WO2010135903A1

WO2010135903A1 - 具有漏电保护功能的电源插头

Info

Publication number: WO2010135903A1
Application number: PCT/CN2010/000059
Authority: WO
Inventors: 邹建华
Original assignee: 中山市开普电器有限公司
Priority date: 2009-05-27
Filing date: 2010-01-13
Publication date: 2010-12-02
Also published as: CN201425995Y; US8390404B2; US20120052702A1

Description

说明书具有漏电保护功能的电源插头

I技术领域】

本发明涉及一种具有漏电保护功能的电源插头（简称 GFCI) ,尤其是指一种安装在空调、冰箱、电视等家用电器上的具有漏电保护功能的电源插头。

【背景技术】

目前；人们是通过电源插头将家用电器连接到市电电源上；现在市场上的电源插头大多数结构如下：包括有外壳，在外壳上安装有两个或三个裸露在外面的插脚以及与插脚连接的电源电缆导线，在生产电器时；将电源插头的电源电缆导线与电器内线路板上的电源接点直接固定连接在一起，形成电连接。当需要使用家用电器时，只需要将该电源插头的插脚插入到插座内即可，这样就实现了家用电器与市电电源的连接 6 由于该种电源插头内部不具有漏电保护结构；当插脚输出侧火线、中性线、地线间出现漏电故障，以及插脚输出侧火线与中性线的短路故障时，将会直接造成家用电器的损害。目前出现了一些具有漏电保护功能的电源插头；虽然在出现故障时能够切断电源；起到保护家用电器的作用，但是目前这些电源插头的内部结构相对比较复杂，不便于大量生产，为此有必要解决上述问题。

ί发明内容】

本发明克服了上述技术的不足，提供了一种安全保护性能强、结构简单、设计合理、便于批量生产、能够实时检测电源电缆漏电故障并及时切断电源与负载连接的具有漏电保护功能的电源插头。

具有漏电保护功能的电源插头，包括有外壳、在外壳顶部表面设置有复位按钮和测试按钮；在外壳底部设置有电源火线插脚、中性线插脚、地线插脚，在外壳内部设置有线路板，在线路板上设置有用于检测电源输出的电缆漏电故障的漏电保护电路，其特征在于在线路板底部固定有一对分别与电源火线插脚、中性线插脚电连接的动簧片；在一对动簧片的自由端上分别电连接有动触点，在线路板上设置有一对与动触点相对应的静触点，该静触点与用于连接负载的电源电缆连接；在外壳内设置有可将动触点与静触点接触或断开的脱扣装置；该脱扣装置包括有与复位按钮固定连接的拉杆、套在拉杆上的拉杆复位弹簧、固定在一对动簧片的自由端上的脱扣板以及设置在脱扣线圈内的静衔铁和动衔铁 i 所述拉杆下端与动衔铁滑动连接；在拉杆上设置有卡位，在脱扣板上设置有在静衔铁吸合动衔铁后可卡住拉杆的卡位的卡口。

所述外壳由前上盖、后上盖以及与该前上盖、后上盖扣合在一起的下盖组成，所述复位按钮和测试按钮设置在后上盖上表面的孔内并漏在外面，所述电源火线插脚、中性线插脚、地线插脚穿过下盖下表面的孔伸到外界 6

所述动衔铁的一端伸出脱扣线圈，且在该端设置有环形凹槽，在拉杆下端设置有与该环形凹槽滑动卡接的纵向卡槽。

所述线路板的底部固定有护罩；所述脱扣线圈固定在护罩内；在护罩上开有供动衔铁穿过的开口，在护罩顶端的设置有一对固定耳，所述一对动簧片的一端分别固定在该对固定耳上，在护罩底部固定有插脚固定板，在该插脚固定板上设置有固定插脚的插孔。

