CN204046129U - 一种电冰箱保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电冰箱保护器，其包括电压取样鉴别单元、基本RS触发器、驱动电路、延时电路和直流电源，所述电压取样鉴别单元分别与延时电路和基本RS触发器连接，所述基本RS触发器连接驱动电源，所述直流电源为电压取样鉴别单元、基本RS触发器、驱动电源和延时电路供电，所述驱动电路串接在电冰箱供电电路中，所述电压取样鉴别单元与市电连接。当市电电压超过250V或小于180V时，电冰箱自动断电；当市电电压从超过250V或小于180V到进入正常电压范围，电冰箱延时5分钟后才开始工作。本实用新型适用于常见的家用冰箱设备。

Description

一种电冰箱保护器

技术领域

本实用新型涉及电路保护领域，尤其是涉及一种结构简单、功能全面的电冰箱保护器。 

背景技术

家用电器保护器是发电、送电、供电、用电系统中的重要电器器件。它是一种跨行业、需求数量大、应用面积广、节能效果显著的倍受青睐的机电产品。保护器的作用几乎渗透到所有的用电领域，不仅在工业、农业、国防建设、人民生活日常生产的安全保障上发挥着无可替代的作用，而且在国民经济和节能事业上起着至关重要的地位与作用。 

要想让电冰箱正常工作就必须让电冰箱的电机承受正常且稳定的工作电压，一旦供电电压过高或者过低都很容易导致电机绕组线圈烧毁；次外，当电冰箱正在工作时突然断电而又立即恢复正常通电时，电冰箱的压缩机所承受的启动电流就会比正常启动时电流大好几倍，以致压缩泵内的压力很高，从而使驱动电机的负荷过载，这样情况非常容易烧毁电机。因此，电冰箱必须要有一个保护器对它进行时刻检测和保护。 

现有的保护器主要以防止欠压或者过压为主，而缺少在电源中断又立即恢复供电情况下的延时保护功能。 

发明内容

本实用新型主要是解决现有技术所存在的缺乏对电源中断又立即恢复供电的情况下的延时保护功能等的技术问题，提供一种功能全面、结构简单、反应速度快、成本低的电冰箱保护器。 

本实用新型针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种电冰箱保护器，包括电压取样鉴别单元、基本RS触发器、驱动电路、延时电路和直流电源，所述电压取样鉴别单元分别与延时电路和基本RS触发器连接，所述基本RS触发器分别连接延时电路和驱动电源，所述直流电源为电压取样鉴别单元、基本RS触发器、驱动电源和延时电路供电，所述驱动电路串接在电冰箱供电电路中，所述电压取样鉴别单元与市电连接。 

当正常工作的电冰箱一旦断电又恢复供电时，延时电路能够延时3-5分钟后再给冰箱接通电源。电压取样鉴别电源用于检测市电电压是否有过压、欠压以及断电的情况。驱动电路用于驱动继电器线圈来控制电冰箱供电电路的接通或者断开，实现保护控制。 

作为优选，所述电压取样鉴别单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、与非门G1、与非门G2、与非门G3、电位器Rp1、电位器Rp2和二极管D1；所述电阻R1的一端作为第一市电输入端，另一端连接二极管D1的正极；所述电阻R3的一端作为第二市电输入端，另一端连接电容C1的负极；电阻R2的一端连接二极管D1的正极，另一端连接电容C1负极；二极管D1的负极连接电容C1的正极；电阻R4的一端连接电容C1正极，另一端连接电容C2正极；电容C2的负极连接电容C1的负极；电阻R5的一端连接电容C2的正极，另一端连接电位器Rp1的第一定触点；电阻R6的一端连接电位器Rp1的第二定触点，另一端连接电容C2的负极；电容C3的正极连接电位器Rp1的动触点，负极连接电容C2的负极；电阻R7的一端连接电容C2的正极，另一端连接电位器Rp2的第一定触点；电阻R8的一端连接电位器Rp2的第二定触点，另一端连接电容C3的负极；电容C4的正极连接电容C2的正极，负极连接电位器Rp2的动触点；与非门G1的两个输入端都连接电位器Rp1的动触点，输出端连接到与非门G2的第二输入端；与非门G2的第一输入端连接电位器Rp2的动触点，输出端连接与非门G3的两个输入端，与非门G2的输出端还连接到延时电路；与非门G3的输出端连接基本RS触发器。 

