專利名稱:多功能保安器的制作方法
本實(shí)用新型是一種用于家用電器的多功能保安器，它屬于電子保險(xiǎn)設(shè)備。
現(xiàn)有家用電器保安器，一般具有單一功能，如漏電保護(hù)，過(guò)流保護(hù)等功能，適用范圍窄，控制部份晶體管電路大多采用分離元件，可靠度低，過(guò)流保護(hù)采用熱繼電器，反應(yīng)速度慢，且控制電流過(guò)大，不適合用于家庭民用。若簡(jiǎn)單將各保護(hù)功能合成一體，則成本高，可靠性差。
在1981年12期《無(wú)線電》雜志，公開(kāi)了漏電保安器的技術(shù)。
在專利申請(qǐng)?zhí)?6205042公開(kāi)了“電冰箱自動(dòng)延時(shí)保護(hù)器”的技術(shù)。
在專利申請(qǐng)?zhí)?6202086公開(kāi)了“電動(dòng)機(jī)斷相，過(guò)流短路保護(hù)器”的技術(shù)。
本實(shí)用新型的目的是將漏電保護(hù)，過(guò)流保護(hù)，抗浪涌破壞延時(shí)保護(hù)，過(guò)壓、欠壓保護(hù)合成一體，擴(kuò)大適用范圍。
本實(shí)用新型由移相迭加放大電路1、主控電路2、抗浪涌破壞延遲保護(hù)電路、過(guò)壓保護(hù)4、欠壓保護(hù)5電路所組成。
A.移相迭加放大電路1通過(guò)二極管D5負(fù)極，接到主控電路2運(yùn)算放大器19的“－”輸入端；主控電路2通過(guò)變壓器B2繞組N5、N6輸出，繞組N5一端接雙相可控硅D10控制極，繞組N6一端接雙相可控硅D11控制極；過(guò)壓保護(hù)4輸入通過(guò)電阻R24一端聯(lián)接到本機(jī)電源9電解電容C3正極。輸出通過(guò)二極管D15負(fù)極聯(lián)接到主控電路2，運(yùn)算放大器19“－”輸入端；欠壓保護(hù)5輸入與過(guò)壓保護(hù)4相同，輸出通過(guò)二極管D14負(fù)極連接到主控電路2，運(yùn)算放大器19“－”輸入端；抗浪涌破壞延遲保護(hù)電路3，電阻R14一端接電解電容C4正極，另一端接運(yùn)算放大器20“－”輸入端，電阻R13一端接到運(yùn)算放大器20輸出端，另一端接運(yùn)算放大器21“＋”端。
B.移相迭加放大電路1由變壓器B1的繞組N3和C1一端相連，C1另一端接運(yùn)算放大器18“＋”端，電阻R1一端連于B1的N2和L1之間，另一端接于運(yùn)算放大器18“＋”端，N3的另一端和L1另一端相連于地。6是市電輸入端，電容C5正極接運(yùn)算放大器18輸出端，其負(fù)極與二極管D5正極，D4負(fù)極相接，D4正極接地。R6跨接于運(yùn)算放大器18的“－”端和C5之間，R5另一端與D4正極和D12正極、D13負(fù)極一起接地，D5的負(fù)極接輸出到主控電路2，D12、D13反向并聯(lián)，一端接運(yùn)算放大器18“－”端，另一端接地。
主控電路2的聯(lián)接關(guān)系二極管D5、D14、D15負(fù)極接到運(yùn)算放大器19“－”輸入端，形成雙穩(wěn)態(tài)與非開(kāi)關(guān)15。二極管D3負(fù)極接運(yùn)算放大器19輸出端。正極接運(yùn)算放大器20“＋”輸入端。再通過(guò)電阻R13聯(lián)到振蕩器16運(yùn)算放大器21“＋”輸入端，運(yùn)算放大器21輸出端通過(guò)電阻R20聯(lián)到激勵(lì)推動(dòng)電路17三極管BG2基極，BG2發(fā)射極接變壓器繞組N4。
本實(shí)用新型電阻R1，電容C1所取的值應(yīng)滿足R1＝1／ωC1。
將電容C1去掉，利用變壓器B1所含繞組N3的電感量LN3并使繞組N3一端與電阻R1連接，所取的值應(yīng)滿足R1＝ωLN3。
本保安器適用于保護(hù)用電人人身安全；減小電器損壞；限制用戶超負(fù)荷用電，利于電力管理，計(jì)劃用電；且可直接裝備于通用電器，儀器之中等等。由于采用通用集成電路運(yùn)算放大器，可使整機(jī)減小體積，工藝上好制造，降低成本，提高可靠性。