脱扣板上设置有两个连接块，在连接块上开有固定孔；所述动簧片的自由端插入且卡在固定孔内而使脱扣板固定在两个动簧片的端部，所述动触点设置在连接块上且与动簧片电连接。

所述测试按钮的下面设置有 U形金属针和测试复位弹簧；在线路板上对应 U形金属针的下方设有两个测试悍点，其与 U形金属针组成模拟试验开关。

所述漏电保护电路包括有脱扣线圈、两个零序互感器控制芯片以及可控硅，所述零序互感器的金属环套在连接负载的电源电缆上，零序互感器的二次线圈与控制芯片输入端连接，控制芯片的输出端与可控硅的控制极连接；可控硅的正极与脱扣线圈一端连接 _ό

本发明的有益效果是： 1、当家用电器在使用过程中不慎发生漏电事故时，漏电电流达到 4~6mA时，能够切断电源，起到保护家用电器的作用； 2、当电源火线或中性线任何一相出现断路时；能够切断电源，起到保护家用电器的作用； 3、本发明的内部结构相对比较简单，设计合理，便于大量生产。

[附图说明】

图 1为本发明的立体图；

图 2为本发明的完全分解图；

图 3为本发明的平面图；图 4为图 3的 A- -A剖视图；

图 5为本发明的立体分解图；

图 6为图 5去掉下盖后的立体分解图；

图 7为本发明的脱扣装置立体图；

图 8为图 7去掉复位按钮和测试按钮后的立体图；

图 9为图 8去掉罩后的立体图；

图 10为图 9去掉脱扣板后的立体图；

图 11为本发明的动衔铁与静衔铁之间的配合图；

图 12为本发明的漏电保护电路的电路原理图。

【具体实施方式】

下面结合附图与本发明的实施方式作进一步详细的描述：参见图 1-11，本发明公开了一种具有漏电保护功能的电源插头，包括有外壳 1、在外壳 1顶部表面设置有复位按钮 11和测试按钮 12; 在外壳 1底部设置有电源火线插脚 2、中性线插脚 3、地线插脚 4，在外壳 1内部设置有线路板 5，在线路板 5上设置有用于检测电源输出的电缆漏电故障的漏电保护电路；在线路板 5底部固定有一对分别与电源火线插脚 2、中性线插脚 3电连接的动簧片 7，在一对动簧片 7的自由端上分别电连接有动触点 71，在线路板 5上设置有一对与动触点相对应的静触点 51 ; 该静触点 51与用于连接负载的电源电缆连接，动触点 71与静触点 51的接触或断开可以实现插脚与电源电缆之间的连接或断开，在外壳 1内设置有可将动触点 71与静触点 51接触或断开的脱扣装置 8; 该脱扣装置 8包括有与复位按钮 11固定连接的拉杆 81、套在拉杆 81上的拉杆复位弹簧 82、固定在一对动簧片 7 的自由端上的脱扣板 83以及设置在脱扣线圈 61内的静衔铁 84和动衔铁 85，所述拉杆 81下端与动衔铁 85滑动连接，在拉杆 81上设置有卡位 811 ; 在脱扣板 83上设置有卡口 831 ; 在静衔铁 84吸合动衔铁 85后可卡住拉杆 81的卡位 811的。使用本电源插头时，先将插脚插入到与市电连接的插座内，然后用手向下按住复位按钮 11，带动拉杆 81向下移动；当按到一定位置时拉杆 81上的卡位 811上表面卡住在脱扣板 83上的卡口 831。当需要使用家用电器时，需要将该电源插头的插脚插入到插座内，此时，动触点 71与静触点 51之间是断开的；要想实现家用电器与市电电源的连接；需要按下复位按钮 11 ; 其带动拉杆 81 向下移动，并同时压缩拉杆复位弹簧 82，当拉杆 81 上的卡位 811穿过脱扣板 83上的卡口 831时，由于脱扣线圈 61通电，使其内的静衔铁 84产生磁性；吸合动衔铁 85; 动衔铁 85带动拉杆 81向静衔铁 84方向横向移动，使得卡位 811卡在卡口 831上，此时松开手，拉杆复位弹簧 82复位带动拉杆 81向上移动，拉杆 81带动脱扣板 83向上移动，从而带动动簧片 7的自由端向上摆动；使得动触点 71与静触点 51接触，实现连接负载的电源电缆与插脚之间的电连接，这样市电电源就可以通过本插头对家用电器进行供电了。

