CN2086469U - 新型家用漏电综合保护开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种新型的家用漏电综合保护开 关，包括采样单元、控制单元和继电器其设计特征为 采样信号通过控制一只三极管的通断来控制一只可 控硅的通断，进而控制继电器的通断，来进行漏电保 护和过流、短路、过压保护。本产品具有保护动作灵 敏、可靠、成本低、体积小、功能全等优点。

Description

本实用新型涉及家用电器保护装置，具体涉及一种新型家用漏电综合保护开关。

公知的家用漏电保护开关通常由采  单元、控制单元和继电器组成，全部元器件均安放在外壳内，其输入端接至电源，输出端接至室内家用电器及灯具等。这种开关的继电器驱动控制元件采用可控硅，由采样单元直接控制可控硅的通、断，因而在不同程度上存在着动作灵敏度低、对可控硅性能要求严格、成本较高等不足之处。

本实用新型的目的在于设计一种保护动作灵敏度较高、对可控硅性能要求相应降低且成本也较低的家用漏电综合保护开关。

本实用新型的基本设计方案如下：两个大小相等、方向相反的比较线圈B3（1－2）、B3（3－4）分别串联在进、出线端a、a1，b、b1之间，漏电采样线圈B3（5－6）与比较线圈绕在同一磁芯B3上，采样线圈B3（5－6）的一端5与三极管BG2的发射极相联，另一端6与三极管BG2的基极相联，三极管BG2的集电极与可控硅BG1的控制极相联，电容C1与电阻R1一起并联在可控硅BG1的控制极、负极之间，电容C3联接在三极管BG2的发射极、可控硅BG1的负极之间，可控硅BG1的正、负极与桥式整流器D1～D4的直流端相联，桥式整流器D1～D4的一个交流端E经继电器开关K（1－2）与进线端a相联，另一个交流端F经继电器线圈B1（3－4）、继电器开关K（3－4）与进线端b相联。

由于采样线圈B3（5－6）的采样信号是通过控制三极管BG2的通、断来控制可控硅BG1的通、断的，因此，与直接控制可控硅的方案相比，具有较高的控制灵敏度，对可控硅BG2的要求也可相应降低，成本亦随之降低。以上优点与原设计方案相比是十分显著的。

本实用新型有如下附图：

图1  漏电综合保护开关电原理图

图2  印刷板元件安装图

通过对附图的详细描述，可以使本实用新型的设计构思得到进一步说明。

附图1为家用漏电综合保护开关电原理图，除漏电保护功能外还具有过流保护、短路保护和过压保护功能。其过流、短路保护功能的实现是在进线端b、出线端b1之间再联接有过流线圈B2（1－2）和／或短路线圈B1（1－2）。短路线圈B1（1－2）与继电器线圈B1（3－4）共用一个磁芯；过流线圈B2（1－2）与过流采样线圈B2（3－4）共用一个磁芯；过流采样线圈B2（3－4）的一端3经电阻R3、二极管D5、D6、可控硅控制极电容C1与另一端4形成回路，电容C4、电阻R2并联在二极管D5的负极与过流采样线圈B2（3－4）的一端4之间。

过压保护功能的实现是在桥式整流器D1～D4的两个直流端之间联接有电位器W、稳压二极管DW，电位器W与二极管DW的公共点与三极管BG2的发射极相联，电位器W的活动端分别经触发二极管D7、电容C2与可控硅BG1的控制极、三极管BG2的发射极相联。

电路工作原理如下：

电源a线经K（1－2）、B3（1－2）到输出a1端；电源b线经K（3－4）、B1（1－2）、B2（1－2）、B3（3－4）到输出b1线。

电源b线经K（3－4）、B1（3－4）到D1～4的全波整流电源端F；电源a线经K（1－2）到D1～4的全波整流电源端E。

正常情况下，B3无感应电势，B2感应电势也很小，BG2处于截止状态，BG1没有触发不导通，又由于W的阻值很大（330K），所以B1（3－4）中只有微小的电流通过；在额定负载下，流过B1（1－2）线圈的电流没有足够大，且B1（1－2）线圈匝数很小。因此综上所述，B1在正常情况下，不会产生足够的磁力，将K打开。

