CN201584745U - 一种具有延时功能的过压和欠压保护装置 - Google Patents

一种具有延时功能的过压和欠压保护装置 Download PDF

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韩启权
徐荣灿
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Abstract

本实用新型提供了一种具有延时功能的过压和欠压保护电路装置,包括:电源电路,过压检测单元,欠压检测单元,以及依次连接的或门输出单元,延时输出单元和电源开关单元,由于将过压检测单元和欠压检测单元同时集成在保护电路装置中,使其不仅能够检测到过压也可以检测到欠压,通过触发可控硅导通,切断电源达到保护用电设备的效果,而且通过增加带有延时功能的电路可很好的将由于干扰所引起的瞬间过压和欠压进行屏蔽,起到很好的抗干扰的效果;该产品功能丰富,成本低,具有良好的经济效益。

Description

一种具有延时功能的过压和欠压保护装置
技术领域
本实用新型涉及电源保护开关领域,尤其涉及一种同时拥有过压和欠压两种功能,而且带有延时功能的保护装置。
背景技术
随着人们生活质量的不断提高,电子、电器产品已进入千家万户,对于保护人身与设备的安全意识也在逐步加强,特别是现在使用的电子类产品的功能越来越重要,电子类产品应用的领域也越来越重要,对设备的保护也越来越重要,同时对各式各样保护器的要求也不断提高。
目前电路保护器已得到广泛的应用,通过设置与其中的电路保护器,可有效地避免高压或低压对电路的影响,目前市场上通常使用的保护器只能分别检测电路中的过电压和欠电压,没有过压和欠压两种功能同时拥有的保护装置,也就是说,要想同时拥有过压和欠压两种功能,就必须同时购买两种保护器安装在需要保护的电路装置中,而且所使用的过压或欠压保护开关都不带有延时功能,这种过压和欠压保护设备的抗干扰性就很差,有时候当电网由于干扰的原因造成电网电压出现瞬间的过压或者欠压,这个时候不带延时功能的过压或欠压功能的设备就会切断电源,对设备进行保护,而实际上这种瞬间的过压或者欠压不是真正电网出现了过压或者欠压,这种瞬间的过压和欠压并不会对设备造成任何影响,在一些特殊场合出现这种瞬间过压或者欠压的情况下是不允许将用电设备电源切断的,例如医院用于急救病人的设备等,所以现有技术存在功能单一并且抗干扰性差,需要进一步的改进。
实用新型内容
本实用新型的目的是,针对上述现有技术存在的缺陷提供了一种具有延时功能的过压和欠压保护装置,实现了即可检测过电压也可检测欠压并达到延时保护电路的目的。
本实用新型的技术方案如下:一种具有延时功能的过压和欠压保护装置,其特征在于,包括:电源电路,用于给检测单元提供电源和参考电压;所述检测单元包括过压检测单元和欠压检测单元,用于对所述电源电路输入的电压电平进行判定后输出高电平信号;还包括分别与所述过压检测单元和欠压检测单元依次连接的或门输出单元、延时输出单元和电源开关单元,所述或门输出单元,用于接收所述高电平信号并传输到所述延时输出单元,通过所述延时输出单元进行充电延时后将所述高电平信号输出至电源开关单元,通过所述电源开关单元实现切断被保护线路供电电源。
所述的保护电路装置,其中,所述过压检测单元包括放大器A1和二极管D2,所述欠压检测单元包括放大器A2和二极管D3,所述放大器A1的正向输入端分别串联电阻R7,R6,R5和R4后接所述电源电路VA端,所述放大器A1负向输入端和所述放大器A2正向输入端同时接所述参考电压,所述放大器A2负向输入端分别串联电阻R6,R5和R4后接所述电源电路VA端,所述放大器A1和放大器A2的输出端分别与二极管D2和二极管D3正极相连,二极管D2和D3负极相连通过电阻R10连接所述或门输出单元的放大器A3输入端。
