CN208238147U - 电路通断装置和空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电路通断装置和空调器，其中，电路通断装置包括电流传感器、延时计算电路、计时器和控制电路，电流传感器用以检测被控电路中的总电流值，并确定总电流值当前所在的电流区间；延时计算电路与电流传感器电连接，延时计算电路根据电流区间，计算断路延迟时长；计时器与电流传感器电连接，用以累计总电流值处于电流区间的累计时长；控制电路与电流传感器、延时计算电路和计时器电连接，控制电路根据断路延迟时长和累计时长产生触发电平，触发电平控制导通和关断电路通断装置、和/或改变电器的运行状态，以保持控制电路的总电流值小于预设阈值电流；其中，电器连接于被控电路中。本实用新型技术方案改善了电路通断装置的调节效果。

Description

电路通断装置和空调器

技术领域

本实用新型涉及电路技术领域，特别涉及一种电路通断装置和空调器。

背景技术

为了保障用电安全，同时尽量避免限流原因导致的断电，通常采用空气开关和电路防断装置相串联对电路进行总体控制。根据空气开关的额定电流，设置与之匹配的电路防断装置的相关参数，以维持被控电路中的电流处于合适的区间，在保障安全性的同时避免限流断电。在现有的电路防断装置中，当被控电路中的电流大于空气开关的额定电流时，立即控制被控电路中的电器以较低的功率运行，反之，当被控电路中的电流小于或等于空气开关的额定电流时，立即控制被控电路中的电器正常运行或以较高的功率运行，由于没有考虑电路的跳断延迟，导致了电力容量的浪费。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种电路通断装置，旨在解决上述电力容量浪费的技术问题，改善电路通断装置的调节效果。

为实现上述目的，本实用新型提出一种电路通断装置，包括电流传感器，延时计算电路，计时器和控制电路，所述电流传感器用以检测被控电路中的总电流值，并确定所述总电流值当前所在的电流区间；所述延时计算电路与所述电流传感器电连接，所述延时计算电路用以根据所述电流区间，计算断路延迟时长；所述计时器与所述电流传感器电连接，用以累计所述总电流值处于所述电流区间的累计时长；所述控制电路与所述电流传感器、所述延时计算电路和所述计时器电连接，所述控制电路根据所述断路延迟时长和所述累计时长产生触发电平，触发电平控制导通和关断所述电路通断装置、和/或改变电器的运行状态，以保持所述控制电路的总电流值小于预设阈值电流；其中，所述电器连接于所述被控电路中。

可选地，所述控制电路包括比较单元和触发单元，所述比较单元与所述延时计算电路和所述计时器电连接，所述比较单元用以比对所述累计时长和所述断路延迟时长；所述触发单元与所述比较单元电连接，用以当所述累计时长小于所述断路延迟时长时，产生第一触发电平，以控制所述被控电路中至少一电器的运行功率降低或关闭所述被控电路中的至少一电器；当所述累计时长大于或等于所述断路延迟时长时，产生第二触发电平，以控制所述电路通断装置关断。

可选地，所述计时器包括重置单元，与所述电流传感器电连接，所述重置单元用以当所述总电流值所在的电流区间发生变化时，清零所述累计时长。

可选地，所述电路通断装置还包括通断机构，与所述控制电路电连接，所述通断机构用以根据所述控制电路产生的触发电平控制所述电路通断装置的导通和关断。

可选地，所述通断机构包括手动通断机构和自动通断机构，所述自动通断机构与所述控制电路电连接，所述自动通断机构为电子式通断机构。

可选地，所述电路通断装置还包括显示模块，与所述电流传感器电连接，所述显示模块用以显示所述被控电路的总电流值；和/或，所述显示模块与所述控制电路电连接，所述显示模块用以显示所述电路通断装置的运行状态。