下面結(jié)合

圖1是整機(jī)方框圖。1移相疊加放大電路 2主控電路
3 抗浪涌破壞延遲保護(hù)電路4 過(guò)壓保護(hù)5 欠壓保護(hù)6 市電輸入端8 負(fù)載9 本機(jī)電源D10、D11雙向可控硅圖2是移相疊加放大電路1的方框圖10 漏電取樣11 過(guò)流取樣12 移相疊加13 放大器14 倍壓整流圖3是主控電路2的方框圖15 雙穩(wěn)態(tài)與非開(kāi)關(guān)16 振蕩器17 激勵(lì)推動(dòng)電路圖4是保安器實(shí)施例1的電原理圖圖5是保安器實(shí)施例2的全懸浮型電路圖實(shí)施例1電路說(shuō)明本機(jī)電源9工作過(guò)程當(dāng)電路輸入端接入市電6，經(jīng)電容C2降壓限流后，二極管D1、D2整流；電容C3、C4，電阻R4、R5二極管D3濾波穩(wěn)壓；且將直流電壓分別送到各控制電路中。
抗浪涌破壞延遲保護(hù)電路3工作過(guò)程直流電壓加到電容C7電阻R11時(shí)，將三極管BG1瞬間飽和導(dǎo)通，令電容C8予放電，且通過(guò)電阻R13將運(yùn)算放大器20“＋”端拉向低電壓，這樣運(yùn)算放大器20輸出端也為低電位。短時(shí)間后，電容C7充電完畢，三極管BG1處于截止?fàn)顟B(tài)，直流電壓通過(guò)R12對(duì)電容C8充電，其時(shí)間常數(shù)T＝R12·C8，當(dāng)電容C8電壓超過(guò)運(yùn)算放大器20“－”端電位時(shí)，運(yùn)算放大器20輸出端從低電位跳變?yōu)楦唠娢?；由電阻R18加到運(yùn)算放大器21“＋”端；此時(shí)由運(yùn)算放大器21組成的振蕩器16開(kāi)始工作。其振蕩頻率及幅度，取決于電阻R17、R18、R19電容C9、C10的值。振蕩輸出經(jīng)電阻R20，電容C11送到由三極管BG2組成的激勵(lì)推動(dòng)電路17，再經(jīng)變壓器B2次級(jí)N5、N6繞組，分送到雙相可控硅D10、D11的控制極，使之雙相可控硅D10、D11導(dǎo)通，并帶動(dòng)負(fù)載8正常工作。
若市電6停電或0.2秒的短暫斷電，本機(jī)按上述工作狀態(tài)重復(fù)執(zhí)行延遲，達(dá)到保護(hù)電器之目的。
漏電、過(guò)流保護(hù)工作過(guò)程當(dāng)本機(jī)電源9正常供電時(shí)，運(yùn)算放大器19組成的雙穩(wěn)態(tài)的“－”端比“＋”端電位略低，即輸出為高電位，二極管D8不導(dǎo)通。
變壓器B1為漏電取樣10主要元件，繞組N1、N2匝數(shù)相等；相位相反，由于人的觸電或電器漏電，變壓器B1繞組N3感應(yīng)的電壓經(jīng)電容C1送至運(yùn)算放大器18“＋”端；或者，由于用電器短路，超載的大電流負(fù)載，在過(guò)流取樣11的元件電感L1兩端形成壓降，經(jīng)電阻R1也送至運(yùn)算放大器18“＋”端。這里漏電、過(guò)流樣電壓通過(guò)電阻R1，電容C1互為移相，且疊加形成移相疊加12，用以解決兩相線漏電保護(hù)不平衡的問(wèn)題。
移相后的樣電壓經(jīng)運(yùn)算放大器18放大，通過(guò)電容C5、C6，二極管D4、D5倍壓整流14，加到運(yùn)算放大器19的“－”端，使之“－”端電位高于“＋”端電位，令雙穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)，輸出端為低電位。迫使二極管D8導(dǎo)通，將運(yùn)算放大器20“＋”端拉到低電位，致使振蕩器16停振，雙相可控硅D10、D11關(guān)斷，達(dá)到保護(hù)目的。這里主控電路2所含的雙穩(wěn)態(tài)與非開(kāi)關(guān)15是由運(yùn)算放大器19、20，電阻R7、R8、R9、R10、R12、R13、R14、R15，電容C6、Cw，二極管D8，半可調(diào)電阻W1組成。