电压取样鉴别电路的主要功能就是在电网电压超过250V或者低于180V时，给驱动单元电路发出驱动信号，来控制继电器线圈的得电和失电，从而达到控制电冰箱的通断电；当电网电压恢复正常供电时，为延时电路输入一个负脉冲，使延时电路开始工作，让电冰箱延时3～5分钟以后才能通电。 

作为优选，所述驱动电路包括三极管VT1、三极管VT2、二极管D2、与非门G6、电阻R11和继电器K；所述与非门G6 的两个输入端连接基本RS触发器的输出端，与非门G6的输出端通过电阻R11连接三极管VT1的基极；三极管VT1的集电极连接二极管D2的正极，发射极连接三极管VT2的基极；三极管VT2的发射极接地；继电器K的一个控制端连接二极管D2的负极，另一个控制端连接三极管VT2的集电极，继电器K的被控端串联在电冰箱供电电路中。 

驱动单元主要实现对负载供电线路通断状态的控制。 

作为优选，所述延时电路为包含555定时器的单稳态触发器电路。 

本实用新型带来的有益效果是，为电冰箱提供供电保护，当市电在正常范围时，电冰箱正常工作；当市电电压超过250V或小于180V时，电冰箱自动断电；当市电电压从超过250V或小于180V到进入正常电压范围，电冰箱延时3-5分钟后才开始工作。 

附图说明

图1是本实用新型的一种结构框图； 

图2是本实用新型的一种电压取样鉴别单元电路图；

图3是本实用新型的一种驱动电路图；

图4是本实用新型的一种直流电源电路图；

图5是本实用新型的一种延时电路图；

图中：1、电压取样鉴别单元，2、基本RS触发器，3、延时电路，4、驱动电路，5、直流电源。

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：本实施例的一种电冰箱保护器，如图1所示，包括电压取样鉴别单元1、基本RS触发器2、驱动电路4、延时电路3和直流电源5，所述电压取样鉴别单元分别与延时电路和基本RS触发器连接，所述基本RS触发器分别连接延时电路和驱动电源，所述直流电源为电压取样鉴别单元、基本RS触发器、驱动电源和延时电路供电，所述驱动电路串接在电冰箱供电电路中，所述电压取样鉴别单元与市电连接。 

如图2所示，电压取样鉴别单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、与非门G1、与非门G2、与非门G3、电位器Rp1、电位器Rp2和二极管D1；所述电阻R1的一端作为第一市电输入端，另一端连接二极管D1的正极；所述电阻R3的一端作为第二市电输入端，另一端连接电容C1的负极；电阻R2的一端连接二极管D1的正极，另一端连接电容C1负极；二极管D1的负极连接电容C1的正极；电阻R4的一端连接电容C1正极，另一端连接电容C2正极；电容C2的负极连接电容C1的负极；电阻R5的一端连接电容C2的正极，另一端连接电位器Rp1的第一定触点；电阻R6的一端连接电位器Rp1的第二定触点，另一端连接电容C2的负极；电容C3的正极连接电位器Rp1的动触点，负极连接电容C2的负极；电阻R7的一端连接电容C2的正极，另一端连接电位器Rp2的第一定触点；电阻R8的一端连接电位器Rp2的第二定触点，另一端连接电容C3的负极；电容C4的正极连接电容C2的正极，负极连接电位器Rp2的动触点；与非门G1的两个输入端都连接电位器Rp1的动触点，输出端连接到与非门G2的第二输入端；与非门G2的第一输入端连接电位器Rp2的动触点，输出端连接与非门G3的两个输入端，与非门G2的输出端还连接到延时电路；与非门G3的输出端连接基本RS触发器。 

