CN2842833Y - 单相电子式漏电保护开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单相电子式漏电保护开关，其包括小型电流互感器(ZT)，与该电流互感器连接的漏电信号放大器(2)，与该漏电信号放大器连接的普通继电器开关装置(3)、与该开关装置连接的启动电路(4)，还包括与所述启动电路(4)以及漏电信号放大器(2)分别连接的整流稳压电路(5)。本实用新型采用合理的电路设置，使用小型的制作更简单的电流互感器，选用通用的标准化触点继电器，可以全部使用标准的电子部件生产，从而大大降低了综合成本。适用于所有单向漏电保护装置，如漏电保护插头、漏电保护插座等等。

Description

单相电子式漏电保护开关

技术领域

本实用新型涉及电路安全保护装置，尤其涉及一种保护电器和人身安全的漏电保护开关。

背景技术

现有的单相电子式漏电保护开关，基本都是由剩余电流互感器、电子电路和机械脱扣装置组成。这种开关利用互感器检测交流电流负载，由电子电路对电路漏电时互感器产生的不平衡电流信号进行放大，然后启动脱扣装置，带动机械触点断开电源，以达到保护电器、使用者人身安全的目的。基于机械脱扣装置本身固有的物理特性，使现有产品在以下几方面存在明显不足：

1、生产难度大：脱扣装置定位、安装要求严格，否则影响开关的灵敏度和可靠性，同时脱扣装置中与小型脱扣继电器配合的零部件较多。因此，现有漏电保护开关的生产效率较低、成本较高；

2、在电路放大部分不能提供适合的工作电源，因此放大能力非常有限，因而必须依靠剩余电流互感器输出足够大的信号，这就必然导致互感器的材料成本增高；

3、对于使用集成电路作为信号取样放大的漏电保护开关，材料成本更高。

实用新型内容

本实用新型的目的是要解决现有单相电子式漏电保护开关的生产效率低、成本较高的技术问题，提出一种采用合理的电路配置、利用小型互感器和标准化的电磁继电器作为开关执行部件制作的结构简单、综合成本低的单相电子式漏电保护开关。

为解决上述问题，本实用新型的提出的一种单相电子式漏电保护开关，其包括电流互感器，与该电流互感器连接的漏电信号放大器，与该漏电信号放大器连接的开关装置、与该开关装置连接的启动电路，还包括与所述启动电路以及漏电信号放大器分别连接的整流稳压电路。

其中，所述的漏电信号放大器包括：三极管、与该三极管基极连接第一分压电阻和第二分压电阻。

所述的启动电路包括：单向可控硅、串连在该单向可控硅控制极和阳极之间的启动按钮和分压限流电阻。

所述的开关装置包括：继电器、并接在该继电器线圈两端的保护二极管。

所述的整流稳压电路包括：与交流电源连接的第一限流电阻和桥式整流器、与该桥式整流器直流电源正极并接的稳压二极管和滤波电容。

本实用新型所述的电流互感器的一端接地端、另一端通过一释放电阻接地以及通过一耦合电容连接于所述漏电信号放大器中三极管的基极，三极管的基极还通过第一分压电阻与所述桥式整流器的直流电源正极连接，以及通过第二分压电阻R6与电源负极连接。三极管的发射极接地；三极管的集电极经过一发光二极管和集电极电阻连接于所述开关装置中继电器线圈的一端，三极管的集电极还经一旁通电容与继电器线圈这一端连接；该继电器线圈的另一端连接于所述启动电路中单向可控硅的阴极，该单向可控硅的阳极连接于所述桥式整流器的直流电源正极以及经过所述的分压限流电和启动按钮与单向可控硅的控制极连接。