所述外壳 1由前上盖 13 后上盖 14以及与该前上盖 13、后上盖 14扣合在一起的下盖 15组成，所述复位按钮 11和测试按钮 12设置在后上盖 14上表面的孔内并漏在外面，所述电源火线插脚 2、中性线插脚 3、地线插脚 4穿过下盖 15下表面的孔伸到外界。所述动衔铁 85的一端伸出脱扣线圈 61，且在该端设置有环形凹槽 851，在拉杆 81下端设置有与该环形凹槽 851滑动卡接的纵向卡槽 812。

在所述线路板 5的底部固定有护罩 9, 所述脱扣线圈 61固定在护罩 9内，在护罩 9上开有供动衔铁 85穿过的开口 91，在护罩 9顶端的设置有一对固定耳 92，所述一对动簧片 7的一端分别固定在该对固定耳 92上，在护罩 9底部固定有插脚固定板 10; 在该插脚固定板 10上设置有固定插脚的插孔。

所述脱扣板 83上设置有两个连接块 832，在连接块 832上开有固定孔；所述动簧片 7的自由端插入且卡在固定孔内而使脱扣板 83 固定在两个动簧片 7的端部，所述动触点 71设置在连接块 832上且与动簧片 7电连接。

所述测试按钮 12的下面设置有 U形金属针 121和测试复位弹簧 122，在线路板 5上对应 U形金属针 121的下方设有两个测试焊点，其与 U形金属针 121组成模拟试验开关 TEST。当按下测试按钮 12 时 U形金属针 121与线路板 5上的两个测试焊点瞬间接触；试验回路被导通，漏电保护电路上的零序互感器 62产生一个试验漏电流，其二次线圈产生一个感应信号，可控硅 SCR被触发导通，脱扣线圈 61被短路接通；静衔铁 84失去磁力；动衔铁 85被释放；拉杆 81的卡位 811在拉杆复位弹簧 82的作用下脱离出卡口 831，脱扣板 83失去向上的拉力，在重力的作用下，动簧片 7的自由端向下摆动，使得使得动触点 71与静触点 51断开；实现连接负载的电源电缆与插脚之间的断开，这样市电电源就停止对家用电器进行供电，家用电器停止工作。

如图 12所示，所述漏电保护电路包括有脱扣线圈 61、两个零序互感器 62、控制芯片 U1以及可控硅 SCR; 所述零序互感器 62的金属环套在连接负载的电源电缆上，零序互感器 62的二次线圈与控制芯片 U1输入端连接，控制芯片 63的输出端与可控硅 SCR的控制极连接，可控硅 SCR的正极与脱扣线圈 61—端连接 _ό 当家用电器在使用过程中不慎发生漏电事故时，漏电电流达到 4~6mA时，零序互感器 62的二次线圈中感应一个漏电流信号，可控硅 SCR被触发导通，脱扣线圈 61被短路接通；静衔铁 84失去磁力；动衔铁 85被释放；拉杆 81的卡位 811在拉杆复位弹簧 82的作用下脱离出卡口 831，脱扣板 83失去向上的拉力，在重力的作用下，动簧片 7的自由端向下摆动；使得动触点 71与静触点 51断开；实现连接负载的电源电缆与插脚之间的断开，这样市电电源就停止对家用电器进行供电，家用电器停止工作。

或者，当电源火线或中性线任何一相出现断路时；脱扣线圈 61 断路，静衔铁 84失去磁力，动衔铁 85被释放，拉杆 81的卡位 811 在拉杆复位弹簧 82的作用下脱离出卡口 831，脱扣板 83失去向上的拉力；在重力的作用下，动簧片 7的自由端向下摆动；使得使得动触点 71与静触点 51断开，实现连接负载的电源电缆与插脚之间的断开，这样市电电源就停止对家用电器进行供电，家用电器停止工作。

【工业实用性】本发明是电源插头，其具有漏电保护功能，因此，其具有产业上的可利用性。

Claims

权利要求书

1、具有漏电保护功能的电源插头，包括有外壳（1)、在外壳（1) 顶部表面设置有复位按钮（11)和测试按钮（12)，在外壳（1)底部设置有电源火线插脚（2)、中性线插脚（3)、地线插脚（4); 在外壳