可选地，所述电路通断装置还包括电压传感器，用以检测所述被控电路的供电电压；所述显示模块与所述电压传感器电连接，所述显示模块用以显示所述被控电路的供电电压。

可选地，所述电路通断装置还包括功率因数模块，与所述电流传感器和所述电压传感器电连接，所述功率因数模块用以根据所述总电流值和所述供电电压计算所述被控电路的总功率值；所述显示模块与所述功率因数模块电连接，所述显示模块用以显示所述被控电路的总功率值。

可选地，所述控制电路与所述计时器和所述功率因数模块电连接，所述计时器用以累计所述被控电路的运行时长，所述控制电路用以根据所述总功率值和所述运行时长计算所述被控电路的总耗电量，所述显示模块用以显示所述被控电路的运行时长和/或总耗电量。

可选地，所述电路通断装置还包括通讯模块，与所述控制电路电连接，所述通讯模块用以传输所述控制电路生成的指令。

可选地，所述通讯模块包括485通讯模块、232通讯模块、蓝牙通讯模块、Wi-Fi通讯模块和电力载波通讯模块中的至少一种。

本实用新型还提出一种空调器，所述空调器包括电路通断装置，所述电路通断装置包括电流传感器，延时计算电路，计时器和控制电路，所述电流传感器用以检测被控电路中的总电流值，并确定所述总电流值当前所在的电流区间；所述延时计算电路与所述电流传感器电连接，所述延时计算电路用以根据所述电流区间，计算断路延迟时长；所述计时器与所述电流传感器电连接，用以累计所述总电流值处于所述电流区间的累计时长；所述控制电路与所述电流传感器、所述延时计算电路和所述计时器电连接，所述控制电路根据所述断路延迟时长和所述累计时长产生触发电平，所述触发电平控制导通和关断所述电路通断装置、和/或改变电器的运行状态，以保持所述控制电路的总电流值小于预设阈值电流；其中，所述电器连接于所述被控电路中。

在本实用新型技术方案中，电路通断装置包括电流传感器，延时计算电路，计时器和控制电路，电流传感器用以检测被控电路中的总电流值，并确定总电流值当前所在的电流区间；延时计算电路与电流传感器电连接，延时计算电路用以根据电流区间，计算断路延迟时长；计时器与电流传感器电连接，用以累计总电流值处于电流区间的累计时长；控制电路与电流传感器、延时计算电路和计时器电连接，控制电路根据断路延迟时长和累计时长产生触发电平，触发电平控制导通和关断电路通断装置、和/或改变电器的运行状态，以保持控制电路的总电流值小于预设阈值电流，其中，电器连接于被控电路中。通过电路通断装置实现了电路的保护功能和防断功能，在保障电路安全性的同时，尽可能减少了电路的限流断电。直接根据延时计算电路计算得到的断路延迟时长和计时器累计的累计时长，由控制电路产生触发电平以控制被控电路的运行状态，电路中各参数(包括电流、时间等)之间具有较好的适配度，因此有利于降低电路的控制成本，提高电路控制的可靠性。根据累计时长和断路延迟时长控制电路的运行状态，能够充分利用电路的跳断延迟时间，从而大大减少了电力容量的浪费，改善了电路通断装置的调节效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型电路通断装置一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型电路通断装置另一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型电路通断装置又一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	电流传感器	200	延时计算电路
300	计时器	400	控制电路
				500	通断机构	600	显示模块
700	电压传感器	800	功率因数模块
				900	通讯模块

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

在本实用新型的一实施例中，如图1所示，电路通断装置包括电流传感器100，延时计算电路200，计时器300和控制电路400，其中，电流传感器100用以检测被控电路中的总电流值，并确定总电流值当前所在的电流区间；延时计算电路200与电流传感器100电连接，延时计算电路200根据电流区间，计算断路延迟时长；计时器300与电流传感器100电连接，用以累计总电流值处于电流区间的累计时长；控制电路400与电流传感器100、延时计算电路200和计时器300电连接，控制电路400根据断路延迟时长和累计时长产生触发电平，触发电平控制导通和关断电路通断装置、和/或改变电器的运行状态，以保持控制电路的总电流值小于预设阈值电流；其中，电器连接于被控电路中。

