CN201608504U

CN201608504U - 电热水器漏电及短路、过流双重保护安全装置

Info

Publication number: CN201608504U
Application number: CN2009202654654U
Authority: CN
Inventors: 张明澄
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-12-19
Filing date: 2009-12-19
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2019-12-19

Abstract

一种电热水器漏电及短路、过流双重保护安全装置，属于电热水器技术。它由电源及电加热电路、漏电检测单元、控制单元、报警单元及执行单元构成。电源线上还安装着短路、过流检测单元，它还与控制单元和电源及电加热电路相连。短路、过流检测单元由电流互感器、桥式整流电路、电流/电压转换电路、钳位保护电路及电压比较电路组成。电流/电压转换电路由电阻R1、R2和电容C1组成。钳位保护电路由二极管D5组成。电压比较电路由电阻R3和R4、集成电路IC1、电阻R5组成。集成电路IC1由运算放大器组成。它不但设有漏电保护，而且设有短路、过流保护，具有双重保护功能。更可靠、更安全。它可广泛应用于家用及类似用途的各种电热水器中。

Description

电热水器漏电及短路、过流双重保护安全装置

技术领域

本实用新型属于电热水器技术领域，更明确地说涉及电热水器保护电路的改进。

背景技术

已有的电热水器大都装了漏电保护装置。这种装置在检测到漏电电流时，就会自动切断电源，以保护人设身安全。公开号为CN2380873的《全天候太阳能热水器》就公开了这样一种带有漏电保护开关的热水器。

但是，固名思义，漏电保护装置只在漏电时才能起到切断电源、保证安全的作用。对于诸如绝缘损坏或线路老化等因素导致的短路、过载或过压等因素导致的过流，已有的电热水器除了设有保险丝外，并无更可靠、更安全的保护装置。

本实用新型的目的，就在于克服上述缺点和不足，提供一种不但设有漏电保护，而且设有短路、过流保护，具有双重保护功能的更可靠、更安全的电热水器漏电及短路、过流双重保护装置。

发明内容

为了达到上述目的，本实用新型由电热水器的电源及电加热电路、安装在电源及电加热电路的电源线上的漏电检测单元、与漏电检测单元和电源及电加热电路连接的控制单元、与控制单元和电源及电加热电路连接的报警单元以及与控制单元和电源及电加热电路连接的执行单元所构成。电源及电加热电路的电源线上还安装着短路、过流检测单元，短路、过流检测单元还与控制单元和电源及电加热电路相连。

短路、过流检测单元由安装在电源及电加热电路的电源线上的电流互感器、与电流互感器连接的桥式整流电路、与桥式整流电路连接的电流/电压转换电路、与电流/电压转换电路连接的钳位保护电路以及与钳位保护电路连接的电压比较电路所组成。电压比较电路还与控制单元连接。

电流/电压转换电路由电阻R1、R2和电容C1组成。电阻R1的一端与电阻R2的一端和桥式整流电路中二极管D2和D4的负极连接，其另一端接地。电阻R2的另一端与钳位保护电路中二极管D5的正极及电压比较电路中集成电路IC1的反相输入端2连接，并经电容C1接地。

钳位保护电路由二极管D5组成。D5的正极与电阻R2的另一端及电压比较电路中IC1的反相输入端2连接，其负极与电源Vcc连接。

电压比较电路由电阻R3和R4、集成电路IC1、电阻R5组成，电阻R3的一端与电源Vcc连接，其另一端与IC1的正相输入端3连接并经R4接地，IC1的输出端1经电阻R5与控制单元的输入输出端I/O连接。

集成电路IC1由运算放大器组成。可采用LM358、HA-5144、EL2444C等型号。

本实用新型的电流互感器用于将大电流按比例转换为小电流供检测。桥式整流电路用于将交流市电整流为直流电流。电流/电压转换电路用于将直流电流转换为待比较电压信号供电压比较电路进行比较。钳位保护电路用于限制待比较电压信号的最大值，以免损坏电压比较电路。电压比较电路用于提供基准电压，并将待比较电压信号与之比较，将比较结果传送给控制单元。控制单元发出指令使报警单元报警，同时使执行单元切断电源、完成保护任务。

单相交流电源的一相(L或N)穿过电流互感器TA2的线圈。电流互感器感应检测到负载电流，并经整流、电流/电压转换，送至电压比较电路与基准电压(设定值)进行比较。当负载电流大于设定值时，比较器输出高电平OVER-C至控制单元相应的I/O端口1。控制单元输出控制信号，执行单元切断电源。为防止电压比较电路的集成电路IC1的输入端受到高电压的冲击损坏，设置了钳位保护电路。当负载电流转换成的待比较电压信号高于控制电源电压Vcc时，二极管D5导通，将集成电路IC1的反相输入端2的电位钳制在控制电源电压Vcc，从而起到了保护集成电路IC1的目的。

本实用新型的任务就是这样完成的。

本实用新型不但设有漏电保护，而且设有短路、过流保护，具有双重保护功能，从而更可靠、更安全。而且可进一步保护室内的其它家用电器免遭损坏。其线路结构简单，生产成本低，动作灵敏可靠。它可广泛应用于家用及类似用途的各种电热水器中。

