具体实施方式。

图2是采用单线圈磁保持继电器的自复式电压偏差保护器的实施原理图；图3是采用双线圈磁保持继电器的自复式电压偏差保护器的实施原理图。在两图中，控制电路3为电压比较电路，有一个置位输出端ZO和一个复位输出端FO，置位输出端ZO连接置位驱动电路6，复位输出端FO连接复位驱动电路7。由于磁保持继电器不同于传统电磁式继电器，其动作时只需继电器线圈得一脉冲电流，不需维持电流，所以分别在置位驱动电路6中的驱动三极管(如图2的三极管T21和图3的三极管T31)的信号输入端串联电阻R19再连接第一微分电路C5、R18的输出端即电容C5之后，复位驱动电路7中的驱动三极管(图2中的三极管T22和图3中的三极管T32)的信号输入端串联电阻R21再连接第二微分电路C6、R20的输出端即电容C6之后，这样连接后，当控制电路3的任何一输出端呈高电平时经微分电路后得一脉冲触发驱动三极管导通，从而实现对磁保持继电器的置位与复位控制。

图2中，线圈J为单线圈，线圈J正向通电，则磁保持继电器置位动作，线圈J反向通电，则磁保持继电器复位动作。线圈J的正反向通电由三极管T21、可控硅SCR1和三极管T22、可控硅SCR2两组元件控制。当控制电路3的置位输出端ZO呈高电平时，触发可控硅SCR1导通，同时高电平经第一微分电路C5、R18后，三极管T21基极得一脉冲，三极管T21瞬时导通，线圈J得一正向脉冲，磁保持继电器置位动作，同理，当控制电路3的复位输出端FO呈高电平时，可控硅SCR2和三极管T22导通，线圈J得一反向脉冲，磁保持继电器复位动作。磁保持继电器线圈所需脉冲宽度，可以调整微分电路中的电容C5、电阻R18和电容C6、电阻R20的数值大小确定其时间常数τ，从而得到所需脉宽。

图4中，用三极管T41、T42和电阻R41、R42代替可控硅SCR1：三极管T41与电阻R41组成一反相器，在三极管T41的集电极依次串连电阻R42、三极管T42的基极，三极管T41的基极代替可控硅SCR1的控制极，三极管T42的集电极代替可控硅SCR1的阴极，三极管T42的发射极和电阻R41的一端连接后代替可控硅SCR1的阳极接在电源正极，三极管T41的基极串联电阻R24的一端，电阻R24的另一端接在置位输出端ZO或第一微分电路的输出端即电容C5之后；用三极管T43、T44和电阻R43、R44代替可控硅SCR2：三极管T43与电阻R43组成一反相器，在三极管T43的集电极依次串连电阻R44、三极管T44的基极，三极管T43的基极代替可控硅SCR2的控制极，三极管T44的集电极代替可控硅SCR2的阴极，三极管T44的发射极和电阻R43的一端连接后代替可控硅SCR2的阳极接在电源正极，三极管T43的基极串联电阻R25的一端，电阻R25的另一端接在复位输出端FO或第二微分电路输出端即电容C6之后。T41、T43是NPN型三极管，T42、T44是PNP型三极管。

图5中，用三极管T51、T52和电阻R51、R52代替图3中的三极管T31：三极管T51与电阻R51组成一反相器，在三极管T51的集电极依次连接电阻R52、三极管T52的基极，三极管T51的基极连接电阻R19，三极管T52的集电极连接线圈J1一端，线圈J1另一端接地，三极管T52的发射极接在电源正极；用三极管T53、T54和电阻R53、R54代替图3中的三极管T32：三极管T53与电阻R53组成一反相器，在三极管T53的集电极依次连接电阻R54、三极管T54的基极，三极管T53的基极连接电阻R21，三极管T54的集电极连接线圈J2一端，线圈J2另一端接地，三极管T54的发射极接在电源正极。T51、T53是NPN型三极管，T52、T54是PNP型三极管。

