CN203243019U - 一种断电保护器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种电路保护装置,尤其涉及一种断电保护器。一种断电保护器,包括:输入端与负载电路输入端并联的阻容降压电路;一个与负载电路串联的双向可控硅;由阻容降压电路输出端供电的单片机,所述单片机的第一I/O端口串联一个开关后接阻容降压电路输出端负极,第二I/O端口串联一个电阻R5后连接双向可控硅控制端,第三I/O端口,串联一个电阻R1后连接负载电路输入端的N极。本实用新型提供了一种判断准确、响应迅速的断电保护器,而且该保护器在有效保护用电设备安全的同时不会对用电设备电路造成干扰。

Description

一种断电保护器
技术领域
本实用新型涉及一种电路保护装置,尤其涉及一种断电保护器。
背景技术
当电机或其他用电设备运转过程中发生插头脱落、电网停电或其他原因引起电机断电失电的情况下,操作人员可能由于各种原因未及时关闭电机开关,待电网突然恢复送电,电机突然得电,电机将自行运转。在操作人员没有预知的情况下,电机的突然运行将会危害人身及财产安全。同时,电机恢复供电的瞬间峰值电流非常大,会对设备造成一定的损害,尤其是电路故障时频繁的间歇性通电断电将对设备造成巨大冲击,对设备造成严重危害。
为了避免上述安全隐患,市面出现了一些断电保护器,公开号为CN102227082A的中国发明专利公开了一种断电保护器,它包括电磁继电器、电容器、二极管、用电设备、可移动开关、按钮开关、绝缘体和衔铁,电磁继电器与衔铁、绝缘体和用电设备串联在电路中,电容器、二极管采用并联。本发明的技术缺陷在于:(1)保护装置的期间与用电设备串联,对用电设备的正常运行造成干扰;(2)采用了继电器、按钮开关、移动开关等多个开关装置,机械开关响应时间长,电路可靠性差,在快速断电通电的情况下无法提供有效保护;(3)用户主动断电和非供电线路故障断电的情况会做出误判,给用户操作带来不便。
实用新型内容
为了克服上述技术缺陷,本实用新型提供了一种判断准确、响应迅速的断电保护器,而且该保护器在有效保护用电设备安全的同时不会对用电设备电路造成干扰。
    本实用新型所采取的技术方案是:一种断电保护器,包括:输入端与负载电路输入端并联的阻容降压电路;一个与负载电路串联的双向可控硅;由阻容降压电路输出端供电的单片机,所述单片机的第一I/O端口串联一个开关后接阻容降压电路输出端负极,第二I/O端口串联一个电阻R5后连接双向可控硅控制端,第三I/O端口,串联一个电阻R1后连接负载电路输入端的N极。
    优选的,所述阻容降压电路包括:与负载电路输入端N极串接的电阻R3,R3依此串联电容C1、整流二极管D1、电容C4后接入负载电路输入端的L极,所述整流二极管D1的阴极连接C1,阳极连接C4;所述电容C1两端并联一个放电电阻R2;所述整流二极管D1的阴极和负载电路输入端的L极之间并联一个二极管D2,二极管D2的阳极接整流二极管D1的阴极,二极管D2的阴极连接负载电路输入端的L极;电容C4两端并联一个电解电容C3,电解电容C3正极与负载电路输入端的L极,负极接整流二极管D1正极;所述电容C4两端还并联一个稳压二级管D3,稳压二级管D3正极连接整流二极管D1正极,稳压二级管D3负极接负载电路输入端的L极。
    优选的,所述单片机为八引脚单片机,包括五个I/O引脚、一个低电复位引脚、一个Vcc引脚、一个Vss引脚。
    优选的,所述单片机Vcc引脚接电解电容C3正极,Vss引脚接电解电容C3负极。
优选的,所述稳压二极管D3稳压值为5.1V,电容C1电容量为0.68μF,额定电压为400V,电阻R3阻值200Ω,额定功率2W。
当负载电路输入端断电时,单片机同时断电,设备不工作;负载电路输入端通电时,负载两端的220V交流电经过阻容降压电路后转变为5V直流电源给单片机供电,单片机工作,单片机检测3号引脚的电平状态,当3号引脚电平状态由高电平转变为低电平时,单片机2号引脚输出触发脉冲,控制双向可控硅导通,从而控制设备工作;同时,单片机的3号管脚检测交流电的过零状态,在交流电电压在零或零附近时,单片机进入中断程序,控制2号引脚输出触发脉冲,控制双向可控硅导通,使负载电路在交流电的正负半周都能正常接通,实现设备的正常工作。
本实用新型的断电保护器的有益效果是:
(1)保护电路与负载电路分离,采用双向可控硅控制负载电路运行,不会对负载电路造成干扰;
(2)采用单片机控制,响应速度快,电路运行稳定,安全性能好;
(3)采用单片机I/O端口下降触发输入,完美实现了断电保护功能,在电网断电后,突然恢复送电、操作人员插上插头(电机开关打开)或其他使电机突然得电的情况下,防止电机自行运转,有效规避危险,起到保护作用。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明:
如图1所示,一种断电保护器,包括:输入端与负载电路输入端并联的阻容降压电路;一个与负载电路串联的双向可控硅;由阻容降压电路输出端供电的单片机,单片机1号引脚为电源引脚,2-7号引脚问通用I/O引脚,8号引脚为接地引脚,其中3号引脚为外部中断引脚。所述单片机的5号引脚串联一个开关后接8号引脚,2号引脚串联一个电阻R5后连接双向可控硅控制端,3号引脚串联一个电阻R1后连接负载电路输入端的N极。
阻容降压电路包括:与负载电路输入端N极串接的电阻R3,R3依此串联电容C1、整流二极管D1、电容C4后接入负载电路输入端的L极,所述整流二极管D1的阴极连接C1,阳极连接C4;所述电容C1两端并联一个放电电阻R2;所述整流二极管D1的阴极和负载电路输入端的L极之间并联一个二极管D2,二极管D2的阳极接整流二极管D1的阴极,二极管D2的阴极连接负载电路输入端的L极;电容C4两端并联一个电解电容C3,电解电容C3正极与负载电路输入端的L极,负极接整流二极管D1正极;所述电容C4两端还并联一个稳压二级管D3,稳压二级管D3正极连接整流二极管D1正极,稳压二级管D3负极接负载电路输入端的L极。所述单片机Vcc引脚接电解电容C3正极,Vss引脚接电解电容C3负极。其中R1、R2阻值1MΩ,电阻R3阻值200Ω,额定功率2W,R5阻值47欧姆,D1、D2为IN4007整流二极管,稳压二极管D3稳压值为5.1V,电容C1电容量为0.68μF,额定电压为400V,电容C4容值0.1μF,双向可控硅型号为BAT12。
电路工作原理:C1降压电容,通过限制电路的电流达到降压的目的;R2是C1的放电电阻,R2的作用是防止在快速插拔电源插头或插头接触不良时C2电容上的残余电压和电网电压叠加对后续器件形成高压冲击和防止拔出电源插头后接触到人体对人员产生伤害;R3为限流电阻,此电阻主要是防止首次上电和在快速插拔电源插头或插头接触不良时所产生的高压冲击对整流二极管的损坏;D1、D2为整流二极管,组成半波整流回路;C3、C4为滤波电容,其中C3为大容量电解电容,C4为小容量无极性电容,两个电容配合使用降低交流脉动波纹系数使直流输出平滑;D3为稳压二极管,使输出电压稳定在5V左右。整个阻容降压电路完成200V交流转5V直流的作用,转换后输出稳定。
220V交流电源经阻容降压整流稳压后提供给单片机5V直流电源,单片机开始工作,首先进入定时器中断,检测5号引脚电平状态,当开关处于打开状态时,单片机5号引脚为高电平,2号引脚无脉冲信号;当开光闭合状态时,5号引脚检测到下降沿信号,程序控制单片机检测3号引脚电平状态,当3号引脚电平状态为低电平时,单片机进入外部中断程序,程序控制2号引脚输出脉冲信号,在脉冲信号的控制下,双向可控硅导通,负载电路得电工作;当5号管脚检测到上升沿信号时,程序2号引脚停止输出脉冲号,负载电路停止工作。若负载电路断电后,开关处于闭合状态,5号引脚为低电平,单片机则不能进入3号引脚的外部中断程序,2号引脚无脉冲信号,双向可控硅不工作。
在单片机程序中设置定时器中断优先级高于外部中断,定时器中断程序完成检测5号引脚状态的工作,只有当5号引脚电平状态转变,且转变后为低电平时,单片机跳出定时器中断,开始接收3号引脚的外部中断信号,3号引脚为低电平时2号引脚输出脉冲信号;当5号引脚电平状态再次转变,2号引脚停止输出脉冲信号,双向可控硅截止,负载电路关断。当因此,在外部电路恢复供电的情况下,即使开关处于闭合状态,单片机2号引脚依然没有脉冲信号,负载电路无法导通。

