專利名稱：全自動家電綜合保護器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于低壓電器，確切地說是一種對二相用電和家用電器進行綜合自動保護的新型保安器。
在當今世界，電已是人們不可缺少的能源，用電范圍和用電量不斷增加，而電源污染也日趨嚴重，已成為繼空氣和水源污染之后的第三大公害。用電范圍廣了，用電器多了，觸電、漏電和某環路超負荷(過流)的機會就相應增加了，觸漏電和過流直接威脅到人身和財產的安全。電源污染來自電源的自然污染和電環境污染，是不可避免的。電源污染的結果使電網出現電壓過高(過壓)，電壓過低(欠壓)，瞬間電壓過高(浪涌電壓)和短時間停電等現象，這些現象對不同的用電器有不同的損壞。科學論證和統計證實電子和電器設備故障的一半以上是因電源污染造成的。
為了防止漏電，過流和電源污染對人身、財產和用電器的破壞，出現了許多種保護器，象漏電保安器、限電器和各種電器保護器等。比較典型的有中國專利91205605.3“新型家用漏電綜合保護開關”，中國專利91220640.3“電源污染壞路保護插塊”等。這些保護器只是在電路或電源出現某種或某幾種危害情況時起保護作用，不能綜合防止上述危害；這些保護器在保護后一般不能復原，需要人工操作或更換某個元件后才能繼續使用，這就給人們增加了使用不便。
本實用新型的目的是提出一種全自動綜合保護器，在出現漏電、過流、過壓、欠壓、浪涌電壓和短時間停電時都能進行保護，而且在電路和電源恢復正常后能自動復原，不需任何人工操作，以彌補現有同類保護器的不足。
本實用新型的目的是這樣實現的在一只外殼內裝有一塊由電源、采樣、比較、延時驅動、浪涌電壓吸收和開關等電路單元的線路板。將其串接于某用電環路與電網之間，采樣單元分別對環路的漏電流，總電流和電網的電壓進行采樣，比較單元分別將采樣結果和給定的標準進行比較，當某一值超出標準時即發出觸發信號，延時驅動單元接到觸發信號后立即驅動開關單元動作，切斷該環路與電網的連接。對于采樣單元來不及反映的浪涌電壓由浪涌電壓吸收單元吸收。當環路和電網恢復正常，延時驅動單元延遲一個延時間隔后再驅動開關單元動作恢復供電狀態。當每次停電再來電時，延時驅動單元首先延遲一個延時間隔再接通電源。這樣就保證了該壞路內人身、財產和用電器的安全。
本實用新型的優點是1、只用一個電源單元和一個開關單元就能實現對漏電、過流、過壓、欠壓、浪涌電壓和短時停電的綜合保護，而且保護后自動復原，不需人工操作。
2、由于“比較”單元所需的信號功率極微，所以能將保護器的可靠性和靈敏度做得較高。
3、由于較現有保護器增設了獨立的“比較”和“延時驅動”電路單元，對構成保護器元器件的要求降低，可降低制造成本。
4、不管何種保護，保護器的任何元件均不損壞，可以連續使用。
5、由于“比較”和“延時驅動”電路單元之間采用了由4只二極管構成與非邏輯聯接，從根本上解決了只用一個電源和一個開關就能完成漏電，過流、過壓、欠壓等非正常情況的全自動保護。


附圖是本實用新型的電路結構示意圖附圖中主要元件規格參數是C1630V1μ無極電容；C2、C4、C5、C6、C7CD11－16V－47μ電觸電容；C3CD11－16V－2.2μ電解電容，C80.01μ電容。R1510KΩ／0.25W；R251Ω／1W；R318KΩ／2W；R4－R18均為1／8W電阻其阻值分別是R6、R8、R10、R13、為20KΩ；R7390Ω，R9、R5、5.1KΩ，R16、R4100KΩ，R11、R14、1MΩ，R176.2MΩ，R182KΩ。D1－D5、D7－D11為1N4001，D6、1N4004。1C1LM324；IC2NE555。J1JQX－4。DW1、1W／13V。RMGMY7D 270V300A。
以下結合附圖的實施例詳細說明本實用新型。
電源部分由C1、C2、D1－D4和DW1等組成。市電經C1、R1降壓后由D1－D4整流，經C2濾波，R2和DW1穩壓后，向以后的工作電路提供穩定的直流電。
