CN202957575U - 漏电断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种漏电断路器。本实用新型的漏电断路器，包括电子组件，所述电子组件包括电源电路、差分放大电路、精密绝对值电路和信号比较与驱动可控硅电路，所述电源电路分别为上述各电路供电，所述差分放大电路输出端连接精密绝对值电路输入端，精密绝对值电路输出端连接信号比较与驱动可控硅电路。本实用新型本实用新型的漏电断路器，能检测到非正弦交流电流，并做出相应的保护，对脉动直流电流敏感，保护范围更广，安全等级更高，具有抗浪涌冲击误动作的功能，保证了供电的可靠性。

Description

漏电断路器

技术领域

本实用新型涉及一种断路器，特别是涉及一种抗浪涌冲击的A型漏电断路器。

背景技术

国内外多年的运行经验表明，推广使用漏电断路器，对防止触电伤亡事故，避免因漏电而引起的火灾事故, 具有明显的效果。

漏电断路器即剩余电流断路器主要包括检测元件(零序电流互感器)、中间环节(包括放大器、比较器、脱扣器等)、执行元件(主开关) 以及试验元件等几个部分。在被保护电路工作正常, 没有发生漏电或触电的情况下, 由克希荷夫定律可知, 通过零序电流互感器一次侧的电流相量和等于零，这样零序电流互感器的二次侧不产生感应电动势, 漏电保护器不动作, 系统保持正常供电。当被保护电路发生漏电或有人触电时, 由于漏电电流的存在, 通过零序电流互感器一次侧各相电流的相量和不再等于零,产生了漏电电流，在零序电流互感器铁心中出现了交变磁通。在交变磁通作用下, 零序电流互感器二次侧线圈就有感应电动势产生, 此漏电信号经中间环节进行处理和比较, 当达到预定值时, 使主开关分离脱扣器线圈，零序电流互感器通电, 驱动主开关自动跳闸, 切断故障电路,从而实现保护。

传统的AC型漏电断路器只能对突然施加或缓慢上升的剩余正弦交流电流确保脱扣，而目前有大量电子元件的电气设备，如计算机、电子办公器具及家用电器等容易产生非正弦波的剩余电流，这些传统的AC型漏电断路器则不能确保准确脱扣，从而导致漏电或触电甚至影响生命安全，因此普通的AC型漏电断路器已不能满足要求。

实用新型内容

本实用新型提供一种抗浪涌冲击A型漏电断路器，以解决现有技术之不足。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是，漏电断路器，包括电子组件，所述电子组件包括电源电路、差分放大电路、精密绝对值电路和信号比较与驱动可控硅电路，所述电源电路分别为上述各电路供电，所述差分放大电路输出端连接精密绝对值电路输入端，精密绝对值电路输出端连接信号比较与驱动可控硅电路。

进一步的，所述的电源电路包括脱扣线圈、压敏电阻RV1、整流桥D9、电阻R2、电阻R45、稳压管D7、稳压管D8、电容C12、电容C13、电容C11，脱扣线圈一端与连接市电零线的电源线连接，脱扣线圈另一端与整流桥D9端口4连接，该端同时与压敏电阻RV1一端连接，压敏电阻RV1另一端分别与连接市电火线的电源线和整流桥D9的端口2连接，整流桥D9端口1与电阻R2、电阻R45串联后接稳压管D7的阴极，稳压管D7的阳极与稳压管D8的阴极连接后接地，稳压管D8的阳极接至整流桥D9端口3，电容C12一端与稳压管D7的阴极连接，该端同时与电容C11的一端连接，电容C12的另一端与电容C13的一端连接，电容C11的另一端和电容C13的另一端接地; 

电压通过整流桥D9的作用，将交流变成脉动直流，电阻R2、电阻R45组成降压电路，稳压管D7、稳压管D8组成串联稳压电路，取稳压管D7、稳压管D8的中点为地，则D7的阳极为正电压、稳压管D8的阴极为负电压，稳压管D7、稳压管D8组成正负双电源，为运算放大器提供双电源，电容C12、电容C13、电容C11组成滤波网络，保证电压的稳定。

