CN211670630U - 上电保护电路及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种上电保护电路和装置，连接于供电端与负载电路之间，包括电性连接的负载端、第一控制单元、第二控制单元和检测单元，所述第一控制单元用于根据接收到的电信号控制所述供电端与所述负载端之间电路的通断；所述第二控制单元用于人工控制所述供电端与所述负载端之间电路的通断，所述检测单元用于根据检测到的所述负载电路的电流信号使所述第一控制单元控制供电端与负载端之间电路的通断。所述上电保护电路可以实现在负载电路发生断路时防止触电发生，以及在发生短路时防止因电流过大而造成变压器等电路元器件损毁，大大地提升了电路的安全性；电路结构实用易于实现。

Description

上电保护电路及装置

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别是涉及一种上电保护电路及装置。

背景技术

现如今，人们的生活和工作离不开的各种电路和电器，而用电安全也至关重要。防触电是电路和电器安全设计的首要考虑内容。

然而，目前很多电路在对负载电路进行上电时通常将交流电源直接连接或者通过变压器连接至负载电路中，无电流保护措施；例如生产、测试或维修电能表上电电路，通常直接将市电连接至电能表的上电电路中，如操作人员操作不当，极易发生设备的损坏以及人身的伤害。如当负载电路发生短路时，常常会导致线路跳闸，给生产和生活带来不便，且容易对电路设备造成损坏，例如烧毁变压器；当负载电路发生断路时，则操作人员在操作使用时就会存在极不安全的隐患，容易产生触电，造成人身和财产。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种更加安全可靠、具有短路保护，以及可防止触电伤害的上电保护电路及装置，用于解决现有的上电电路在发生断路时存在触电的安全隐患，以及短路时易损坏电路设备等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种上电保护电路，包括：负载端，用于连接负载电路；第一控制单元，电性连接于所述供电端与所述负载端的第一接口之间，用于根据接收到的电信号控制所述供电端与所述负载端之间电路的通断；第二控制单元，电性连接于所述供电端与所述负载端的第一接口之间，用于人工控制所述供电端与所述负载端之间电路的通断；检测单元，电性连接于所述供电端与所述负载端的第二接口之间，且与所述第一控制单元电性连接，用于对所述负载电路进行电流检测，并根据检测结果使所述第一控制单元控制所述供电端与所述负载端之间电路的通断。

于本实用新型的一实施例中，所述第一控制单元为继电器，所述继电器的输出端电性连接于所述供电端与所述负载端第一接口之间，所述继电器的控制端与所述检测单元电性连接。

于本实用新型的一实施例中，所述第二控制单元包括触发装置，用于实现所述供电端与所述负载端之间通断的人工控制。

于本实用新型的一实施例中，所述检测单元包括桥式整流电路，用于将接收到的所述负载端的交流电信号转变为直流信号，并传输至所述继电器的控制端。

于本实用新型的一实施例中，所述检测单元还包括并联于所述桥式整流电路两端的双向二极管。

于本实用新型的一实施例中，所述上电保护电路还包括过流保护单元，电性连接于与所述供电端与所述负载端之间。

于本实用新型的一实施例中，所述过流保护单元包括热敏电阻、保险丝或熔断器。

于本实用新型的一实施例中，所述供电端包括变压器

本实用新型还提供一种电流采样装置，所述装置包括上电保护电路中任一项所述的电路结构。

如上所述，本实用新型提供的所述上电保护电路及装置，具有以下有益效果：

通过所述检测单元、所述第一控制单元和所述第二控制单元之间的电路连接，可以实现在负载端电路发生断路时防止触电发生，以及在发生短路时防止因电流过大而造成变压器等电路元器件损毁，大大地提升了电路的安全性；当电路故障排除后，通过人工控制第一控制单元可以恢复对负载端的供电，且不需要外接电源既可实现对负载端电路的电流检测，以及对负载端电源的控制，电路结构实用易于实现。

附图说明

图1显示为本实用新型所述上电保护电路于一实施例中的电路结构示意图。

图2显示为本实用新型所述上电保护电路于另一实施例中的电路结构示意图。

元件标号说明

11 供电端

12 负载端

121 负载端的第一接口

122 负载端的第二接口

13 第一控制单元

131 固态光耦合继电器

14 第二控制单元

141 复位按钮开关

15 检测单元

151 桥式整流电路

152 双向二极管

153 电阻

16 过流保护装置

17 隔离变压器

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1，为本实用新型提供的一种上电保护电路，电性连接于供电端11与负载电路之间，用于对所述负载电路上电时进行电流保护。

