CN201422010Y - 具有过欠压保护并带延时功能的用电保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有过欠压保护并带延时功能的用电保护器，包括交流输入端、交流输出端，交流输入端与保险丝相连，保险丝的另一端既与电容降压电路相连，又与取样电路相连，取样电路再接单片微处理器；电容降压电路、整流滤波电路、稳压电路依次相连，稳压电路接单片微处理器；单片微处理器上还连接有延时及过欠压控制电路、外部时钟输入电路、开关切换电路，开关切换电路的输入端接保险丝，开关切换电路的输出端接交流输出端，开关切换电路的控制端接单片微处理器。本实用新型体积小、重量轻、反应灵敏、可靠性高，延时时间、欠压值、过压值都十分精确，采用模数电路相结合、软硬件相结合的电路设计，电路简单，维护方便，成本较低。

Description

具有过欠压保护并带延时功能的用电保护器

技术领域

本实用新型涉及一种过欠压保护装置，尤其涉及一种具有过欠压保护并带延时功能的用电保护器。

背景技术

随着电子技术的迅猛发展，过欠压保护装置的应用越来越广泛。目前，由于部分地区的电网电压波动较大，使得部分用电器频繁启动，无法正常工作，甚至损坏。在这样的地区就需要过欠压保护装置，目前这类保护装置一般采用的是传统的模似电路，电路十分庞大、复杂，整块线路板上布满了分立元件，维护困难，成本高。

发明内容

本实用新型主要解决原有的用电保护装置采用模似电路，电路十分庞大、复杂，维护困难，成本高的技术问题；提供一种模数电路相结合，软硬件相结合，电路简单，维护方便，成本较低的具有过欠压保护并带延时功能的用电保护器。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括交流输入端IN、交流输出端OUT，交流输入端IN与保险丝F相连，其特征在于所述的保险丝F的另一端既与电容降压电路相连，又与取样电路相连，取样电路再接单片微处理器；所述的电容降压电路接整流滤波电路，整流滤波电路接稳压电路，稳压电路接单片微处理器；所述的单片微处理器上还连接有延时及过欠压控制电路、外部时钟输入电路、开关切换电路，开关切换电路的输入端接保险丝F，开关切换电路的输出端接所述的交流输出端OUT，开关切换电路的控制端接单片微处理器。单片微处理器内部存储有保护装置的工作软件。使用者通过延时及过欠压控制电路可以设定自己需要的欠压设定值和过压设定值，单片微处理器通过取样单元获得即时的交流电输入电压值，通过内部软件，与设定值比较，当实际值低于欠压设定值或高于过压设定值时，单片微处理器发出信号断开开关切换电路，则交流输出端没有电压输出；当实际值介于欠压设定值和过压设定值之间时，为正常电压值，单片微处理器发出信号闭合开关切换电路，则交流输出端与交流输入端连通，有电压输出。本实用新型采用模数电路相结合、软硬件相结合的实现方式，达到电路简单、维护方便、成本较低的目的。

作为优选，所述的取样电路包括二极管D1、电阻R26、R2、R7、电容C3，二极管D1的正极与所述的保险丝F相连，二极管D1接电阻R26，电阻R26、R2与R7构成串联分压电路，电容C3并联在电阻R7上，电阻R7与电阻R2的连接点接所述的单片微处理器的中断控制脚，电阻R7的另一端接地。从交流输入端进来的电压，经过保险丝，由二极管D1整流，再经电阻R26、R2与R7分压、电容C3滤波后，送入单片微处理器的中断控制脚，使单片微处理器获得交流输入端的即时电压。

作为优选，所述的延时及过欠压控制电路包括可调电阻RLOW、RHIGH、电阻R3、R4、R5、R6、R8、R9、R25、发光二极管YL、RL、YH、RH、三极管Q2、Q3、电容C7，电阻R3、R4、R5、R6各与发光二极管YH、RL、YL、RH构成串联电路，电阻R3、R4、R5、R6的另一端各接所述的单片微处理器，发光二极管YL、RL、YH、RH的正极连在一起后接+5V电压；可调电阻RLOW和RHIGH并联，该并联电路的一端接地，另一端接+5V电压，可调电阻RLOW的移动端和RHIGH的移动端各接所述的单片微处理器；电阻R8、三极管Q2、电阻R9、三极管Q3、电阻R25、电容C7构成延时电路，该延时电路的两端分别与所述的单片微处理器的信号脚相连。通过可调电阻RLOW设定欠压值，通过可调电阻RHIGH设定过压值。当单片微处理器将获得的实际的交流输入端电压值与设定欠压值、设定过压值比较后，根据不同情况会相应地输出控制信号驱动不同的发光二极管，使之指示不同的工作状态，便于使用者了解情况。