附图说明

图1为本实用新型的电路方框图。

图2为本实用新型的电路原理图。

图1所示，本实用新型的电路由电源及电加热电路1、漏电检测单元2、控制单元3、报警单元4及执行单元5构成。电源线6上还安装着短路、过流检测单元7。交流电源输入线路的一相通过电磁感应，将其中流过的电流感应至电流互感器TA2的线圈，送入短路、过流检测单元7与基准电压进行比较。当交流负载线路发生断路或过流故障时，电流互感器TA2的线圈中的电流增大。若该电流大于设定值(即事先换算好的基准电压)，则短路、过流检测单元7输出高电平至控制单元3相应的I/O口，控制单元3通过执行单元5输出控制信号，将电源切断。

图2所示，本实用新型的短路、过流检测单元7由安装在电源及电加热电路1的电源线6上的电流互感器TA2、桥式整流电路、电流/电压转换电路、钳位保护电路以及电压比较电路组成。电压比较电路还与控制单元3连接。电流/电压转换电路由电阻R1、R2和电容C1组成。钳位保护电路由二极管D5组成。电压比较电路由电阻R3和R4、集成电路IC1、电阻R5组成。集成电路IC1由运算放大器组成。各元器件的连接关系如图示。

具体实施方式

本实用新型的实施例1如下：一种电热水器漏电及短路、过流双重保护装置。它由电源及电加热电路、漏电检测单元、控制单元、报警单元及执行单元构成。电源线上还安装着短路、过流检测单元，它还与控制单元和电源及电加热电路相连。短路、过流检测单元由电流互感器、桥式整流电路、电流/电压转换电路、钳位保护电路及电压比较电路组成。电流/电压转换电路由电阻R1、R2和电容C1组成。钳位保护电路由二极管D5组成。电压比较电路由电阻R3和R4、集成电路IC1、电阻R5组成。集成电路IC1由运算放大器组成。

实施例1不但设有漏电保护，而且设有短路、过流保护，具有双重保护功能。更可靠、更安全。它可广泛应用于家用及类似用途的各种电热水器中。

Claims

1.一种电热水器漏电及短路、过流双重保护安全装置，它由电热水器的电源及电加热电路、安装在电源及电加热电路的电源线上的漏电检测单元、与漏电检测单元和电源及电加热电路连接的控制单元、与控制单元和电源及电加热电路连接的报警单元以及与控制单元和电源及电加热电路连接的执行单元所构成，其特征在于所说的电源及电加热电路的电源线上还安装着短路、过流检测单元，短路、过流检测单元还与控制单元和电源及电加热电路相连。

2.按照权利要求1所述的电热水器漏电及短路、过流双重保护装置，其特征在于所说的短路、过流检测单元由安装在电源及电加热电路的电源线上的电流互感器、与电流互感器连接的桥式整流电路、与桥式整流电路连接的电流/电压转换电路、与电流/电压转换电路连接的钳位保护电路以及与钳位保护电路连接的电压比较电路所组成，电压比较电路还与控制单元连接。

3.按照权利要求2所述的电热水器漏电及短路、过流双重保护装置，其特征在于所说的电流/电压转换电路由电阻R1、R2和电容C1组成，电阻R1的一端与电阻R2的一端和桥式整流电路中二极管D2和D4的负极连接，其另一端接地，电阻R2的另一端与钳位保护电路中二极管D5的正极及电压比较电路中集成电路IC1的反相输入端2连接并经电容C1接地。

4.按照权利要求2或3所述的电热水器漏电及短路、过流双重保护装置，其特征在于所说的钳位保护电路由二极管D5组成，D5的正极与电阻R2的另一端及电压比较电路中IC1的反相输入端2连接，其负极与电源Vcc连接。

5.按照权利要求2或3所述的电热水器漏电及短路、过流双重保护装置，其特征在于所说的电压比较电路由电阻R3和R4、集成电路IC1、电阻R5组成，电阻R3的一端与电源Vcc连接，其另一端与IC1的正相输入端3连接并经R4接地，IC1的输出端1经电阻R5与控制单元的输入输出端I/O连接。

6.按照权利要求4所述的电热水器漏电及短路、过流双重保护装置，其特征在于所说的电压比较电路由电阻R3和R4、集成电路IC1、电阻R5组成，电阻R3的一端与电源Vcc连接，其另一端与IC1的正相输入端3连接并经R4接地，IC1的输出端1经电阻R5与控制单元的输入输出端I/O连接。

7.按照权利要求3或6所述的电热水器漏电及短路、过流双重保护装置，其特征在于所说的集成电路IC1由运算放大器组成。

8.按照权利要求4所述的电热水器漏电及短路、过流双重保护装置，其特征在于所说的集成电路IC1由运算放大器组成。

9.按照权利要求5所述的电热水器漏电及短路、过流双重保护装置，其特征在于所说的集成电路IC1由运算放大器组成。