1.当市网电压正常时 

电源接通之后,正常的220V交流电压经电阻R1，R2和R3分压后, R2由两端取出约40V的交流电压,经D1半波整流再经C1、C2及R4滤波后成为直流取样电压,使图2中UA=(10～13) V, UB<UTH1(与非门G1的转折电压，对于CMOS门，阈值电压约等于直流电源电压的一半，即UTH1=0.5VDD),UC>UTH2 (与非门G2的转折电压)，故门G1输出“1”电平（高电平），门G2输出“0”电平（低电平），该信号作为控制信号送往延时电路，此信号使延时电路不动作。门G3输出 “1”电平，该信号作为基本RS触发器的控制脉冲改变其状态 。

2. 当市网电压≥250V或≤180V时 

由于电网电压升高，使直流取样电压也相应升高，因而使UB≥UTH1,UC≥UTH2,故门G1输出为“0”电平，门G2输出为“1”电平，门G3输出“0”电平；由于电网电压降低，使直流取样电压相应降低，因而使UC<UTH1（这时UB<UTH1）,使门G2输出“1”电平，门G3输出为“0”电平。当市网电压当市网电压≥250V或≤180V时，门G2输出由“0”电平翻转为“1”电平，该脉冲下降沿作为延时电路的触发信号，使延时电路工作。门G3输出为“0”电平，该信号与延时电路输出的信号一起控制基本RS触发器的状态，启动断电保护。

驱动电路如图3所示，包括三极管VT1、三极管VT2、二极管D2、与非门G6、电阻R11和继电器K；所述与非门G6 的两个输入端连接基本RS触发器的输出端，与非门G6的输出端通过电阻R11连接三极管VT1的基极；三极管VT1的集电极连接二极管D2的正极，发射极连接三极管VT2的基极；三极管VT2的发射极接地；继电器K的一个控制端连接二极管D2的负极，另一个控制端连接三极管VT2的集电极，继电器K的被控端串联在电冰箱供电电路中。 

驱动电路的主要功能是：通过RS触发器的输出端（Q）的状态，经门G6反相后控制VT1、VT2的饱和导通或截止，使继电器线圈K中有电流或无电流，从而使其常闭触点断开或闭合，电冰箱处于停止或工作状态。D2是续流二极管，其作用是：当二极管VT1及VT2由导通变截止时，继电器线圈中的电流不会突然中断，在其线圈两端会产生上负下正的自感电压，由于该电压很高，可能会击穿三极管VT1和VT2。有续流二极管时，自感电压的极性使D2导通，给继电器线圈中的电流（电感中的电流不能突变）提供了通路（续流），使线圈中的磁场能量慢慢释放，因而线圈两端不会产生高的自感电压，VT1和VT2就不会被击穿了。 

直流电源如图4所示。 

该电源由变压器T、整流二极管D3-D6、稳压管DZ1-DZ2、调整管VT3-VT5、电容C11-C13及电阻R15与R16组成,如图3-4所示。该电路的主要功能是产生两种大小不同的直流电压：E点输出电压UE=22V，供给驱动单元；F点输出电压UF=11V,作为与非门G1-G6和555定时器IC的电源电压。直流稳压电源电路的工作原理如下： 

1.由变压器T、整流管D3-D6、电容C11组成全波桥式整流电容滤波电路。220V的交流电压经降压变压器降压后，又经D3-D6组成的整流桥，输出脉动的电压，再经C11的滤波，便在其两端（即稳压电路的输入端）获得直流电压。为了能在电网电压波动或负载电流变化时，该电源所输出的直流电压基本稳定，必须设有稳压电路。

 2.由VT3-VT5、DZ1-DZ2、电容C12和C13、电阻R15与R16构成了基本调 整管串联型稳压电路。其中VT3和VT4组成复合调整管，与DZ1，DZ2及电阻R15构成第一级稳压电路，在E点输出22V直流电压。它的特点是UE与稳压管稳压值UZ是“跟随”的关系，所以只要稳压管电压DZ1，DZ2保持稳定，则当电网电压和负载电流在一定范围内变化时，UE也能基本稳定。由于加了射极跟随器，使稳压电路带负载能力增强了。同理VT5，DZ3，R16又组成了第二级稳压电路，在F点输出11v的直流电压。电容C12和C13是为了改进稳压电路的暂态响应而设置的，即瞬时增减负载电流时不至于引起输出电压有较大的波动。 