所述差分放大电路包括零序电流互感器U2、电阻R0、电容C9、电阻R11、电阻R12、差分放大器U5A、电容C32、电容C2、电容C3、电阻R13、电容C14、电阻R14、电容C15和电容C16，所述零序电流互感器U2的端口3串接电阻R8、电阻R48和开关Wr后与连接市电零线的电源线连接；所述零序电流互感器U2的端口1和端口2均与连接市电火线的电源线连接，所述电阻R0的一端与零序电流互感器U2的端口3连接，所述电阻R0的另一端与零序电流互感器U2的端口1和端口2均连接，电容C9的一端与电阻R0的一端连接，该端还串联R11后接放大器U5A的负相输入端，电容C9的另一端与电阻R0的另一端连接，该端还串联电阻R12后接放大器U5A的正相输入端，放大器U5A的正电源端接稳压管D7的阴极，放大器U5A的负电源端接稳压管D8的阳极，放大器U5A的输出端接电容C32的一端，电容C32的另一端接电容C16的一端，电容C16的另一端接地，电容C2的一端与电阻R0与电阻R11的共同连接端连接，电容C2的另一端接地，电容C3的一端与电阻R0与电阻R12的共同连接端连接，电容C3的另一端接地，电阻R13的一端与放大器U5A的正相输入端连接，电阻R13的另一端接地，电容C14与电阻R13并联，电阻R14一端与放大器U5A的负相输入端连接，电阻R14另一端与放大器U5A的输出端连接，电容C15与电阻R14并联；

零序电流互感器U2的二次侧输出的小信号经过差分放大电路，将小信号变换成大信号，通过涤纶电容C32的隔离作用，可以保证只有交流信号能通过电容C32，作为后级电路的输入。

所述精密绝对值电路包括电阻R19、电阻R15、放大器U5B、互感器U3、电阻R17、放大器U5C、电阻R21、电容C18、电阻R16、电阻R18、电阻R24、电阻R20和电容C17，电阻R19与电容C16并联，电阻R15的一端接电阻R19与电容C32的共同连接端，电阻R15的另一端接放大器U5B的负相输入端，放大器U5B的正相输入端接地，放大器U5B的正电源端接稳压管D7的阴极，放大器U5B的负电源端接稳压管D8的阳极，放大器U5B的输出端与互感器U3的端口3连接，互感器U3的端口2与放大器U5B的负相输入端连接，互感器U3的端口1与电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端与放大器U5C的负相输入端连接，放大器U5C的正相输入端接地，放大器U5C的正电源端接稳压管D7的阳极，放大器U5C的负电源端接稳压管D8的阴极,放大器U5C的输出端接电阻R21的一端，电阻R21的另一端接电容C18的一端，电容C18的另一端接地，电阻R16一端与放大器U5B的负相输入端连接，电阻R16另一端与互感器U3的端口1连接，电阻R24与电阻R17并联，电阻R18的一端接电阻R15和电阻R19的共同连接端，电阻R18的另一端与放大器U5C的负相输入端连接，电阻R20一端与放大器U5C的负相输入端连接，电阻R20另一端与放大器U5C的输出端连接，电容C17与电阻R20并联；

差分放大电路的输出信号经过精密绝对值电路，将交流信号转换成脉动直流，再通过由电阻R21、电容C18组成的低通滤波网络后，电容C8两端的电压，为输入电流的等比例有效值。

所述信号比较与驱动可控硅电路包括放大器U5D，二极管U4-1、可控硅Q2、电阻R23、电阻R22，电容C19，所述放大器U5D的正相输入端接电阻R21和电容C18的共同连接端，放大器U5D的负相输与电阻R23的一端连接，该端同时与电阻R22的一端连接，电阻R22的另一端接稳压管D8的阳极，电阻R23的另一端接稳压管D7的阴极，放大器U5D的正电源端接稳压管D7的阴极，放大器U5D的负电源端接稳压管D8的阳极,放大器U5D的输出端接二极管U4-1的阳极，二极管U4-1的阴极接可控硅Q2的控制极，可控硅Q2的阳极与整流桥D9的端口1连接，可控硅Q2的阴极接稳压管D8的阳极，电容C19一端接可控硅Q2的控制极，电容C19的另一端接可控硅Q2的阴极。