具体的，为了对整个被控电路进行控制，电路通断装置串联在被控电路的总干路中，相应的，流过电路通断装置的电流即为被控电路中的总电流值。电流传感器100串联在被控电路的总干路中，以检测总电流值。电流传感器100具体可以包括采样电阻、放大电路和模数采样电路，通过采样电阻将电流信号转换为电压信号，并经过放大电路对电压信号进行放大后，在模数采样电路的作用下转换为电流采样值。电流传感器100还可以包括区间单元，区间单元接收输入的不同的总电流值，并根据总电流值所对应的电流区间，生成与电流区间相应的触发信号，并输出至延时计算电路200。延时计算电路200根据所接收到的对应于不同电流区间的触发信号，得到不同的输出结果，即对应于不同的断路延迟时长。计时器300用以累计总电流值处于电流区间的累计时长，计时器300还与电流传感器100电连接，当电流传感器100输出的对应于电流区间的触发信号发生变化时，计时器300将被重置而重新计时。控制电路400接收来自电流传感器100、延时计算电路200和计时器300的电信号，并产生对应的触发电平，以控制电路通断装置的导通和关断、和/或被控电路中电器的运行状态，保持控制电路的总电流值小于预设阈值电流。具体的，可以通过控制电路通断装置的导通和关断，使整个被控电路处于导通或关断状态，或者，通过控制被控电路中某一电器的打开和关闭，控制被控电路的电流。当然，当被控电路中存在空调器或冰箱等变频电器时，还可以通过控制变频电器的运行频率的变化，改变被控电路中的总电流值，以保障被控电路的安全性，同时尽可能避免出现限流断路。

本实用新型中的电路通断装置，包括电流传感器100，延时计算电路200，计时器300和控制电路400，电流传感器100用以检测被控电路中的总电流值，并确定总电流值当前所在的电流区间；延时计算电路200与电流传感器100电连接，延时计算电路200用以根据电流区间，计算断路延迟时长；计时器300与电流传感器100电连接，用以累计总电流值处于电流区间的累计时长；控制电路400与电流传感器100、延时计算电路200和计时器300电连接，控制电路400根据断路延迟时长和累计时长产生触发电平，以控制电路通断装置的导通和关断、和/或被控电路中电器的运行状态，保持控制电路的总电流值小于预设阈值电流。通过电路通断装置实现了电路的保护功能和防断功能，在保障电路安全性的同时，尽可能减少了电路的限流断电。直接根据延时计算电路计算得到的断路延迟时长和计时器累计的累计时长，由控制电路产生触发电平以控制被控电路的运行状态，电路中各参数(包括电流、时间等)之间具有较好的适配度，因此有利于降低电路的控制成本，提高电路控制的可靠性。根据累计时长和断路延迟时长控制电路的运行状态，能够充分利用电路的跳断延迟时间，从而大大减少了电力容量的浪费，改善了电路通断装置的调节效果。

进一步的，控制电路包括比较单元和触发单元，比较单元与延时计算电路和计时器电连接，比较单元用以比对累计时长和断路延迟时长；触发单元与比较单元电连接，用以当累计时长小于断路延迟时长时，产生第一触发电平，以控制被控电路中至少一电器的运行功率降低或关闭被控电路中的至少一电器；当累计时长大于或等于断路延迟时长时，产生第二触发电平，以控制电路通断装置关断。比较单元具体可以是一个比较电路，输入分别为累计时长和断路延迟时长对应的电信号，输出至触发单元，将累计时长和断路延迟时长的比价结果转换为相应的触发电平。当累计时长小于断路延迟时长时，表明此时被控电路中积累的热量尚未达到安全临界值，产生第一触发电平，以控制被控电路中至少一电器的运行功率降低或关闭被控电路中的至少一电器，以降低被控电路的总电流值，从而降低被控电路的热效应，以尽可能在不断电的情况下调节被控电路的运行恢复到正常状态。当累计时长大于或等于断路延迟时长时，表明此时被控电路中的总电流值较大，具有较强的热效应，很可能带来严重的安全隐患，通过产生第二触发电平，以控制电路通断装置关断，从而切断被控电路，保障电路的安全性。