(I) 内部设置有线路板（5)，在线路板（5)上设置有用于检测电源输出的电缆漏电故障的漏电保护电路，其特征在于在线路板（5) 底部固定有一对分别与电源火线插脚（2)、中性线插脚（3) 电连接的动簧片（ 7 )，在一对动簧片（ 7 )的自由端上分别电连接有动触点（ 71 )，在线路板（5)上设置有一对与动触点相对应的静触点（51)，该静触点（51) 与用于连接负载的电源电缆连接；在外壳（1) 内设置有可将动触点（71)与静触点（51)接触或断开的脱扣装置（8)，该脱扣装置（8)包括有与复位按钮（11) 固定连接的拉杆（81)、套在拉杆

(81)上的拉杆复位弹簧（82)、固定在一对动簧片（7)的自由端上的脱扣板（83) 以及设置在脱扣线圈（61) 内的静衔铁（84)和动衔铁（85)，所述拉杆（81)下端与动衔铁（85)滑动连接，在拉杆（81) 上设置有卡位（811); 在脱扣板（83)上设置有在静衔铁（84)吸合动衔铁（85) 后可卡住拉杆（81) 的卡位（811) 的卡口（831)。

2、根据权利要求 1所述的具有漏电保护功能的电源插头，其特征在于所述外壳（1) 由前上盖（13)、后上盖（14) 以及与该前上盖

(13)、后上盖（14) 扣合在一起的下盖（15) 组成，所述复位按钮

(II)和测试按钮（12)设置在后上盖（14)上表面的孔内并漏在外面；所述电源火线插脚（2)、中性线插脚（3)、地线插脚（4) 穿过下盖（15 ) 下表面的孔伸到外界。

3、根据权利要求 1或 2所述的具有漏电保护功能的电源插头，其特征在于所述动衔铁（85 ) 的一端伸出脱扣线圈（61 )，且在该端设置有环形凹槽（851 )，在拉杆（81 )下端设置有与该环形凹槽（851 ) 滑动卡接的纵向卡槽（812)。

4、根据权利要求 3所述的具有漏电保护功能的电源插头，其特征在于所述线路板（5 ) 的底部固定有护罩（9)，所述脱扣线圈（61 ) 固定在护罩（9) 内，在护罩（9)上开有供动衔铁（85)穿过的开口

(91 )，在护罩（9) 顶端的设置有一对固定耳（92)，所述一对动簧片（7) 的一端分别固定在该对固定耳（92)上，在护罩（9)底部固定有插脚固定板（10)，在该插脚固定板（10) 上设置有固定插脚的插孔。

5、根据权利要求 1所述的具有漏电保护功能的电源插头，其特征在于脱扣板（83) 上设置有两个连接块（832)，在连接块（832) 上开有固定孔，所述动簧片（7) 的自由端插入且卡在固定孔内而使脱扣板（83 ) 固定在两个动簧片（7) 的端部；所述动触点（71 ) 设置在连接块（832) 上且与动簧片（7) 电连接。

6、根据权利要求 1所述的具有漏电保护功能的电源插头，其特征在于所述测试按钮（12) 的下面设置有 U形金属针（121 )和测试复位弹簧（122)，在线路板（5) 上对应 U形金属针（121 ) 的下方设有两个测试焊点，其与 U 形金属针（121 ) 组成模拟试验开关

(TEST)o 7s 根据权利要求 1所述的具有漏电保护功能的电源插头，其特征在于所述漏电保护电路包括有脱扣线圈（61)、两个零序互感器

(62)、控制芯片（U1) 以及可控硅（SCR)，所述零序互感器（62) 的金属环套在连接负载的电源电缆上，零序互感器（62)的二次线圈与控制芯片（U1)输入端连接，控制芯片（U1) 的输出端与可控硅

(SCR) 的控制极连接，可控硅（SCR) 的正极与脱扣线圈（61) — 端连接。