其中，所述供电端11为交流电源；具体的，所述交流电源为220v的二相交流电源，包括一根火线和一根零线。

所述上电保护电路包括：负载端12、第一控制单元13、第二控制单元14和检测单元15。

所述负载端12用于接入负载电路，包括所述第一接口121和所述第二接口122，分别连接火线和零线，用于接入所述负载电路。

所述第一控制单元13为继电器131，所述继电器131的输出端电性连接于所述供电端11 与所述负载端12之间，根据所述继电器的控制端接收到的电信号，实现对负载端12电源通断的自动切换。

进一步的，所述第一控制单元13包括电磁式继电器、固态继电器或其他能实现相同控制功能的继电器元件。

进一步的，所述第一控制单元13优选为固态光耦合继电器131，由于其内部为半导体元器件，因此无机械磨损和故障，可靠性更强，无触点间的火花电弧，对外界干扰更小，且开关速度快，动作时间可达到10^-3秒级，以及灵敏度更高，控制功率小，微小的电流即能实现对固态继电器的控制。于一具体实施方式中，所述固态继电器采用AQ210固态光耦合继电器，其控制端的驱动电流为0.9mA。

所述第二控制单元14包括触发装置，电性连接于所述供电端11与所述负载端12之间，用于实现所述供电端11与所述负载端12之间通断的人工控制。当所述负载端12接入负载电路时，通过人工触发可以实现对所述负载端12电源通断的人工控制。

进一步的，所述触发装置包括复位开关、延时触摸开关以及其他能实现相同触发功能的电路元件，通过人工触发可以实现电路导通，并且可以自动恢复到初始的开关状态。于一具体实施方式中，所述触发装置为复位按钮开关141，当所述负载端12接入负载电路时，通过人工按下开关，可实现所述供电端11与所述负载端12电路的导通，当松开后，所述复位按钮开关断开，从而实现人工控制所述供电端11与所述负载端12之间电路的导通并在人工控制消除后所述复位按钮开关自动恢复到断开状态。

所述检测单元15电性连接于所述负载端12的第二接口与所述供电端11之间，且与所述继电器的控制端电性连接，根据检测到的所述负载端12的电流信号时，控制所述继电器中开关组件的通断，从而实现对所述负载端12电源的通断控制。

具体的，所述检测单元15包括桥式整流电路151，具体为由4个二极管D1、D2、D3和D4以桥式连接的方式组成，所述桥式整流电路151的交流输入端分别与所述负载端12的第二接口和所述供电端11电性连接；所述桥式整流电路151的正、负极输出端通过电阻153与所述继电器的控制端电性连接，构成所述继电器的控制回路，从而将所述桥式整流电路151的交流端接收到的所述负载端12第二接口输出的交流电信号整流输出为直流电信号，并传输至所述继电器的控制端，通过继电器控制所述负载端12电路通断的自动切换。通过所述桥式整流电路151、所述负载端12、所述继电器以及所述供电端11的电路连接，基于所述供电端 11的电源，则不需要其他的外部电源供电，既可以实现对负载端12电流的检测，以及根据检测结果控制供所述负载端12电源的通断。

进一步的，所述检测单元15还包括双向二极管152，跨接于所述桥式整流电路151的两端，用于保护所述整流电路免受电流的脉冲浪涌损坏。于一具体实施方式中，所述双向二极管采用TVS管，具有极快的响应时间，能达到亚纳秒级，当电路受到瞬间高能量冲击时候能够迅速将其抑制下来，对电路起到很好的保护作用。

进一步的，所述检测单元15中还包括有滤波单元(未标识)，电性连接于所述桥式整流电路的直流输出端，用于对整流后的直流电流进行滤波。

请参阅图2，为所述上电保护电路的另一实施例。于本实施例中，所述上电保护电路还包括过流保护装置16，电性连接于所述供电端11与所述负载端12之间。具体的，所述过流保护装置串联于所述供电端11与所述检测单元15之间，用于在电路发生短路时，进行过流保护。所述过流保护装置包括热敏电阻、保险丝或熔断器等。

进一步的，所述过流保护装置优选抗380v的PTC热敏电阻，为具有温度敏感性的半导体电阻。当电路为正常状态下，电阻阻值小；当电路中的电流超过门限电流大小时，电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高，温度越高，电阻值越大，从而降低电路中的电流大小，防止烧毁变压器；并且，当短路故障恢复，电路温度下降后，所述PTC热敏电阻可自动恢复，多次使用，使电路的应用更便捷、高效。