零序互感器B1對用電環路的漏電流進行采樣。無漏電流時，B1原邊中產生的磁通量大小相等，方向相反，相互抵銷，副邊中無感生電流產生，由運算放大器IC1a構成的比較器的(－)輸入端的電位為零，而(＋)輸入端由R6和R7設定一個穩定的正電位，其輸出端保持高電平狀態。因非門D7的作用，不對延時驅動電路產生影響。而當環路中有漏電流時，原邊的平衡被打破，副邊中將產生與漏電流大小成正比的交變電動勢，因運算放大器的反映速度遠高于這一交變電動勢的變化速度(工頻)，所以當第一個正半周的最大值超過R6和R7設定的電位時，IC1a立即翻轉成低電平，通過D7給時基電路IC2的觸發端(2)一個負觸發脈沖，IC2立即翻轉驅動J1動作，切斷電源，開始一個延時過程。延時結束后IC2翻轉，驅動J1復位，如果此時環路中的漏電流仍然超過允許值，將立即重復上述過程，直至環路恢復正常。在B1的副邊并聯C1用于抗干擾。
B2是電流互感器，它對環路的總電流進行采樣，副邊上產生的電流經D5整流，C4濾波后在W1兩端產生一個大小與環路電流成正比的電壓，并經W1分壓后接到比較器IC1b的(－)輸入端，而IC1b的(＋)輸入端由R8和R9設定一個穩定的正電位。環路電流在允許范圍內時，IC1b(－)端的電位低于(＋)端的電位，IC1b輸出端保持高電位。當環路電流超過許可值時，(－)端電位高于(＋)端電位，IC1b翻轉成低電平，通過非門D8觸發IC2翻轉驅動J1動作切斷電源并開始延時。延時結束，如環路電流仍超過許可值，將重復上述過程，直至環路電流恢復到正常范圍內。調整W1可以改變過流保護的動作電流值。C5用于增加抗干擾能力，防止誤動作。
D3、R4、R5和C6是電壓采樣電路。電路電流經D6整流，R4、R5分壓，C6濾波后，在R5兩端產生一個大小與電路電壓成正比的電壓信號。這個信號分別接到比較器IC1C的(－)和IC1d的(＋)輸入端。在IC1C的(＋)輸入端由R10、R12設定一個高門電位；在IC1d的(－)輸入端由R13、R15設定一個低門電位。電網的電壓在正常的范圍內時，R5上的電壓信號低于高門電位，高于低門電位，IC1C和IC1d均保持高電平。當電網的電壓過高時，R5上的電壓信號將高于高門電位，IC1C翻轉成低電位，通過D9觸發IC2翻轉，從而驅動J1切斷電源并開始延時，當電網的電壓過低時，R5上的電壓信號低于低門電位，IC1d翻轉成低電平，通過D10觸發IC2翻轉驅動J1切斷電源并開始延時。到延時結束后，只要電網的電壓不恢復正常，IC1C和IC1d總有一個輸出低電平，控制IC2的2端使IC2不能翻轉復位。直至電網電壓恢復正常。IC1C和IC1d分別加正反饋電阻R11和R14的作用是提高精確度。
由于R5的阻值較小，電網停電后C6上的電荷將迅速釋放。又由于R4的阻值較大再來電時C6上的電壓增長較慢，迫使IC2先通過一個延時后才翻轉輸出低電平，驅動J1動作，開始送電。而上述每種保護后都必須先經過一個延時才有可能送電。這就完成了間隔送電保護。
當電壓很高(大于270V)，速度很快的浪涌電壓由電網傳入時，J1在短時內有可能來不及動作切斷線路。此時并聯在J1觸點后的壓敏電阻RMG將吸收這個電壓，直至J1動作，切斷線路，RMG撤出工作。RMG只是在極短的時間內導通，一般不會損壞。
綜上所述，本實用新型在使用過程中，電網若有漏電、過流、過壓、欠壓、短時斷電五種危險情況出現時，繼電器J1即動作切斷環路與電網的聯系。對于浪涌電壓先由壓敏電阻RGM吸收，繼而由J1切斷線路。每種保護之后，都先經過一個延時，才有可能復位，以使環路不出現短時停電現象。
本實用新型的裝置可串接在一個用電環路中，特別適合一個家庭和一個用電單元。
權利要求1.一種具有橋式整流穩壓輸出，并且在電源上串接零序互感器B1和電流互感器B2，電壓采樣器D6、R4、R5和與上述采樣電路分別聯接的電路集成運算放大器IC1(a-d)，以及由一片單穩態觸發器IC2構成的延時驅動器驅動繼電器J1，繼電器J1的觸頭串接在主回路上，在觸頭下面，是一個壓敏元件構成的浪涌電壓吸收器的全自動家電綜合保護器，其特征是運算放大器IC1的IC1a、IC1b、IC1c、IC1d分別由二極管D7、D8、D9、D10與延時驅動器IC2形成邏輯與非聯接。
專利摘要本實用新型公開了一種由電源、采樣、比較、延時驅動、浪涌電壓吸收、開關和與非門聯接構成的新型二相用電綜合保護器，其特征在于由與非門聯接“比較”和“驅動”電路，能用一組電源和一只開關實現漏電、過流、過壓、欠壓、短時斷電和浪涌電壓等六種情況的自動保護。可對一個用電環路實施全方位整體保護，也可對單件電器實施全面保護。最適合一個家庭、一個試驗臺等使用。
文檔編號H02H3/08GK2148417SQ9323009
公開日1993年12月1日 申請日期1993年1月18日 優先權日1993年1月18日
發明者張玉忠 申請人:張玉忠