电容C18正向端的输入电压有效值作为运算放大器U5D的正向输入端，与反向输入端的电压比较，当正向端电压大于反向端电压时，运算放大器输出端为高电平，驱动可控硅Q2导通，当正向端电压小于反向端电压时，运算放大器输出端为低电平，可控硅Q2可控硅截止，同时通过调节电阻R23、电阻R22的阻值，可以调节运算放大器U5D反向端的电压，即调节剩余电流的大小。

进一步的，所述可控硅Q2的型号为MCR100-8。

进一步的，所述二极管U4-1的型号为M7。

本实用新型采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下优点：

1.本实用新型的漏电断路器，能调节剩余电流的大小，能检测到非正弦交流电流，并做出相应的保护；

2.本实用新型的漏电断路器可以覆盖AC型剩余电流保护器的全部功能，并且对脉动直流电流敏感，保护范围更广，安全等级更高；

3.本实用新型的漏电断路器具有抗浪涌冲击误动作的功能，保证了供电的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的实施例的电路原理图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

作为一个具体的实施例，如图1所示，抗浪涌冲击A型漏电断路器，包括电子组件，所述电子组件包括电源电路、差分放大电路、精密绝对值电路和信号比较与驱动可控硅电路，所述电源电路分别为上述各电路供电，所述差分放大电路输出端连接精密绝对值电路输入端，精密绝对值电路输出端连接信号比较与驱动可控硅电路。

进一步的，所述的电源电路包括脱扣线圈、压敏电阻RV1、整流桥D9、电阻R2、电阻R45、稳压管D7、稳压管D8、电容C12、电容C13、电容C11，脱扣线圈一端与连接市电零线的电源线连接，脱扣线圈另一端与整流桥D9端口4连接，该端同时与压敏电阻RV1一端连接，压敏电阻RV1另一端分别与连接市电火线的电源线和整流桥D9的端口2连接，整流桥D9端口1与电阻R2、电阻R45串联后接稳压管D7的阴极，稳压管D7的阳极与稳压管D8的阴极连接后接地，稳压管D8的阳极接至整流桥D9端口3，电容C12一端与稳压管D7的阴极连接，该端同时与电容C11的一端连接，电容C12的另一端与电容C13的一端连接，电容C11的另一端和电容C13的另一端接地; 

电压通过整流桥D9的作用，将交流变成脉动直流，电阻R2、电阻R45组成降压电路，稳压管D7、稳压管D8组成串联稳压电路，取稳压管D7、稳压管D8的中点为地，则D7的阳极为正电压、稳压管D8的阴极为负电压，稳压管D7、稳压管D8组成正负双电源，为运算放大器提供双电源，电容C12、电容C13、电容C11组成滤波网络，保证电压的稳定。

所述差分放大电路包括零序电流互感器U2、电阻R0、电容C9、电阻R11、电阻R12、差分放大器U5A、电容C32、电容C2、电容C3、电阻R13、电容C14、电阻R14、电容C15和电容C16，所述零序电流互感器U2的端口3串接电阻R8、电阻R48和开关Wr后与连接市电零线的电源线连接；所述零序电流互感器U2的端口1和端口2均与连接市电火线的电源线连接，所述电阻R0的一端与零序电流互感器U2的端口3连接，所述电阻R0的另一端与零序电流互感器U2的端口1和端口2均连接，电容C9的一端与电阻R0的一端连接，该端还串联R11后接放大器U5A的负相输入端，电容C9的另一端与电阻R0的另一端连接，该端还串联电阻R12后接放大器U5A的正相输入端，放大器U5A的正电源端接稳压管D7的阴极，放大器U5A的负电源端接稳压管D8的阳极，放大器U5A的输出端接电容C32的一端，电容C32的另一端接电容C16的一端，电容C16的另一端接地，电容C2的一端与电阻R0与电阻R11的共同连接端连接，电容C2的另一端接地，电容C3的一端与电阻R0与电阻R12的共同连接端连接，电容C3的另一端接地，电阻R13的一端与放大器U5A的正相输入端连接，电阻R13的另一端接地，电容C14与电阻R13并联，电阻R14一端与放大器U5A的负相输入端连接，电阻R14另一端与放大器U5A的输出端连接，电容C15与电阻R14并联；

