CN2439743Y

CN2439743Y - 多功能交流电子保护器

Info

Publication number: CN2439743Y
Application number: CN 00228911
Authority: CN
Inventors: 黄敏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-07-18
Filing date: 2000-07-18
Publication date: 2001-07-18
Anticipated expiration: 2010-07-18

Abstract

一种适用于单相交流电器的多功能交流电子保护器,包括主控开关电路(T)、过压保护电路(U)、快速与延时可切换的过流、短路保护电路(I)、浪涌吸收电路(V),本实用新型的最大优点是,在交流电源上直接对电器设备实行可靠的过压、过流、短路保护,整个电路结构体积小、成本低、通用性强,易做成模块应用,电路采用无触点开关,其开关动作快、无火花干扰,且设有快速与延时过流、短路保护功能,能满足各种电器设备的保护需求。

Description

多功能交流电子保护器

本实用新型为一种适于单相交流电器的多功能交流电子保护器，属电器电子保护技术领域。

本实用新型是对申请号为95218696.9的“电子保护器”的进一步改进。原电子保护器在过压保护时由于受负载电流的影响，导致通用性、轻载保护效果不理想，另外尚无延时过流保护功能，则限制了其使用范围。

本实用新型的技术方案是：它包括主控开关电路T、过压保护电路U、快速与延时可切换的过流、短路保护电路I、浪涌吸收电路V。经改进的电路特征是：

过压保护电路U是单向可控硅SCR₁与SCR₂反向并联、二极管D_1-4、双向触发二极管BD及电阻R_1-6、电容C_1-2构成的零点开关电路。C₂、SCR₁、SCR₂连接端与主控开关电路T中DW₁、C₃连接端相联。

主控开关电路T由双向可控硅SCR₃主控开关器件及双向击穿二极管DW₁、(由两个相同的齐纳二极管反串组合)电容C₃、电阻R_7-8提供触发电流，通过C₃、R₇与电源相联，SCR₃与负载Z串联。

快速与延时可切换的过流、短路保护电路I由过流、短路检测器J、桥式整流器D_5-8、单向可控硅SCR₄、电容C₄、电阻R₉、复位开关K₁及电感L组成，桥式整流器D_5-8的交流桥臂一端与主控开关电路T中DW₁、C₃连接端相联，L与主控开关SCR₃串联。其中延时电路由电容C₅、齐纳二极管DW₂、电阻R_10-11及快速与延时切换开关K₃组成，C₅与R₁₁并联再与DW₂串联在SCR₄的控制极回路中，R₁₀与DW₂负极相联。

浪涌电压吸收电路V由V_1-3构成，并联在电源输入端。

下面结合附图对本实用新型进一步说明其工作原理。

图1为本实用新型原理框图

图2为本实用新型电路原理图

主控开关SCR₃的触发电流由接在电源上的C₃、R₇降压、限流后通过DW₁、R₈获得，调整C₃、R₇的值，改变触发电流的大小，可触发更大功率的SCR₃，与负载Z的电压、电流无关，则能接任何负载电路。

当在线电压过零并开始变正时，本零点开关可检测出此时电压是否超过保安值，进而与否执行用非常低的电流触发SCR₁、SCR₂导通，以此旁路主控开关SCR₃的触发电流，使之迅速关断，这样就把电磁干扰减到了最小，过压保安值由R₁调整设定。

考虑到负载Z、负载线短路或接有超容量负载会损坏主控开关器件，同时也为了满足不同负载的保护要求，故设置了快速与延时两种功能可切换的过流、短路保护电路I，K₂是检测开关，其中改变R₁₀、C₅的时间常数，可设定延时时间。即只要负载电流超过SCR₃的额定工作电流，主控开关将关断。

图中J是过流、短路检测器，其J触点是常开触点。它是在干簧管上排绕线径1-2毫米一定安匝数的线圈，串接在电源回路中，调整线圈与干簧管的相对位置或改变其安匝数，可精选过流保安值。

为确保主控开关安全、可靠，图中设置了一个小电感L用于在短路保护时，限制负载回路的电流上升率；在SCR₃开关两端并接C₆、R₁₃阻容支路、压敏元件V₄，用于限制大电感负载时的电压上升率及其感应电压瞬态峰值；BX快速熔断保险，作用是防止电路在延时过流保护时，负载Z或负载线短路。