過(guò)壓保護(hù)4，欠壓保護(hù)5工作過(guò)程本機(jī)正常工作時(shí)，運(yùn)算放大器22“＋”端電位低于“－”端，輸出為低電位。運(yùn)算放大器23“＋”端電位高于“－”端，輸出為高電位。當(dāng)市電高于正常值時(shí)，電容C2、C3，二極管D1、D2整流電壓也高，經(jīng)電阻R24、R25分壓，使運(yùn)算放大器22“＋”端電位高于“－”端，輸出為高電位，令二極管D15導(dǎo)通，且將高電位加到運(yùn)算放大器19“－”端，使雙穩(wěn)態(tài)與非開(kāi)關(guān)15翻轉(zhuǎn)，輸出為低電位，完成過(guò)壓保護(hù)4的動(dòng)作。
當(dāng)市電低于正常值時(shí)，運(yùn)算放大器23“＋”端電位低于“－”端電位，輸出為低電位，經(jīng)電阻R30加到運(yùn)算放大器24倒相，輸出為高電位，二極管D14導(dǎo)通，將高電位加到運(yùn)算放大器19“－”端，令雙穩(wěn)態(tài)與非開(kāi)關(guān)15翻轉(zhuǎn)，達(dá)到保護(hù)控制的目的。
按實(shí)施例1生產(chǎn)時(shí)應(yīng)注意。
1 主控電路2的雙穩(wěn)態(tài)與非開(kāi)關(guān)15所含的運(yùn)算放大器19“－”端充放電時(shí)間常數(shù)T1應(yīng)大于“＋”端充放電時(shí)間常數(shù)T2。必要時(shí)在二極管D5負(fù)極和電容C6正極加一電阻R，條件滿足上述要求。
2圖4中過(guò)流取樣電感L1可用無(wú)感電阻R代替。
3漏電變壓器R1，N3與N1的匝比值和運(yùn)算放大器18的放大倍數(shù)互為反比關(guān)系。
4激勵(lì)推動(dòng)變壓器B2，N5與N6匝數(shù)相等，N5與N4的匝比應(yīng)滿足級(jí)間阻抗匹配。
5變壓器鐵芯可考慮加絕緣罩。
6開(kāi)關(guān)K1為啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，二極管D12、D13為保護(hù)元件。
7圖4中未說(shuō)明元件僅起輔助作用。
實(shí)施例2圖5說(shuō)明變壓器B1、B2與實(shí)施例1要求相同。
變壓器B3，初級(jí)繞組N7與次級(jí)繞組N8匝比值隨過(guò)流值大小而定，即小功率時(shí)N8／N7＝1～3，大功率時(shí)N8／N7＝0.1～1。
變壓器B3初級(jí)繞組N7的作用及數(shù)值與實(shí)施例1中電感L1相同。其鐵芯為鐵氧體。
變壓器B4，為常規(guī)小功率電源變壓器，初級(jí)繞組N9與次級(jí)繞組N10的匝比隨實(shí)際情況而定。
本實(shí)用新型可用全懸浮電路實(shí)現(xiàn)，漏電取相變壓器B1，激勵(lì)推動(dòng)變壓器B2，過(guò)流取樣變壓器D2，電源變壓器B4，均采用互感耦合方式，使之穩(wěn)壓電源E，控制電路F與市電6呈隔離狀態(tài)。
懸浮電路的聯(lián)接關(guān)系變壓器B1繞組N3一端與變壓器B3繞組N8一端相接于地；N2另一端接電容C1；N8另一端接電阻R1，C1、R1的另一端接運(yùn)算放大器18“＋”輸入端。
變壓器B3繞組N7一端與變壓器B1繞組N2相接，另一端與變壓器B4繞組N9一端相接，此端也同可控硅D11相接。
變壓器B4繞組N9另一端與變壓器B1繞組N1相接，繞組N10兩端接穩(wěn)壓電源E，即接二極管D2正極。
變壓器B2繞組N5、N6分別經(jīng)電阻R22、R22接于雙相可控硅D10、D11之控制極。繞組N4一端接地，另一端接晶體管BG2發(fā)射極。
權(quán)利要求