所述的保护电路装置,其中,所述延时输出单元包括放大器A4,充电电容C5和电阻R12,所述电阻R12的一端接所述电源电路VCC端,所述电阻R12的另一端接充电电容C5后共同接入放大器A4正向输入端,所述充电电容C5的另一端接地,所述放大器A4负向输入端接所述参考电压,所述放大器A4输出端接所述电源开关单元。
本实用新型的有益效果为:由于采用了上述的技术解决方案,使本产品在检测过压或欠压时,通过触发可控硅导通,切断电源达到保护用电设备的效果,而且通过增加带有延时功能的电路可很好的将由于干扰所引起的瞬间过压和欠压进行屏蔽,起到很好的抗干扰的效果;该产品将过压或欠压保护集中在一个保护开关内,功能更加丰富,并成本降低,具有良好的经济效益。
附图说明
图1为本实用新型电路图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种具有延时功能的过压和欠压保护装置,为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。
为了解决现有技术中过压或欠压电路保护功能单一,抗干扰性差所存在的问题,本实用新型采用了将过压检测单元和欠压检测单元同时集成在保护装置中,使保护装置不仅能够检测到过压也可以检测到欠压,当系统内的过压检测单元检测到电源电压大于设定电压(过压,即高于国标所规定的数值)或者欠压检测单元检测到电源电压小于设定电压(欠压,即低于国标所规定的数值)时,通过控制触发可控硅导通,切断电源达到保护用电设备的效果;而且为了达到对瞬间过压和欠压所引起的干扰进行屏蔽,通过延时电路保证开关电源的正常工作。
结合图1所示,本实用新型包括:电源电路100,过压检测单元200,欠压检测单元300,或门输出单元400,延时输出单元500,电源开关单元600,其中:
电源电路100分别与过压检测单元200和欠压检测单元300相连,用于给过压检测单元和欠压检测单元供电,并给检测单元、或门输出单元和延时输出单元提供参考电压;
过压检测单元200,用于对电源电路100输入的电压电平进行判定,检测其过电压信号,当检测到的电压高于国标所规定的电压值的时候,过压检测单元200就会输出高电平信号,此处过压检测单元包括放大器A1和二极管D2,其正向输入端通过四个串联的电阻(R4,R5,R6,R7)接电源电路100的VA端,放大器A1负向输入端接电源电路100的VB端,VB为参考电平,放大器A1的输出端接二极管D2的正极,二极管D2的负极通过电阻R10连接所述或门输出单元的放大器A3正向输入端;
欠压检测单元300,同样用于对电源电路100输入的电压电平进行判定,检测其欠电压信号,当检测到的电压信号小于国标规定的数值的时候,欠压检测单元300也输出高电平信号,此处欠压检测单元包括放大器A2和二极管D3,其正向输入端和放大器A1负向输入端同样分别接电源电路100的VB端(参考电压),放大器A2负向输入端通过电阻R4,R5和R6接电源电路100的VA端,放大器A2的输出端接二极管D3的正极,二极管D3的负极通过电阻R10连接所述或门输出单元的放大器A3正向输入端;
或门输出单元400包括放大器A3,R10,R11和C4,或门输出单元400的输入端分别与过压检测单元200和欠压检测单元300的输出端相连,或门输出单元400的输出端连接延时输出单元500的输入端,或门输出单元用于接收过压检测单元或欠压检测单元的高电平信号并传输到延时输出单元;
延时输出单元500连接电源开关单元600,延时输出单元500包括:放大器A4,电容C5和电阻R12组成,其作用是用于将所接收到的过压信号或者欠压信号经过延时后再输出给电源开关单元,根据检测的过压或欠压时间对电路进行延时,经过延时输出单元500内的充电电容充电后,放大器A4的电平高于参考电平VB时,触发与其相连的电源开关单元600中的可控硅导通,切断电源;如果是短暂的过压或欠压,由于电容的充电时间不够,不能输出高电平使可控硅触发导通。