进一步的，计时器包括重置单元，重置单元与电流传感器100电连接，重置单元用以当总电流值所在的电流区间发生变化时，清零累计时长。当电流传感器检测到总电流值所在的电流区间发生变化时，其输出的触发信号将产生变化，变化的触发信号可以触发重置单元，从而清零已累计的累计时长，对总电流值处于当前的电流区间的累计时长重新进行累计。

在本实用新型的另一实施例中，如图2所示，电路通断装置还包括通断机构500，通断机构500与控制电路400电连接，通断机构500用以根据控制电路400产生的触发电平控制电路通断装置的导通和关断。本实施例的电路通断装置相当于集成了传统的空气开关和电路防断装置，从而简化了电路结构，通过电路通断装置本身即可同时实现电路的断电保护功能和防限流断电功能，在保障了电路安全性的同时，减少了电路的限流断电，以方便用户的使用。在被控电路中，无需另性设置空气开关等独立的通断机构，还可以节约独立的通断机构所需的壳体原料成本，同时降低了安装成本。

进一步的，通断机构包括手动通断机构和自动通断机构。其中，手动通断机构通常是独立设置的，以便在用户需要或者控制电路等出现故障时，手动控制被控电路的导通和关断。手动通断机构可以是手柄式、旋钮式或触按开关式等。自动通断机构与控制电路电连接，在控制电路的作用下控制被控电路的导通和关断，在本实施例中，自动通断机构为电子式通断机构，不同于传统空气开关所采用的机械或物理原理，电子式通断机构具有更好的准确性和可靠性。

在本实用新型的又一实施例中，如图3所示，电路通断装置还包括显示模块500，显示模块500与电流传感器100电连接，显示模块500用以显示被控电路的总电流值，以便用户监控被控电路中的电流状态。显示模块500还可以与控制电路400电连接，显示模块500用以显示电路通断装置的运行状态，其中，电路通断装置的运行状态具体包括导通和关断状态，以及相应的防断电提示信息等。

进一步的，电路通断装置还包括电压传感器700，电压传感器700用以检测被控电路的供电电压；显示模块600与电压传感器700电连接，显示模块600用以显示被控电路的供电电压，以便用户监控被控电路中的电压状态。

进一步的，电路通断装置还包括功率因数模块800，功率因数模块800与电流传感器100和电压传感器700电连接，功率因数模块800用以根据总电流值i和供电电压u计算被控电路的总功率值P＝u*i*cosθ，其中，θ为功率因数角；显示模块600与功率因数模块800电连接，显示模块600用以显示被控电路的总功率值，以便用户监控被控电路中的功耗状态。

进一步的，控制电路400与计时器300和功率因数模块800电连接，计时器300用以累计被控电路的运行时长t，控制电路用以根据总功率值P和运行时长t计算被控电路的总耗电量W＝P*t；显示模块600用以显示被控电路的运行时长t和/或总耗电量W，以便用户了解当前的总耗电量，帮助用户节约用电以及检查被控电路的故障等。

其中，上述显示模块600，结合电流传感器100、电压传感器200和功率因数模块800中的至少一个，即可形成集成在电路通断装置中的电表，便于用户对被控电路和电路通断装置的运行状态进行监控。并且，在被控电路中无需另行设置电表，从而节约了重复的电流传感器、电压传感器等部件，也减少了为电表设置壳体所需的材料，有利于降低原料成本以及安装成本。

进一步的，电路通断装置还包括通讯模块900，通讯模块900与控制电路400电连接，通讯模块900用以传输控制电路生成的指令，不仅可以对被控电路所在的内部电路发送根据触发电压得到的相应指令，还可以向供电局等外部电路发送内部电路的相关数据，例如一定时间段内的总耗电量等，从而实现远程抄表等功能。由于对内和对外的通讯距离与应用场景存在较大差别，可以采用不同的通讯方式实现对内通讯和对外通讯。具体的，通讯模块可以采用有线通讯或无线通讯的方式实现指令传输，具体如485通讯模块、232通讯模块、蓝牙通讯模块、Wi-Fi通讯模块和电力载波通讯模块等。在本实施例中，优选采用电力载波通讯模块。