第一、第二微分电路可以是本领域内技术人员公知的运算放大器、电容、电阻组成的微分电路，控制电路可以是电压比较器电路或555电路或TTL电路或CMOS集成电路。

通过上述实施例可以看出，在保护器的控制电路输出端连接的置位驱动电路和复位驱动电路的驱动三极管信号输入端串联微分电路，可以实现对磁保持继电器的脉冲控制，这样控制使保护器电能消耗得到有效降低，在这种以模拟和数字电路混合控制的电路中可以减化保护器的整体电路，使保护器性能稳定。

Claims

1、一种自复式电压偏差保护器，包括电源电路(1)、取样电路(2)、控制电路(3)、驱动电路(4)、磁保持继电器(5)，其特征在于，磁保持继电器(5)为单线圈磁保持继电器；所述驱动电路(4)由置位驱动电路(6)和复位驱动电路(7)组成，所述置位驱动电路(6)包括电阻R18与电容C5组成的第一微分电路、电阻R19依次与三极管T21的基极相串联，三极管T21的发射极接地，三极管T21的集电极依次连接线圈J、可控硅SCR1的阴极，可控硅SCR1的阳极接电源正极、控制极串联电阻R24连接在置位输出端ZO或第一微分电路的输出端即电容C5之后；所述复位驱动电路(7)包括电阻R20与电容C6组成的第二微分电路、电阻R21依次与三极管T22的基极相串联，三极管T22的发射极接地，三极管T22的集电极依次连接线圈J、可控硅SCR2的阴极，可控硅SCR2的阳极接电源正极，控制极串联电阻R25连接在复位输出端FO或第二微分电路输出端即电容C6之后。

2、根据权利要求1所述的一种自复式电压偏差保护器，其特征在于，所述在置位输出端ZO和第一微分电路之间串联电阻R22；在复位输出端FO和第二微分电路之间串联电阻R23。

3、根据权利要求1所述的一种自复式电压偏差保护器，其特征在于，用三极管T41、T42和电阻R41、R42代替可控硅SCR1：三极管T41与电阻R41组成一反相器，在三极管T41的集电极依次串连电阻R42、三极管T42的基极，三极管T42的发射极和电阻R41的一端与电源正极相连；用三极管T43、T44和电阻R43、R44代替可控硅SCR2：三极管T43与电阻R43组成一反相器，在三极管T43的集电极依次串连电阻R44、三极管T44的基极，三极管T44的发射极和电阻R43的一端与电源正极相连。

4、一种自复式电压偏差保护器，包括电源电路(1)、取样电路(2)、控制电路(3)、驱动电路(4)、磁保持继电器(5)，其特征在于，磁保持继电器(5)为双线圈磁保持继电器；所述驱动电路(4)由置位驱动电路(6)和复位驱动电路(7)组成，所述置位驱动电路(6)包括电阻R18与电容C5组成的第一微分电路、电阻R19依次与三极管T31的基极相串联，三极管T31的发射极接地，线圈J1串联在三极管T31的集电极与电源正极之间；所述复位驱动电路(7)包括电阻R20与电容C6组成的第二微分电路、电阻R21依次与三极管T32的基极相串联，三极管T32的发射极接地，线圈J2串联在三极管T32的集电极与电源正极之间。

5、根据权利要求4所述的一种自复式电压偏差保护器，其特征在于，用三极管T51、T52和电阻R51、R52代替三极管T31：三极管T51与电阻R51组成一反相器，在三极管T51的集电极依次连接电阻R52、三极管T52的基极，三极管T51的基极连接电阻R19，三极管T52的集电极连接线圈J1一端，线圈J1另一端接地，三极管T52的发射极接在电源正极；用三极管T53、T54和电阻R53、R54代替T32：三极管T53与电阻R53组成一反相器，在三极管T53的集电极依次连接电阻R54、三极管T54的基极，三极管T53的基极连接电阻R21，三极管T54的集电极连接线圈J2一端，线圈J2另一端接地，三极管T54的发射极接在电源正极。

6、根据权利要求1、2、3、4、5所述的任一种自复式电压偏差保护器，其特征在于，第一、第二微分电路可以是运算放大器、电容、电阻组成的微分电路。

7、根据权利要求1、2、3、4、5所述的任一种自复式电压偏差保护器，其特征在于，所述控制电路为电压比较器电路或555电路或TTL电路或CMOS集成电路。