其工作原理如下:将电源输入端(L,N端)的交流电压经桥式整流D1整流后,经过R1,R2两个电阻降压后,经过稳压管VD1,滤波电容C1后得到稳定的直流电平VCC,该电压VCC分别用于给电路提供电源,直流电平VCC再经过R3降压,通过VD2稳压得到一个直流电平VB,直流电平VB用于分别给四个放大器(A1,A2,A3和A4)提供参考电平;而电源输入端(L,N端)的交流电压经桥式整流D1整流后得到一个直流电压VA,用于连接至过压检测单元A1和欠压检测部分A2,当来自于电源电路100的电源电压升高的时候,经整流后的电压VA也升高,导致过压检测单元A1的正向输入端的电平升高,当此电平升高到超过其负向输入端的参考电平VB时,过压检测单元A1就输出高电平至放大器A3的正向输入端,使放大器A3的正向输入端的电压高于负向输入端的参考电平VB;同样欠压检测单元A2与过压检测单元A1原理相同,也是将高电平输出至大器A3的正向输入端,当电源输入端(L,N端)的交流电压低于一定的国标规定值时,输入至欠压检测单元A2的负向输入端,此时该端的取样电平就会降低,当此电平低于欠压检测单元A2的正向输入端参考电平VB的时候,欠压检测单元A2就会输出高电平至或门输出单元中的A3。当过压检测单元A1或者欠压检测单元A2任何一路输出高电平,或门输出单元的A3就输出高电平,这样就能够实现过压或欠压检测功能,或门输出单元A3与延时输出单元相连,当或门输出单元的A3输出为高电平时,来自于电源电路的VCC电平通过电阻R12,电容C5实现充电延时功能,当电容C5通过充电后,延时输出单元中的放大器A4的正向输入端的电平高于其负向输入端电平VB,放大器A4输出高电平,但如果是因为电网干扰所引起的短暂过压或者是短暂时间的欠压,这个时间控制为100ms以内;如果小于100ms的过压或欠压,由于电容的充电时间不够(如何选择电容容值来达到这个时间的控制是本领域技术熟知的技术,此处不做详述),电容C5电平低于放大器A4的负向输入端参考电平VB,所以没有输出高电平,这样电源开关单元中的可控硅Q1就不能触发,这种延时输出单元可避免因电网干扰所引起的短暂过压或欠压,保护了电路非必要的断电;当过压或欠压的时间高于100ms时,电容C5充电后使放大器A4的正向输入端电压高于其负向输入端参考电平,输出高电平给可控硅Q1,使其触发,断开电路。
应说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种具有延时功能的过压和欠压保护装置,其特征在于,包括:电源电路,用于给检测单元提供电源和参考电压;所述检测单元包括过压检测单元和欠压检测单元,用于对所述电源电路输入的电压电平进行判定后输出高电平信号;还包括分别与所述过压检测单元和欠压检测单元依次连接的或门输出单元、延时输出单元和电源开关单元,所述或门输出单元用于接收所述高电平信号并传输到所述延时输出单元,通过所述延时输出单元进行充电延时后将所述高电平信号输出至电源开关单元,通过所述电源开关单元实现切断被保护线路供电电源。
2.根据权利要求1所述的保护电路装置,其特征在于,所述过压检测单元包括放大器A1和二极管D2,所述欠压检测单元包括放大器A2和二极管D3,所述放大器A1的正向输入端分别串联电阻R7,R6,R5和R4后接所述电源电路VA端,所述放大器A1负向输入端和所述放大器A2正向输入端同时接所述参考电压,所述放大器A2负向输入端分别串联电阻R6,R5和R4后接所述电源电路VA端,所述放大器A1和放大器A2的输出端分别与二极管D2和二极管D3正极相连,二极管D2和D3负极相连通过电阻R10连接所述或门输出单元的放大器A3输入端。
3.根据权利要求1所述的保护电路装置,其特征在于,所述延时输出单元包括放大器A4,充电电容C5和电阻R12,所述电阻R12的一端接所述电源电路VCC端,所述电阻R12的另一端接充电电容C5后共同接入放大器A4正向输入端,所述充电电容C5的另一端接地,所述放大器A4负向输入端接所述参考电压,所述放大器A4输出端接所述电源开关单元。
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