本实用新型还提出一种空调器，该空调器包括电路通断装置，该电路通断装置的具体结构参照上述实施例，由于本空调器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种电路通断装置，其特征在于，所述电路通断装置包括：

电流传感器，用以检测被控电路中的总电流值，并确定所述总电流值当前所在的电流区间；

延时计算电路，与所述电流传感器电连接，所述延时计算电路根据所述电流区间，计算断路延迟时长；

计时器，与所述电流传感器电连接，用以累计所述总电流值处于所述电流区间的累计时长；

控制电路，与所述电流传感器、所述延时计算电路和所述计时器电连接，所述控制电路根据所述断路延迟时长和所述累计时长产生触发电平，所述触发电平控制导通和关断所述电路通断装置、和/或改变电器的运行状态，以保持所述控制电路的总电流值小于预设阈值电流；

其中，所述电器连接于所述被控电路中。

2.如权利要求1所述的电路通断装置，其特征在于，所述控制电路包括：

比较单元，与所述延时计算电路和所述计时器电连接，所述比较单元用以比对所述累计时长和所述断路延迟时长；

触发单元，与所述比较单元电连接，用以当所述累计时长小于所述断路延迟时长时，产生第一触发电平，以控制所述被控电路中至少一电器的运行功率降低或关闭所述被控电路中的至少一电器；当所述累计时长大于或等于所述断路延迟时长时，产生第二触发电平，以控制所述电路通断装置关断。

3.如权利要求1所述的电路通断装置，其特征在于，所述计时器包括：

重置单元，与所述电流传感器电连接，所述重置单元用以当所述总电流值所在的电流区间发生变化时，清零所述累计时长。

4.如权利要求1所述的电路通断装置，其特征在于，所述电路通断装置还包括：

通断机构，与所述控制电路电连接，所述通断机构用以根据所述控制电路产生的触发电平控制所述电路通断装置的导通和关断。

5.如权利要求4所述的电路通断装置，其特征在于，所述通断机构包括：

手动通断机构；

自动通断机构，与所述控制电路电连接，所述自动通断机构为电子式通断机构。

6.如权利要求1所述的电路通断装置，其特征在于，所述电路通断装置还包括：

显示模块，与所述电流传感器电连接，所述显示模块用以显示所述被控电路的总电流值；和/或，

所述显示模块与所述控制电路电连接，所述显示模块用以显示所述电路通断装置的运行状态。

7.如权利要求6所述的电路通断装置，其特征在于，所述电路通断装置还包括：

电压传感器，用以检测所述被控电路的供电电压；

所述显示模块与所述电压传感器电连接，所述显示模块用以显示所述被控电路的供电电压。

8.如权利要求7所述的电路通断装置，其特征在于，所述电路通断装置还包括：

功率因数模块，与所述电流传感器和所述电压传感器电连接，所述功率因数模块用以根据所述总电流值和所述供电电压计算所述被控电路的总功率值；

所述显示模块与所述功率因数模块电连接，所述显示模块用以显示所述被控电路的总功率值。

9.如权利要求8所述的电路通断装置，其特征在于，所述控制电路与所述计时器和所述功率因数模块电连接，所述计时器用以累计所述被控电路的运行时长，所述控制电路用以根据所述总功率值和所述运行时长计算所述被控电路的总耗电量，所述显示模块用以显示所述被控电路的运行时长和/或总耗电量。

10.如权利要求1所述的电路通断装置，其特征在于，所述电路通断装置还包括：

通讯模块，与所述控制电路电连接，所述通讯模块用以传输所述控制电路生成的指令。

11.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括如权利要求1至10中任一项所述的电路通断装置。