于本实施例中，所述上电保护电路的供电端11还包括隔离变压器17，所述隔离变电器的初级绕组的两端分别电性连接所述供电端11的火线和零线，次级线圈连接所述第一控制单元13、所述负载端12、所述第二控制单元14和所述检测单元15，构成闭合的回路，可以对所述变电器二次侧的电路进行隔离保护，防止单线触电。

本实施例所述的上电保护电路的具体工作过程如下：

所述负载端12接入负载电路，当供电端11输入220v交流电后，由于继电器的主回路和所述复位按钮开关处于断开状态，则电路为断开状态；当操作人员按下复位开关的按钮后，则开关由断开状态转变为导通状态，所述供电端11与所述负载端12之间的电路导通，则供电端11通过变压器为所述负载端12电路供电，负载电路输出的电流通过整流桥电路转变为直流电信号并传输至所述继电器的控制端，控制所述继电器的主回路导通；当操作人员松开复位开关按钮后，所述复位开关断开，由于继电器主回路导通则所述上电保护电路依然导通。

当负载电路发生断路时，则所述整流桥交流端输入的电流为0，则直流输出端无电流输出，则继电器的控制端无电信号输入，继电器主回路断开，实现所述上电保护电路的断路，可以防止负载端12发生触电发生，保证了负载端12的用电安全。当断路的故障解除后，可以通过按下复位按钮开关，恢复供电端11对负载端12的供电。

当负载电路发生短路时，电路温度升高超过热敏电阻的温度阈值时，所述热敏电阻的阻值也随着电路温度的升高而迅速增大，实现对电路的短路保护，防止所述变压器或其他测试电路中的电路元件因为短路而损坏。

此外，通过在所述上电保护电路的供电端11设置变压器，利用变压器一次侧和二次侧间良好的电气隔离性能，可以进一步提升了电路的安全性能。

综上所述，本实用新型提供的所述上电保护电路可以防止在负载端电路发生断路时由于触碰到断开的电路而发生触电事故，以及发生短路后因电流过大而造成变压器等电路元器件损毁等，大大地提升了电路的安全性；当电路故障排除后，通过人工控制仍可以实现电路的导通，且不需要外接电源既可实现对负载端电路的电流检测，以及对负载端电源的控制，电路结构实用易于实现。因此，本实用新型提供的所述上电保护电路有效地提升了电路的安全性，克服了现有技术中的上电电路存在触点风险等缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种上电保护电路，连接于供电端与负载电路之间，其特征在于，所述上电保护电路包括：

负载端，用于连接负载电路；

第一控制单元，电性连接于所述供电端与所述负载端的第一接口之间，用于根据接收到的电信号控制所述供电端与所述负载端之间电路的通断；

第二控制单元，电性连接于所述供电端与所述负载端的第一接口之间，用于人工控制所述供电端与所述负载端之间电路的通断；

检测单元，电性连接于所述供电端与所述负载端的第二接口之间，且与所述第一控制单元电性连接，用于对所述负载电路进行电流检测，并根据检测结果使所述第一控制单元控制所述供电端与所述负载端之间电路的通断。

2.根据权利要求1所述的上电保护电路，其特征在于：所述第一控制单元为继电器，所述继电器的输出端电性连接于所述供电端与所述负载端第一接口之间，所述继电器的控制端与所述检测单元电性连接。

3.根据权利要求1所述的上电保护电路，其特征在于：所述第二控制单元包括触发装置，用于实现所述供电端与所述负载端之间通断的人工控制。

4.根据权利要求2所述的上电保护电路，其特征在于：所述检测单元包括桥式整流电路，用于将接收到的所述负载端的交流电信号转变为直流信号，并传输至所述继电器的控制端。

5.根据权利要求4所述的上电保护电路，其特征在于：所述检测单元还包括并联于所述桥式整流电路两端的双向二极管。

6.根据权利要求1所述的上电保护电路，其特征在于：所述上电保护电路还包括过流保护单元，电性连接于与所述供电端与所述负载端之间。

7.根据权利要求6所述的上电保护电路，其特征在于：所述过流保护单元包括热敏电阻、保险丝或熔断器。

8.根据权利要求1所述的上电保护电路，其特征在于：所述供电端包括变压器。

9.一种上电保护装置，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一所述上电保护电路。

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