漏电保护原理，当发生漏电现象时，i（a－a1）就不等于i（b－b1），B3（1－2）和B3（3－4）所产生的磁通就不能完全抵消，B3（5－6）线圈就会有感应电势，这个电势加在了BG2的发生极和基极，在正半圆时BG2就导通，C3的电压V对C1充电并触发BG1导通。BG1导通相当于F、E点连通，电源a经E到F到B1（4－3）线圈回到电源b端，B1此时产生足够的磁力将K断开。

过流保护原理，当输出电流超过额定电流值时（10A），B2（3－4）感应电压就上升到一定数值（2.1V）经C4充电延时后，触发BG1导通，K被切断，过程同上。

短路保护原理，当输出短路时，流过B1的（1－2）线圈电流就很大（100A～500A），同时过流保护功能也工作，B1（3－4）线圈也有一定的电流流过，B1的（1－2）、（3－4）两个线圈同时产生磁力，将K切断。在短路保护中，B1的（1－2）线圈和（3－4）线圈两者有着互补的作用。假设负载没有完全短路，其电流值不是很大（小于100A）时，B1（3－4）线圈的磁力就起到互补作用。

过压保护原理，电源电流经B1（3－4）、D1－4全波整流后，经W的1端至2端，当电网电压超过额定值（250V）时，D7两端超过一定值（36V）时，D7导通，C2向C1充电并触发BG1导通，B1（3－4）有电流通过，B1（3－4）线圈产生磁力，切断K。

按钮开关T和R3组成漏电试验电路。

本技术特点：

1.由D1～4组成全波整流电路，经W（1－3），由DW、C3滤波稳压（6V左右），当漏电时B3（6－5）有感应电压，使BG2导通，C3上的电压（6V左右）快速地向C1充电并立刻使BG1触发导通，漏电保护的动作时间为20ms之内（中国科学院电工研究所测试），由于采用BG2的电流放大作用，对B3的感应灵敏度要求降低，因而成本降低体积减小；同时由于BG2的作用，漏电保护的灵敏度大大提高（＜10mA）。

2.利用B1的（1－2）线圈，同时加上B2部分的过流保护电路的互补作用，对输出短路时起到保护作用，取代了常规配电装置中的熔断器。

Claims (3)

1、新型家用漏电综合保护开关，包括采样单元、控制单元和继电器，其特征在于两个大小相同、方向相反的比较线圈B3(1-2)、B3(3-4)分别串联在进、出线端a、a1，b、b1之间，漏电采样线圈B3(5-6)与比较线圈绕在同一磁芯B3上，采样线圈B3(5-6)的一端5与三极管BG2的发射极相联，另一端6与三极管BG2的基极相联，三极管BG2的集电极与可控硅BG1的控制极相联，电容C1与阻R1一起并联在可控硅BG1的控制极、负极之间，电容C3联接在三极管BG2的发射极、可控硅BG1的负极之间，可控硅BG1的正、负极与桥式整流器D1～D4的直流端相联，桥式整流器D1～D4的一个交流端E经继电器开关K(1-2)与进线端a相联，另一个交流端F经继电器线圈B1(3-4)、继电器开关K(3-4)与进线端b相联。

2、如权利要求1的家用漏电综合保护开关，其特征在于进线端b、出线端b1之间还联接有过流线圈B2（1－2）和／或短路线圈B1（1－2），短路线圈B1（1－2）与继电器线圈B1（3－4）共用一个磁芯，过流线圈B2（1－2）与过流采样线圈B2（3－4）共用一个磁芯，过流采样线圈B2（3－4）的一端3经电阻R3、二极管D5、D6、可控硅控制极电容C1与另一端4相联，电容C4、电阻R2并联在二极管D5的负极与过流采样线圈B2（3－4）的一端4之间。

3、如权利要求1或2的家用漏电综合保护开关，其特征在于桥式整流器D1～D4的两个直流端之间联接有电位器W、稳压二极管DW，电位器W与二极管DW的公共点与三极管BG2的发射极相联，电位器W的活动端分别经触发二极管D7、电容C2与可控硅BG1的控制极、三极管BG2的发射极相联。