本实用新型还设有由第二限流电阻和测试按钮串联的测试电路，该测试电路一端与交流电源的火线连接，另一端与穿出所述电流互感器的交流电源的零线连接。

在穿出所述电流互感器(ZT)的交流电源的火线和零线之间还连接一压敏电阻(VDR)。

本实用新型采用合理的电路设置，使用小型的制作更简单的电流互感器，以便降低电流互感器材料成本；选用通用的标准化电磁继电器，比传统漏电保护开关使用机械脱扣装置及其配套的复杂部件大大降低了执行部件的材料成本；由于可以全部使用标准的电子部件，则完全可以按照普通的电子产品工艺进行生产，大大提高了大批量生产的便利性，从而可降低工资成本。本实用新型在性能方面，完全满足国家标准或者相关的国际标准；其灵敏度的最大动作时间为20毫秒，额定漏电动作电流为8毫安。适用于所有单向漏电保护装置，如漏电保护插头、漏电保护插座等等。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作详细说明，其中：

图1是本实用新型的工作原理框图；

图2是本实用新型较佳实施例的电路原理图。

具体实施方式

图1示出了本实用新型的工作原理框图，所述的单相电子式漏电保护开关，其包括电流互感器ZT，与该电流互感器连接的漏电信号放大器2，与该漏电信号放大器连接的开关装置3、与该开关装置连接的启动电路4，还包括与所述启动电路4以及漏电信号放大器2分别连接的整流稳压电路5。

如图2所示，在本实用新型的较佳实施例中，所述的漏电信号放大器2包括：三极管Q1、与该三极管基极连接第一分压电阻R4和第二分压电阻R6；启动电路4包括：单向可控硅SCR、串连在该单向可控硅控制极和阳极之间的启动按钮K2和分压限流电阻R5；开关装置3包括：继电器G、并接在该继电器线圈两端的保护二极管D1；整流稳压电路5包括：与交流电源连接的第一限流电阻R1和桥式整流器B1、与该桥式整流器的直流电源正极并接的稳压二极管ZD1和滤波电容C3。其中，电流互感器ZT的一端接地端、另一端通过一释放电阻R3接地以及通过一隔离电容C1连接于所述漏电信号放大器2中三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极还经一旁通电容C4与继电器线圈这一端连接，三极管Q1的发射极接地；三极管Q1的集电极经过一发光二极管LED和旁通电阻R7连接于所述开关装置3中继电器线圈的一端，三极管Q1的集电极还经一旁通电容C4与继电器线圈这一端连接；该继电器线圈的另一端连接于所述启动电路4中单向可控硅SCR的阴极，该单向可控硅SCR的阳极连接于所述桥式整流器B1的直流电源正极以及经过所述的分压限流电阻R5和启动按钮与单向可控硅SCR的控制极连接。

如图2所示，为了测试线路发生漏电时，漏电保护开关能否正常动作，本实用新型还设有由第二限流电阻R2和测试按钮K1串联的测试电路6。该测试电路一端与交流电源的火线连接，另一端与穿出所述电流互感器ZT交流电源的零线连接。为了减少电源浪涌的危害、保护后级电路，在穿出所述电流互感器ZT的交流电源的火线和零线之间还连接一压敏电阻VDR。

请参考图2，本实用新型的基本工作原理是：交流电源A输入后，经电流互感器ZT，然后经第一限流电阻R1的限流和桥式整流器B1的整流，再经稳压二极管ZD1和滤波电容C3的稳压滤波后，提供本实用新型使用的24V直流电源。集电极电阻R7和旁通电容C4组成的简单阻容网络，旁通电容C4给继电器在吸合瞬间提供瞬间大电流，这是本实用新型的关键和核心特征。利用继电器存在的维持电流特性，在继电器通过旁通电容C4获得启动能量并吸合后，由集电极电阻R7将继电器的耗能维持在一个很低的水平，因此使得本实用新型用于负载不大的小型家电时，其自身所需的工作电流由一个3瓦的可耗散功率的第一限流电阻R1来提供，就足够了。正常条件下，不会超过12毫安。

当本实用新型的开关电源输入端处于得电待机状态时，如果没有漏电存在，则三极管Q1处于饱和导通状态，按下启动按钮，单向可控硅SCR被触发导通。因此继电器得电吸合，即通过触点闭合，使电器得到市电电源工作。发光二极管LED用于指示继电器有无吸合，用电回路有无电流，让使用者一目了然。三极管Q1的基极电位由第一分压电阻R4和第二分压电阻R6分压，并使三极管Q1处于适当的饱和导通状态，维持继电器的闭合。当线路漏电发生，电流互感器ZT输出的信号经过隔离电容C1耦合给三极管Q1的基极，三极管Q1瞬间截止，单向可控硅SCR将自动断开，因此继电器将释放，断开电器的用电回路。必须排除漏电故障，再次手动按下启动按钮后，才能让继电器重新吸合工作。从而确保使用者的人身安全和电器安全。

测试按钮按下时，即直接将第二限流电阻R2跨接于电流互感器ZT的其中一个电源输入端与另一个输出端，即模拟漏电发生，产生额定的漏电电流，而流过第二限流电阻R2的电流就是额定的动作漏电流。只要这时候可以正确断开继电器，即可证明保护功能是正常的。

Claims (8)

1、一种单相电子式漏电保护开关，其特征在于，包括电流互感器(ZT)，与该电流互感器连接的漏电信号放大器(2)，与该漏电信号放大器连接的开关装置(3)、与该开关装置连接的启动电路(4)，还包括与所述启动电路(4)以及漏电信号放大器(2)分别连接的整流稳压电路(5)。

2、如权利要求1所述的单相电子式漏电保护开关，其特征在于，所述的漏电信号放大器(2)包括：三极管(Q1)、与该三极管基极连接第一分压电阻(R4)和第二分压电阻(R6)。

3、如权利要求2所述的单相电子式漏电保护开关，其特征在于，所述的启动电路(4)包括：单向可控硅(SCR)、串连在该单向可控硅控制极和阳极之间的启动按钮和分压限流电阻(R5)。

4、如权利要求3所述的单相电子式漏电保护开关，其特征在于，所述的开关装置(3)包括：继电器、并接在该继电器线圈两端的保护二极管(D1)。

5、如权利要求4所述的单相电子式漏电保护开关，其特征在于，所述的整流稳压电路(5)包括：与交流电源连接的第一限流电阻(R1)和桥式整流器(B1)、与该桥式整流器直流电源正极并接的稳压二极管(ZD1)和滤波电容(C3)。

6、如权利要求5所述的单相电子式漏电保护开关，其特征在于，所述的电流互感器(ZT)的一端接地端、另一端通过一释放电阻(R3)接地以及通过一耦合电容(C1)连接于所述漏电信号放大器(2)中三极管(Q1)的基极，三极管(Q1)的基极还通过第一分压电阻R4与所述桥式整流器(B1)的直流电源正极连接，以及通过第二分压电阻R6与电源负极连接。三极管(Q1)的发射极接地；三极管(Q1)的集电极经过一发光二极管(LED)和集电极电阻(R7)连接于所述开关装置(3)中继电器线圈的一端，三极管(Q1)的集电极还经一旁通电容(C4)与继电器线圈这一端连接；该继电器线圈的另一端连接于所述启动电路(4)中单向可控硅(SCR)的阴极，该单向可控硅(SCR)的阳极连接于所述桥式整流器(B1)的直流电源正极以及经过所述的分压限流电阻(R5)和启动按钮与单向可控硅(SCR)的控制极连接。

7、如权利要求6所述的单相电子式漏电保护开关，其特征在于，还设有由第二限流电阻(R2)和测试按钮串联的测试电路，该测试电路一端与交流电源的火线连接，另一端与穿出所述电流互感器(ZT)的交流电源的零线连接。

8、如权利要求7所述的单相电子式漏电保护开关，共特征在于，在穿出所述电流互感器(ZT)的交流电源的火线和零线之间还连接一压敏电阻(VDR)。

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