Claims (6)

1.一种断电保护器,其特征在于,包括:
输入端与负载电路输入端并联的阻容降压电路;
一个与负载电路串联的双向可控硅;
由阻容降压电路输出端供电的单片机,所述单片机的第一I/O端口串联一个开关后接阻容降压电路输出端负极,第二I/O端口串联一个电阻R5后连接双向可控硅控制端,第三I/O端口串联一个电阻R1后连接负载电路输入端的N极。
2.根据权利要求1所述的断电保护器,其特征在于,所述阻容降压电路包括:
与负载电路输入端N极串接的电阻R3,R3依此串联电容C1、整流二极管D1、电容C4后接入负载电路输入端的L极,所述整流二极管D1的阴极连接C1,阳极连接C4;
所述电容C1两端并联一个放电电阻R2;
所述整流二极管D1的阴极和负载电路输入端的L极之间并联一个二极管D2,二极管D2的阳极接整流二极管D1的阴极,二极管D2的阴极连接负载电路输入端的L极;
电容C4两端并联一个电解电容C3,电解电容C3正极与负载电路输入端的L极,负极接整流二极管D1正极;
所述电容C4两端还并联一个稳压二级管D3,稳压二级管D3正极连接整流二极管D1正极,稳压二级管D3负极接负载电路输入端的L极。
3.根据权利要求2所述的断电保护器,其特征在于,所述单片机为八引脚单片机,包括五个I/O引脚、一个低电复位引脚、一个Vcc引脚、一个Vss引脚。
4.根据权利要求3所述的断电保护器,其特征在于,所述单片机Vcc引脚接电解电容C3正极,Vss引脚接电解电容C3负极。
5.根据权利要求2-4中任一项所述断电保护器,其特征在于,所述稳压二极管D3稳压值为5.1V,电容C1电容量为0.68μF,额定电压为400V,电阻R3阻值200Ω,额定功率2W。
6.根据权利要求3所述的断电保护器,其特征在于,所述第三I/O端口为外部中断端口。
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