延时电路如图5所示，为包含555定时器的单稳态触发器电路。 

稳态时NE555电路输入端处于电源电平，内部放电三极管T导通，电容C7通过放电三极管T放电，输出端Vo输出低电平；当有一个外部负脉冲触发信号（由电压取样鉴别电路提供）加到Vi端。并使2端电位瞬时低于1/3Vcc，低电平比较器动作，单稳态电路即开始一个稳态过程，电容C7开始充电，Vc按指数规律增长。当Vc充电到2/3Vcc时，高电平比较器动作，比较器A1翻转，输出Vo从高电平返回低电平，放电开关管T重新导通，电容C上的电荷很快经放电开关管放电，暂态结束，恢复稳定，为下个触发脉冲的来到作好准备。图中通过电阻RP3的大小调节来控制延时时间的长短，从而来满足设计要求中的延时3～5分钟。 

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。 

尽管本文较多地使用了电压取样鉴别单元、基本RS触发器、驱动电路等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。 

Claims (4)

1.一种电冰箱保护器，其特征在于，包括电压取样鉴别单元、基本RS触发器、驱动电路、延时电路和直流电源，所述电压取样鉴别单元分别与延时电路和基本RS触发器连接，所述基本RS触发器分别连接延时电路和驱动电源，所述直流电源为电压取样鉴别单元、基本RS触发器、驱动电源和延时电路供电，所述驱动电路串接在电冰箱供电电路中，所述电压取样鉴别单元与市电连接。

2.根据权利要求1所述的一种电冰箱保护器，其特征在于，所述电压取样鉴别单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、与非门G1、与非门G2、与非门G3、电位器Rp1、电位器Rp2和二极管D1；所述电阻R1的一端作为第一市电输入端，另一端连接二极管D1的正极；所述电阻R3的一端作为第二市电输入端，另一端连接电容C1的负极；电阻R2的一端连接二极管D1的正极，另一端连接电容C1负极；二极管D1的负极连接电容C1的正极；电阻R4的一端连接电容C1正极，另一端连接电容C2正极；电容C2的负极连接电容C1的负极；电阻R5的一端连接电容C2的正极，另一端连接电位器Rp1的第一定触点；电阻R6的一端连接电位器Rp1的第二定触点，另一端连接电容C2的负极；电容C3的正极连接电位器Rp1的动触点，负极连接电容C2的负极；电阻R7的一端连接电容C2的正极，另一端连接电位器Rp2的第一定触点；电阻R8的一端连接电位器Rp2的第二定触点，另一端连接电容C3的负极；电容C4的正极连接电容C2的正极，负极连接电位器Rp2的动触点；与非门G1的两个输入端都连接电位器Rp1的动触点，输出端连接到与非门G2的第二输入端；与非门G2的第一输入端连接电位器Rp2的动触点，输出端连接与非门G3的两个输入端，与非门G2的输出端还连接到延时电路；与非门G3的输出端连接基本RS触发器。

3.根据权利要求1或2所述的一种电冰箱保护器，其特征在于，所述驱动电路包括三极管VT1、三极管VT2、二极管D2、与非门G6、电阻R11和继电器K；所述与非门G6 的两个输入端连接基本RS触发器的输出端，与非门G6的输出端通过电阻R11连接三极管VT1的基极；三极管VT1的集电极连接二极管D2的正极，发射极连接三极管VT2的基极；三极管VT2的发射极接地；继电器K的一个控制端连接二极管D2的负极，另一个控制端连接三极管VT2的集电极，继电器K的被控端串联在电冰箱供电电路中。

4.根据权利要求1或2所述的一种电冰箱保护器，其特征在于，所述延时电路为包含555定时器的单稳态触发器电路。