1.一種多功能保安器，由移相迭加放大電路1、主控電路2、抗浪涌破壞延遲保護(hù)電路3、過(guò)壓保護(hù)4、欠壓保護(hù)5電路所組成，其特征是A.移相迭加放大電路1通二極管D5負(fù)極，接到主控電路2運(yùn)算放大器19的“一”輸入端；主控電路2通過(guò)變壓器B2繞組N5、N6輸出，繞組N5一端接雙相可控硅D10控制極，繞組N6一端接雙相可控硅D11控制極；過(guò)壓保護(hù)4輸入通過(guò)電阻R24一端聯(lián)接到本機(jī)電源9、電解電容C3正極。輸出通過(guò)二極管D15負(fù)極聯(lián)接到主控電路2運(yùn)算放大器19“一”輸入端；欠壓保護(hù)5輸入與過(guò)壓保護(hù)4相同，輸出通過(guò)二極管D到主控電路2運(yùn)算放大器19“一”輸入端，抗浪涌破壞延遲保護(hù)電路3，電阻R14一端接電解電容C4正極，另一端接運(yùn)算放大器20“一”輸入端，電阻R13一端接到運(yùn)算放大器20輸出端，另一端接運(yùn)算放大器21“+”端；B.移相迭加放大電路1由變壓器B1的繞組N2和C1一端相連，C1另一端接運(yùn)算放大器18“+”端，電阻R1一端連于B1的N2和L1之間，另一端相連于地。6是市電輸入端，電容C5正極接運(yùn)算放大器18輸出端，其負(fù)極與二極管D5正極、D4負(fù)極相接，D4正極接地。R6跨接于運(yùn)算放大器18的“一”端和C5之間，R5另一端與D4正極和D12正極、D13負(fù)極一起接地，D5的負(fù)極接輸出到主控電路2，D12、D13反向并聯(lián)一端接運(yùn)算放大器18“+”端，另一端接地；主控電路2的聯(lián)接關(guān)系二極管D5、D14、D15負(fù)極接到運(yùn)算放大器19“一”輸入端，形成雙穩(wěn)態(tài)與非開(kāi)關(guān)15。二極管D3負(fù)極接運(yùn)算放大器19輸出端。正極接運(yùn)算放大器20“+”輸入端。再通過(guò)電阻R18聯(lián)到振蕩器16運(yùn)算放大器21“+”輸入端，運(yùn)算放大器21輸出端通過(guò)電阻R20聯(lián)到激勵(lì)推動(dòng)電路17三極管BG2基極，BG2發(fā)射極接變壓器繞組N4。
2.按照權(quán)利要求
1所述的保安器，其特征是電阻R1、電容C1所取的值應(yīng)滿足R1＝1／ωC1。
3.按照權(quán)利要求
1所述的保安器，其特征是將電容C1去掉，利用變壓器B1所含繞組N3的電感量LN3，并使繞組N3一端與電阻R1連接，所取的值應(yīng)滿足R1＝ωLN3。
4.按照權(quán)利要求
1所述的保安器，其特征是可用全懸浮電路實(shí)現(xiàn)，漏電取樣變壓器B1，激勵(lì)推動(dòng)變壓器B2、過(guò)流取樣變壓器B3，電源變壓器B4，均采用互感耦合方式，使之穩(wěn)壓電源E，控制電路F與市電6呈隔離狀態(tài)；變壓器B1繞組N3一端與變壓器B3、繞組N8一端相接于地；N3另一端接電容C1，N8另一端接電阻R1，C1、R1的另一端接運(yùn)算放大器18“＋”輸入端；變壓器B3繞組N7一端與變壓器B1繞組N2相接，另一端與變壓器B4繞組N9一端相接，此端也同可控硅D11相接；變壓器B4繞組N9另一端與變壓器B1繞組N1相接，繞組N10兩端接穩(wěn)壓電源E，即接二極管D2正極；變壓器B2繞組N5、N6分別經(jīng)電阻R22、R22接于雙相可控硅D10、D11之控制極；繞組N4一端接地，另一端接晶體管BG2發(fā)射極。
專利摘要
多功能保安器，屬于家用電器電子保險(xiǎn)設(shè)備。采用通用集成電路組成主控電路(2)，及移相疊加放大電路(1)，將漏電保護(hù)，過(guò)流保護(hù)，抗浪涌破壞延時(shí)保護(hù)(3)，過(guò)壓保護(hù)(4)，欠壓保護(hù)(5)合成一體，擴(kuò)大適用范圍，以達(dá)到工藝上好制造，降低成本，減少電器損壞，保護(hù)用電人人身安全?？芍苯友b備于儀器、電器之中，并起限制用電戶超負(fù)荷用電，以利于電力管理，計(jì)劃用電。
文檔編號(hào)H02H3/10GK87201863SQ87201863
公開(kāi)日1988年9月28日 申請(qǐng)日期1987年2月10日
發(fā)明者李俊庚 申請(qǐng)人:李俊庚導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan