CN86207848U - 多功能全自动用电保安器 - Google Patents

Abstract

多功能全自动用电保安器属于电子与电工技术领域。它采用了集成电路和双向可控硅，使之同时具有电流型触电保护、过载保护以及电压的过压、欠压、瞬时断电等多功能保护。保护的断电时间＜0.01秒，停电5分钟后自动恢复供电，亦可手动恢复供电。电源电压在0～280V(或0～380V)之间变化均能正常工作。该实用新型适用于各种用电场所及电器上，且功能多、全自动、耗电少、保障人身及电器安全。

Description

该实用新型属于电子与电工技术领域。它适用于各种用电电压为220伏的场所，可保障人身与电器的安全。

对于安全用电、不仅是对人身安全而言，实际上对许多电器如收录机，电视机，电冰箱，电子计算机及各种以电为能源的仪器等等，对电压大小都有一定的要求，通常为标定电压为±10％，且高端电压的超出比低端的不足危害更大，例如对标定电压为220伏，则通常电压大小在190伏～230伏之间是安全的，其功率也应是额定的。安全用电、应包括人身安全及电器的安全。即应具有一定的电压范围和额定的功率。

现有的电流型触电保护（家用电器大全P816）在正常状态下，220伏的交流电对于保护开关没有信号，仅当火线因绝缘性能降低而产生漏电，其漏电的电流若经过人体或其他物体而不经过工作零线，且漏电的电流值超过保护启动电流时，则保护开关动作即切断电源，对人和电器予以保护。电器的安全保护，对电机类常用热敏电阻特性或双金属片的热变形特性，由温度的高低来判定是否需要保护。对其它电器常采用磁饱和谐振式稳压电源来供电，当电压变化时，控制饱和电流，使输出电压稳定。对电压过大或过小，也可以取其越限信号来控制报警或继电器执行保护。但上述用电保护缺点是对电压的变化反应较差，或者自身功耗大，或者动作不够快，且触点电流大，有噪声、有火花、寿命短和有电压回差等等。

对比现有技术（国内专利85203580）“家用电器保护器”它仅包括电流保护与过压保护，且两部分均由继电器、电阻等电器元件组成。当电路中超过额定电流或电压的一定值时，即切断电源。

本实用新型的目的在于克服上述的缺点，提供一种多功能全自动的用电保安器。它可以在电网电压大范围的变化及仃电、供电、超标供电或瞬时断电等情况下，都能保障人身及电器的安全，且耗电少，效率高。

该实用新型是综合了电子技术和电工技术，采用集成电路和双向可控硅等，设计出同时具有电流型触电保护、过压保护、欠压保护及瞬时断电保护等多功能的保护装置。进行实时控制，在引起执行保护的因素解除后约5分钟，将自动恢复供电，也可以手动立即供电。

下面利用附图中的实例，对本实用新型作进一步的说明：

以220伏，50赫芝电压输入，经电流型触电取样器〔B〕和双向可控硅开关元件〔T〕及熔断保险管〔RD〕，输出给用电器供电。双向可控硅的导通或关断就是供电或关断电源状态。双向可控硅的工作状态由控制电路决定，其控制指令则分别由人身触电（含电器漏电）、电压过高、电压过低，电源的瞬时断电等供电状态而定。只有上述全部条件都合适，即为供电状态，可以安全用电。只要其中任何一个或一个以上条件不满足安全用电条件，那么将会立即自动切断电源，实现安全保护。

其原理见附图1所示，220V交流电除经本保安器通到用电器外，还分别送到保安器的供电电源〔W〕、过压判别器〔A₁₁〕、欠压判别器〔A₂₂〕。图中的〔B〕是触电取样器，〔A₂₂〕是触电判别器，〔A₄₄〕是控制电路。〔A₁₁〕、〔A₂₂〕、〔A₃₃〕的指令均发给〔A₄₄〕。〔A₄₄〕的状态决定双向可控硅开关元件〔T〕是供电或断电。〔RD〕为过流（过载）的熔断保险管。

其中〔A₁₁〕是由R₂R₃R₈R₉R₁₀D_WD₅C₆和A₁等主要元件构成；

〔A₂₂〕是由R₂R₃R₈R₉R₁₀D₆C₆和A₂等主要元件构成；

〔A₃₃〕是由〔B〕A₃D₄和R₁₁等主要元件构成；

〔A₄₄〕是由A₄、C₇、C₈、C₉、R_19～26、BG_2～4等主要元件构成；

其中〔B〕是由L、L₁L₂等元件构成。

电路原理见附图2所示，〔1〕和〔2〕是输入端，〔1〕接火线，〔2〕接工作零线；〔3〕和〔4〕是输出端，〔3〕接火线，〔4〕接工作零线，并由〔3〕与〔4〕向用电器供电；〔5〕和〔6〕则分别接大地（地线）及电器的外壳。使用时的联线见附图3，输入端〔1〕、〔2〕、〔5〕为外出引线：〔1〕端红色线接电源火线，〔2〕端黄色线接电源工作零线，〔5〕端黑色线接大地（地线），输出端为〔3〕、〔4〕、〔6〕，其中〔3〕接火线，〔4〕接工作零线，〔3〕和〔4〕即为220V供电线路。〔6〕接用电器外壳（即接地）。

该图中的A₁，A₂，A₃，A₄为电压比较器，运算放大器。

该保安器的外形见附图4所示。其尺寸约为：长150mm，宽100mm，高55mm。

本实用新型的优点在于当电源电压在0～280V（或0～380V）之间变化时，均能正常工作，并在给定的电压范围内供电。例如出厂时对电源电压的变化可以做到予定值为：过压保护＞235±5V；欠压保护＜180±5V；瞬时断电保护（仃电、供电、超标供电）。对于人身保护，可以做到人身触电和漏电动作电流：6±2mA；当过流（过载）能熔断保险管作过流保护。上述各种保护均有可识别的显示。其保护的断电时间＜0.01秒，且在引起保护的原因解除后约五分钟，将自动恢复供电，同时无触点，无火花，无噪声，无射频干扰。负载的功率可分别为600W，1000W、1200W、1600W、2000W、3000W、4000W、5000W八档。本保安器空载时的功耗为＜2～3W，有载时另加总功耗的0.5％～1％。总之，该保安器具有多功能，全自动，耗电少，保安全等优点。

该用电保安器，也可以移植在电器产品内，同时对本实用新型进一步开发，即可用于三相电源。

实施例：

见附图1、2、3、4所示，其中除在附图说明中给以说明外，现给出实施的必要参量数据如下：

C₁、C₂：0.033μF／400V

C₃：1－5μF／400V

C₄、C₅、C₆、C₇、C₈、C₉：10～200μF

C₁₀：0.1－1μF／400V

R₁：22K～27K

R₃、R₁₀、R₁₉、R₂₇100K～300K

BG1～BG4为3DG管

T双向可控硅开关：3A～30A

D₁、D₂、D₃：1N4002

D₄、D₅、D₆：2DK

D₇、D₈、D₉、D₁₀、D₁₁：LED发光管

D_W：稳压管

V_w：稳压集成电路

说明书附图说明

附图1    原理框图

〔A₁₁〕过压判别器 〔W〕 保安器供电电源

〔A₂₂〕欠压判别器 〔B〕 触电取样器

〔A₃₃〕触电判别器 〔T〕 可控硅开关元件

〔A₄₄〕控制电路 〔RD〕 熔断保险管

附图2    电路原理图

〔K₁〕 触电自检按扭开关

〔K₂〕 立即恢复供电按钮开关

〔A〕    火线或工作零线判别试验孔

〔A₁〕、〔A₂〕、〔A₃〕、〔A₄〕电压比较器，运算放大器

附图3    使用联线图

〔～220〕    电网火线        〔O〕电网工作零线

〔DD〕    电度表        〔RD〕保险管

〔BD－867〕该保安器        〔LED〕发光二极管状态指示灯

〔K₁〕〔K₂〕 按钮开关 〔1〕红导线接火线

〔1〕、〔2〕、〔5〕输入端        〔2〕黄导线接工作零线

〔3〕、〔4〕、〔6〕输出端        〔5〕黑导线接地线

〔3〕    火线        〔RL〕用电器

〔4〕    工作零线

〔6〕    接电器外壳

附图4    多功能全自动用电保安器的外形图

Claims (4)

1、一种用电保安器。其特征在于具有高压判别器A₁₁、低压判别器A₂₂、触电判别器A₃₃、触电取样器B、控制电路A₄₄、及供电系统W，并将以上各部分组合为一体。

2、按照权利要求1所述的用电保安器，其特征在于各判别器均采用集成电路，在控制电路中采用双向可控硅开关元件T。

3、按着权利要求1所述的用电保安器，其特征在于供电系统W中有电容C₃与控制电路中可控硅元件T构成的低功耗装置，且 C₃≤5μF。

4、按照权利要求1、2、3所述的用电保安器，其特征在于各判别器上均有LED发光管构成的识别显示器，并在控制电路中有由C₇、C₈、R₁₉、R₂₀和K₂、A₄组成的时间控制器，及由C₉、R₂₄、BG4等构成的瞬时断电保护器。

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