零序电流互感器U2的二次侧输出的小信号经过差分放大电路，将小信号变换成大信号，通过涤纶电容C32的隔离作用，可以保证只有交流信号能通过电容C32，作为后级电路的输入。

所述精密绝对值电路包括电阻R19、电阻R15、放大器U5B、互感器U3、电阻R17、放大器U5C、电阻R21、电容C18、电阻R16、电阻R18、电阻R24、电阻R20和电容C17，电阻R19与电容C16并联，电阻R15的一端接电阻R19与电容C32的共同连接端，电阻R15的另一端接放大器U5B的负相输入端，放大器U5B的正相输入端接地，放大器U5B的正电源端接稳压管D7的阴极，放大器U5B的负电源端接稳压管D8的阳极，放大器U5B的输出端与互感器U3的端口3连接，互感器U3的端口2与放大器U5B的负相输入端连接，互感器U3的端口1与电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端与放大器U5C的负相输入端连接，放大器U5C的正相输入端接地，放大器U5C的正电源端接稳压管D7的阳极，放大器U5C的负电源端接稳压管D8的阴极,放大器U5C的输出端接电阻R21的一端，电阻R21的另一端接电容C18的一端，电容C18的另一端接地，电阻R16一端与放大器U5B的负相输入端连接，电阻R16另一端与互感器U3的端口1连接，电阻R24与电阻R17并联，电阻R18的一端接电阻R15和电阻R19的共同连接端，电阻R18的另一端与放大器U5C的负相输入端连接，电阻R20一端与放大器U5C的负相输入端连接，电阻R20另一端与放大器U5C的输出端连接，电容C17与电阻R20并联；

差分放大电路的输出信号经过精密绝对值电路，将交流信号转换成脉动直流，再通过由电阻R21、电容C18组成的低通滤波网络后，电容C8两端的电压，为输入电流的等比例有效值。

所述信号比较与驱动可控硅电路包括放大器U5D，M7二极管U4-1、型号为MCR100-8可控硅Q2、电阻R23、电阻R22，电容C19，所述放大器U5D的正相输入端接电阻R21和电容C18的共同连接端，放大器U5D的负相输与电阻R23的一端连接，该端同时与电阻R22的一端连接，电阻R22的另一端接稳压管D8的阳极，电阻R23的另一端接稳压管D7的阴极，放大器U5D的正电源端接稳压管D7的阴极，放大器U5D的负电源端接稳压管D8的阳极,放大器U5D的输出端接二极管U4-1的阳极，二极管U4-1的阴极接可控硅Q2的控制极，可控硅Q2的阳极与整流桥D9的端口1连接，可控硅Q2的阴极接稳压管D8的阳极，电容C19一端接可控硅Q2的控制极，电容C19的另一端接可控硅Q2的阴极。

电容C18正向端的输入电压有效值作为运算放大器U5D的正向输入端，与反向输入端的电压比较，当正向端电压大于反向端电压时，运算放大器输出端为高电平，驱动可控硅Q2导通，当正向端电压小于反向端电压时，运算放大器输出端为低电平，可控硅Q2可控硅截止，同时通过调节电阻R23、电阻R22的阻值，可以调节运算放大器U5D反向端的电压，即调节剩余电流的大小。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。 

Claims (4)

1.漏电断路器，其特征在于：包括电子组件，所述电子组件包括电源电路、差分放大电路、精密绝对值电路和信号比较与驱动可控硅电路，所述电源电路分别为上述各电路供电，所述差分放大电路输出端连接精密绝对值电路输入端，精密绝对值电路输出端连接信号比较与驱动可控硅电路。

2.根据权利要求1所述的漏电断路器，其特征在于：

所述的电源电路包括脱扣线圈、压敏电阻RV1、整流桥D9、电阻R2、电阻R45、稳压管D7、稳压管D8、电容C12、电容C13、电容C11，脱扣线圈一端与连接市电零线的电源线连接，脱扣线圈另一端与整流桥D9端口4连接，该端同时与压敏电阻RV1一端连接，压敏电阻RV1另一端分别与连接市电火线的电源线和整流桥D9的端口2连接，整流桥D9端口1与电阻R2、电阻R45串联后接稳压管D7的阴极，稳压管D7的阳极与稳压管D8的阴极连接后接地，稳压管D8的阳极接至整流桥D9端口3，电容C12一端与稳压管D7的阴极连接，该端同时与电容C11的一端连接，电容C12的另一端与电容C13的一端连接，电容C11的另一端和电容C13的另一端接地; 