作为优选，所述的开关切换电路包括电阻R18、三极管Q1、继电器J，电阻R18的一端接单片微处理器，其另一端接三极管Q1的基极，Q1的集电极与并联在继电器J的驱动端上的二极管D2的正极相连，二极管D2的负极接电阻R28与发光二极管LED3构成的并联电路，该并联电路的另一端接所述的整流滤波电路的输出端，继电器J的常开端的两端分别接所述的保险丝F和交流输出端OUT。继电器J的驱动电压受单片微处理器的控制，正常情况下，单片微处理器输出的高电平控制信号使三极管Q1导通，则继电器有驱动电压，发光二极管LED3发光，常开端闭合，交流输出端有电压；若交流输入端处于欠压或过压情况时，单片微处理器输出的低电平控制信号使三极管Q1截止，则继电器无驱动电压，且发光二极管LED3灭，常开端断开，交流输出端无电压。

作为优选，所述的电容降压电路包括安规电容C1、电阻R22、R1、R100，电阻R22和电阻R1串联后再与安规电容C1并联，该并联电路的一端接所述的保险丝F和压敏电阻M的一端，该并联电路的另一端接电阻R100，电阻R100再与所述的整流滤波电路相连。从交流输入端进来的电压，经过保险丝，由安规电容C1降压，电阻R100限流，送给后续的整流滤波电路。电阻R22与R1是泄放电阻，电流小、比较安全是该电容降压电路的特点。

作为优选，所述的稳压电路包括稳压管ZD1和稳压块T，稳压管ZD1的负极、稳压块T的输入端都与所述的整流滤波电路的输出相连，稳压管ZD1的正极接地，稳压块T的输出端接所述的单片微处理器的供电脚。

作为优选，所述的外部时钟电路包括可调电阻BLIND和电容C6，可调电阻BLIND的移动端接所述的单片微处理器，其另外两端分别接5V电压和接地端，电容C6的一端接地，另一端接所述的单片微处理器。可调电阻BLIND和电容C6构成单片微处理器的外接振荡源，通过调节可调电阻BLIND的移动端可以调节其振荡频率。

本实用新型的有益效果是：采用模数电路相结合、软硬件相结合的电路设计，电路简单，维护方便，成本较低。具有欠压、过压保护，并带延时功能，不同的工作情况有不同的指示灯指示状态，便于使用者了解情况。单片微处理器的外部时钟输入方便可调，欠压设定值和过压设定值方便可调，使用更加方便。具有体积小、重量轻、反应灵敏、速度快、效率高、可靠性高等显著优点，延时时间、欠压值、过压值都十分精确。

附图说明

图1是本实用新型的一种电路原理框图。

图2是本实用新型的一种电路原理图。

图中1.电容降压电路，2.取样电路，3.单片微处理器，4.整流滤波电路，5.稳压电路，6.延时及过欠压控制电路，7.外部时钟输入电路，8.开关切换电路。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：本实施例的具有过欠压保护并带延时功能的用电保护器，如图1所示，包括交流输入端IN、交流输出端OUT，交流输入端IN与保险丝F相连，保险丝F的另一端分两路连接，一种与电容降压电路1相连，电容降压电路1接整流滤波电路4，整流滤波电路4接稳压电路5，稳压电路5接单片微处理器3；另一路与取样电路2相连，取样电路2再接单片微处理器3。单片微处理器3上还连接有延时及过欠压控制电路6、外部时钟输入电路7、开关切换电路8，开关切换电路8的输入端接保险丝F，开关切换电路8的输出端接交流输出端OUT，开关切换电路8的控制端接单片微处理器3。

本实施例具体的电路图如图2所示，单片微处理器采用芯片78F9222CS。电容降压电路1包括安规电容C1、电阻R22、R1、R100，电阻R22和电阻R1串联后再与安规电容C1并联，该并联电路的一端接保险丝F和压敏电阻M的一端，该并联电路的另一端接电阻R100(47/2W)，电阻R100再与整流滤波电路4相连。整流滤波电路4包括四个二极管组成的整流桥，再接电解电容C10，然后接稳压电路5。稳压电路5包括稳压管ZD1和稳压块T，稳压管ZD1的负极、稳压块T的输入端都与整流滤波电路4的输出相连，稳压管ZD1的正极接地，稳压块T的输出端接单片微处理器3的供电脚。

取样电路2包括二极管D1、电阻R26、R2、R7、电容C3，二极管D1的正极与保险丝F相连，二极管D1接电阻R26，电阻R26、R2与R7构成串联分压电路，电容C3并联在电阻R7上，电阻R7与电阻R2的连接点接单片微处理器3的中断控制脚，即13脚，电阻R7的另一端接地。

外部时钟输入电路7包括可调电阻BLIND和电容C6，可调电阻BLIND的移动端接单片微处理器3的8脚，其另外两端分别接5V电压和接地端，电容C6的一端接地，另一端接单片微处理器3的7脚。

延时及过欠压控制电路6包括可调电阻RLOW、RHIGH、电阻R3、R4、R5、R6、R8、R9、R25、发光二极管YL、RL、YH、RH、三极管Q2、Q3、电容C7。电阻R3、R4、R5、R6各与发光二极管YH、RL、YL、RH构成串联电路，电阻R3、R4、R5、R6的另一端各接单片微处理器3的16、17、18、19脚，发光二极管YL、RL、YH、RH的正极连在一起后接+5V电压；可调电阻RLOW和RHIGH并联，该并联电路的一端接地，另一端接+5V电压，可调电阻RLOW的移动端和RHIGH的移动端各接单片微处理器3的11、12脚；电阻R8、三极管Q2、电阻R9、三极管Q3、电阻R25、电容C7构成延时电路，该延时电路的两端分别与单片微处理器3的14脚、15脚相连。

开关切换电路8包括电阻R18、三极管Q1、继电器J，电阻R18的一端接单片微处理器3的9脚，其另一端接三极管Q1的基极，Q1的集电极与并联在继电器J的驱动端上的二极管D2的正极相连，二极管D2的负极接电阻R28与发光二极管LED3构成的并联电路，该并联电路的另一端接整流滤波电路4的输出端，继电器J的常开端的两端分别接保险丝F和交流输出端OUT。

工作原理：交流电输入经保险丝分二路：一路经二极管D1整流，经电阻R26、R2与R7分压，电容C3滤波后，送入单片微处理器的中断控制脚(13脚)；还有一路经安规电容C1降压，电阻R100限流，送给整流滤波电路。其中电阻R22与R1是泄放电阻。电流小、比较安全是该电容降压电路的特点。降压后的交流电经整流桥，电解电容C10滤波所得的直流电压分两路：一路作为继电器J的供电电源，还有一路经过稳压二极管ZD1和三端稳压块T的稳压以及电容C5、C4滤波得出5V电源作为芯片78F9222CS的供电源。外接时钟输入电路由可调电阻BLIND与电容C6组成外接振荡源，并且可以调节其振荡频率。

欠压保护原理：芯片78F9222CS的13脚采集的实际交流电压值由芯片内部的看门狗电路密切监视着，当取样值小于用户的欠压设定值时(由可调电阻RLOW调节)，芯片的17脚呈低电平，欠压指示灯RL亮；同时芯片的9脚呈低电平，三极管Q1截止，继电器J无驱动电压，常开端断开，切断输出。当取样值大于用户的欠压设定值且小于用户的过压设定值时，芯片的17脚呈高电平，欠压指示灯RL灭，芯片的15脚呈低电平，芯片的18脚输出一高、一低的电平，此时欠压延时灯YL一亮一灭，延时开始；由于看门狗电路的作用，延时时间(用户设定的值)到了，芯片的14脚呈低电平，芯片的15脚呈高电平，芯片的18脚呈高电平，欠压延时灯YL灭；芯片的19脚呈高电平，三极管Q1导通，继电器J有驱动电压，电源指示灯LED3亮，常开端吸合，交流输出端有电压。

过压保护原理：当取样值大于用户的过压设定值时(由可调电阻RHIGH调节)，芯片的20脚呈低电平，过压指示灯RH亮，同时芯片的9脚呈低电平，三极管Q1截止，继电器J无驱动电压，常开端断开，切断输出。当取样值大于用户的欠压设定值且小于用户的过压设定值时，芯片的20脚呈高电平，过压指示灯RH灭，芯片的16脚输出一高、一低的电平，此时过压延时灯YH一亮一灭，延时开始；同理延时结束后，芯片的16脚输出高电平，过压延时灯YH灭，芯片的9脚呈高电平，三极管Q1导通，继电器J有驱动电压，电源指示灯LED3亮，常开端吸合，交流输出端有电压。

Claims (7)

1.一种具有过欠压保护并带延时功能的用电保护器，包括交流输入端IN、交流输出端OUT，交流输入端IN与保险丝F相连，其特征在于所述的保险丝F的另一端既与电容降压电路(1)相连，又与取样电路(2)相连，取样电路(2)再接单片微处理器(3)；所述的电容降压电路(1)接整流滤波电路(4)，整流滤波电路(4)接稳压电路(5)，稳压电路(5)接单片微处理器(3)；所述的单片微处理器(3)上还连接有延时及过欠压控制电路(6)、外部时钟输入电路(7)、开关切换电路(8)，开关切换电路(8)的输入端接保险丝F，开关切换电路(8)的输出端接所述的交流输出端OUT，开关切换电路(8)的控制端接单片微处理器(3)。

2.根据权利要求1所述的具有过欠压保护并带延时功能的用电保护器，其特征在于所述的取样电路(2)包括二极管D1、电阻R26、R2、R7、电容C3，二极管D1的正极与所述的保险丝F相连，二极管D1与电阻R26、R2、与R7构成串联分压电路，电容C3并联在电阻R7上，电阻R7与电阻R2的连接点接所述的单片微处理器(3)的中断控制脚，电阻R7的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的具有过欠压保护并带延时功能的用电保护器，其特征在于所述的延时及过欠压控制电路(6)包括可调电阻RLOW、RHIGH、电阻R3、R4、R5、R6、R8、R9、R25、发光二极管YL、RL、YH、RH、三极管Q2、Q3、电容C7，电阻R3、R4、R5、R6各与发光二极管YH、RL、YL、RH构成串联电路，电阻R3、R4、R5、R6的另一端各接所述的单片微处理器(3)，发光二极管YL、RL、YH、RH的正极连在一起后接+5V电压；可调电阻RLOW和RHIGH并联，该并联电路的一端接地，另一端接+5V电压，可调电阻RLOW的移动端和RHIGH的移动端各接所述的单片微处理器(3)；电阻R8、三极管Q2、电阻R9、三极管Q3、电阻R25、电容C7构成延时电路，该延时电路的两端分别与所述的单片微处理器(3)的信号脚相连。

4.根据权利要求1所述的具有过欠压保护并带延时功能的用电保护器，其特征在于所述的开关切换电路(8)包括电阻R18、三极管Q1、继电器J，电阻R18的一端接单片微处理器(3)，其另一端接三极管Q1的基极，Q1的集电极与并联在继电器J的驱动端上的二极管D2的正极相连，二极管D2的负极接电阻R28与发光二极管LED3构成的并联电路，该并联电路的另一端接所述的整流滤波电路(4)的输出端，继电器J的常开端的两端分别接所述的保险丝F和交流输出端OUT。

5.根据权利要求1所述的具有过欠压保护并带延时功能的用电保护器，其特征在于所述的电容降压电路(1)包括安规电容C1、电阻R22、R1、R100，电阻R22和电阻R1串联后再与安规电容C1并联，该并联电路的一端接所述的保险丝F和压敏电阻M的一端，该并联电路的另一端接电阻R100，电阻R100再与所述的整流滤波电路(4)相连。

6.根据权利要求1所述的具有过欠压保护并带延时功能的用电保护器，其特征在于所述的稳压电路(5)包括稳压管ZD1和稳压块T，稳压管ZD1的负极、稳压块T的输入端都与所述的整流滤波电路(4)的输出相连，稳压管ZD1的正极接地，稳压块T的输出端接所述的单片微处理器(3)的供电脚。

7.根据权利要求1所述的具有过欠压保护并带延时功能的用电保护器，其特征在于所述的外部时钟输入电路(7)包括可调电阻BLIND和电容C6，可调电阻BLIND的移动端接所述的单片微处理器(3)，其另外两端分别接5V电压和接地端，电容C6的一端接地，另一端接所述的单片微处理器(3)。

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