由V_1-3压敏元件组成的浪涌吸收电路V，可使在线600V以上的雷电感应、瞬态高压连续放电，自恢复原状态，保证后续电路安全。

另外，LED₁发光二极管用于过流、短路保护指示，R₁₂、D₉、LED₂做负载供电指示，其中带“*”号元件，由实验调整确定其数值或型号。

整个电路具体工作过程如下：只要一接上电源，SCR₃控制极就立即有触发电流，SCR₃导通，负载Z上加有交流电。电源负半周时，C₁经R₃、R₂、D₂、D₁充电，电源正半周时，此刻若在线电压高于正常值，则C₁上的电压值超过BD转折电压，BD导通，电容C₁放电，电流经R₄先触发SCR₁导通，而后经R₅、D₄、C₂、SCR₁形成一条通路对C₂充电，充电电压是左正右负。当电源又转至负半周时，SCR₁反向截止，C₂经R₆、SCR₂控制极回路放电，触发SCR₂正向导通。即电源正、负半周、C₂充放电，SCR₁与SCR₂形成交替导通，使DW₁上的电位降低而截止，结果SCR₃因控制极上无触发电流而关断。当在线电压降至正常值时，C₁上的电压值低于BD转折电压，则BD截止，SCR₁与SCR₂关断，DW₁电位升高，SCR₃又获得触发电流而恢复正常供电状态。

当K₃闭合时，电路进入快速过流保护状态，如果此时在线回路过流或负载Z、负载线短路，J触点闭合，电路迅速触发SCR₄导通，DW₁电位下降而截止，SCR₃快速关断。

当K₃断开时，电路进入延时过流保护状态，如果此时在线回路过流，J触点闭合，整流电源经R₁₀对C₅充电，R₁₁是C₅的泄放电阻，当C₅上的电压大于DW₂的击穿电压时，DW₂导通，触发SCR₄导通，DW₁电位下降而截止，SCR₃延时关断。在延时过流保护时，若负载Z、负载线短路，BX将快速熔断，以保护SCR₃的安全。

不论快速还是延时过流保护后，电路不自复供电，待排除过流故障，按复位开关K₁,SCR₄关断，电路恢复正常工作。

本实用新型与传统的过压，过流保护器相比，有以下显著优点：

(1)其过压、过流、短路保护电路是在交流电源上直接对负载Z实行可靠的保护，不仅过压、过流断点能灵活设置，过压后自复供电，而且电路结构体积小、成本低、通用性强，其主电路可做成模块应用在不同的电器设备中。

(2)电路几乎采用无触点开关器件，其开关动作快、无火花干扰、保护灵敏。过压保护断路时间小于0.5秒，快速过流保护断路时间小于0.05秒，交流短路保护断路时间小于0.02秒。

(3)电路设有快速或延时过流、短路保护功能，可根据负载的要求选择，延时过流保护断路时间，可在2秒到10秒或稍长的时间中调整。

本实用新型构思严谨、设计合理、电路性能稳定、可靠，适用于需要单相交流过压、过流、短路保护的各种电器设备，在电器保护领域，本产品有广阔的开发生产前景。

Claims

1、一种适用于单相交流电器的多功能交流电子保护器，其特征是由主控开关电路(T)、过压保护电路(U)、快速与延时可切换的过流、短路保护电路(I)组成。

2、根据权利要求1所述的多功能交流电子保护器，其特征是：过压保护电路(U)是单向可控硅SCR₁、SCR₂反向并联、与二极管D₁-4、双向触发二极管BD及电阻R_1-6、电容C_1-2构成的零点开关电路，电容C₂、SCR₁、SCR₂连接端与主控开关电路(T)的DW₁、C₃连接端相联：

主控开关电路(T)由双向可控硅SCR₃主控开关器件及双向击穿二极管DW₁、电容C₃、电阻R_7-8提供触发电流的器件组成，通过C₃、R₇与电源相联，SCR₃与负载串联。

3、根据权利要求1所述的多功能交流电子保护器，其特征是：快速与延时可切换的过流、短路保护电路(I)由过流、短路检测器J、桥式整流器D_5-8、单向可控硅SCR₄、电容C₄、电阻R₉、复位开关K₁及电感L组成，桥式整流器D_5-8的交流桥臂一端与主控开关电路(T)中DW₁、C₃连接端相联，L与主控开关SCR₃串联；

延时电路由电容C₅、齐纳二极管DW₂、电阻R_10-11及快速与延时切换开关K₃组成，C₅与R₁₁并联再与DW₂串联在SCR₄的控制极回路中，R₁₀与DW₂负极相联。