所述差分放大电路包括零序电流互感器U2、电阻R0、电容C9、电阻R11、电阻R12、差分放大器U5A、电容C32、电容C2、电容C3、电阻R13、电容C14、电阻R14、电容C15和电容C16，所述零序电流互感器U2的端口3串接电阻R8、电阻R48和开关Wr后与连接市电零线的电源线连接；所述零序电流互感器U2的端口1和端口2均与连接市电火线的电源线连接，所述电阻R0的一端与零序电流互感器U2的端口3连接，所述电阻R0的另一端与零序电流互感器U2的端口1和端口2均连接，电容C9的一端与电阻R0的一端连接，该端还串联R11后接放大器U5A的负相输入端，电容C9的另一端与电阻R0的另一端连接，该端还串联电阻R12后接放大器U5A的正相输入端，放大器U5A的正电源端接稳压管D7的阴极，放大器U5A的负电源端接稳压管D8的阳极，放大器U5A的输出端接电容C32的一端，电容C32的另一端接电容C16的一端，电容C16的另一端接地，电容C2的一端与电阻R0与电阻R11的共同连接端连接，电容C2的另一端接地，电容C3的一端与电阻R0与电阻R12的共同连接端连接，电容C3的另一端接地，电阻R13的一端与放大器U5A的正相输入端连接，电阻R13的另一端接地，电容C14与电阻R13并联，电阻R14一端与放大器U5A的负相输入端连接，电阻R14另一端与放大器U5A的输出端连接，电容C15与电阻R14并联；

所述精密绝对值电路包括电阻R19、电阻R15、放大器U5B、互感器U3、电阻R17、放大器U5C、电阻R21、电容C18、电阻R16、电阻R18、电阻R24、电阻R20和电容C17，电阻R19与电容C16并联，电阻R15的一端接电阻R19与电容C32的共同连接端，电阻R15的另一端接放大器U5B的负相输入端，放大器U5B的正相输入端接地，放大器U5B的正电源端接稳压管D7的阴极，放大器U5B的负电源端接稳压管D8的阳极，放大器U5B的输出端与互感器U3的端口3连接，互感器U3的端口2与放大器U5B的负相输入端连接，互感器U3的端口1与电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端与放大器U5C的负相输入端连接，放大器U5C的正相输入端接地，放大器U5C的正电源端接稳压管D7的阳极，放大器U5C的负电源端接稳压管D8的阴极,放大器U5C的输出端接电阻R21的一端，电阻R21的另一端接电容C18的一端，电容C18的另一端接地，电阻R16一端与放大器U5B的负相输入端连接，电阻R16另一端与互感器U3的端口1连接，电阻R24与电阻R17并联，电阻R18的一端接电阻R15和电阻R19的共同连接端，电阻R18的另一端与放大器U5C的负相输入端连接，电阻R20一端与放大器U5C的负相输入端连接，电阻R20另一端与放大器U5C的输出端连接，电容C17与电阻R20并联；

所述信号比较与驱动可控硅电路包括放大器U5D，二极管U4-1、可控硅Q2、电阻R23、电阻R22，电容C19，所述放大器U5D的正相输入端接电阻R21和电容C18的共同连接端，放大器U5D的负相输与电阻R23的一端连接，该端同时与电阻R22的一端连接，电阻R22的另一端接稳压管D8的阳极，电阻R23的另一端接稳压管D7的阴极，放大器U5D的正电源端接稳压管D7的阴极，放大器U5D的负电源端接稳压管D8的阳极,放大器U5D的输出端接二极管U4-1的阳极，二极管U4-1的阴极接可控硅Q2的控制极，可控硅Q2的阳极与整流桥D9的端口1连接，可控硅Q2的阴极接稳压管D8的阳极，电容C19一端接可控硅Q2的控制极，电容C19的另一端接可控硅Q2的阴极。

3.根据权利要求2所述的漏电断路器，其特征在于：所述可控硅Q2的型号为MCR100-8。

4.根据权利要求2所述的漏电断路器，其特征在于：所述二极管U4-1的型号为M7。

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