專利名稱：自復式過欠壓保護開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種白復式過欠壓保護開關(guān)，其可用于對家用電器實施過壓、欠 壓的保護，屬于低壓電器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在建筑電氣和農(nóng)村的民用電配電系統(tǒng)中，都是采用低壓交流220V/380V三相四線 制的配電線路，AC220V單相電源通過相線與中性線提供。由于中心線斷線、線阻過大、三相 負載嚴重不平衡、錯相或高次諧波等原因，都會造成單相線路過電壓或欠電壓，導致單相用 電設(shè)備的燒毀和損壞。國內(nèi)目前市場上的家用保護電器功能比較單一，可靠性差，保護功能 不夠完善。當線路發(fā)生過流和漏電時，自動保護發(fā)生脫扣，故障排除后，手動復位是科學的； 而由于線路引起的過欠壓自動脫扣，當線路電壓恢復正常值后，不能自動復位，必須用戶手 動操作，使用不方便，影響了用戶供電的連續(xù)性，因此，在此故障中，無自動復位是一種不科 學的保護。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是針對上述的缺點，對家用電器提供一種自復式過、欠壓保護
ο為此，本實用新型采用以下技術(shù)方案一種自復式過欠壓保護開關(guān)，其特征在于包括磁保持繼電器，其開關(guān)節(jié)點串接在 電源回路中；驅(qū)動電路，其輸出控制所述磁保持繼電器的開關(guān)節(jié)點的通斷；微處理電路，其 輸出接至所述驅(qū)動電路的輸入；電壓信號處理電路，其電壓信號取自于電源輸入端，該電壓 信號處理電路的輸出送至所述微處理電路的輸入；電源電路，為上述各單元電路提供工作 電源。進一步地所述微處理電路為MCU，其正負電源端之間連接為MCU提供瞬時能量的電容濾波 電路，其一個輸出端口連接工作指示電路。所述驅(qū)動電路由兩個場效應管組成，兩個場效應管的輸入端接所述微處理電路的 輸出，兩個場效應管的輸出端驅(qū)動所述磁保持繼電器。所述電壓信號處理電路由降壓電阻、耦合電容、運算放大器及阻容吸收回路組成， 輸入的電源經(jīng)降壓電組降壓后，經(jīng)耦合電容接入運算放大器的反相輸入端，再通過運算放 大器放大和阻容吸收回路濾波后輸入到微處理電路，完成信號的采集。所述電源電路由第一級降壓電路、第一級穩(wěn)壓電路、第二級降壓電路、第二級穩(wěn)壓 電路串聯(lián)組成，第一級穩(wěn)壓電路給所述驅(qū)動電路和磁保持繼電器供電，第二級穩(wěn)壓電路為 微處理電路和電壓信號處理電路供電。更進一步地，所述電源電路可有以下兩種組成形式第一種所述第一級降壓電路由降壓電容并聯(lián)泄放電阻構(gòu)成，第一級降壓電路的后端一路經(jīng)第一穩(wěn)壓管接地，另一路接由半波整流濾波電路構(gòu)成的第一級穩(wěn)壓電路；所述 第二級降壓電路由降壓電阻構(gòu)成，第二級降壓電路的后端一路經(jīng)第二穩(wěn)壓管接地，另一路 接由精密低壓差調(diào)整芯片構(gòu)成的第二級穩(wěn)壓電路。第二種所述第一級降壓電路由降壓電容并聯(lián)泄放電阻構(gòu)成，所述第一級穩(wěn)壓電 路由整流橋與并聯(lián)穩(wěn)壓電路串接構(gòu)成；所述第二級降壓電路由降壓電阻構(gòu)成，第二級降壓 電路的后端一路經(jīng)穩(wěn)壓管接地，另一路接由精密低壓差調(diào)整芯片構(gòu)成的第二級穩(wěn)壓電路。本實用新型的主要優(yōu)點是集各種保護功能于一體，利用微處理器做核心控件，方 便，可靠，高精度實現(xiàn)了各種保護功能及參數(shù)的調(diào)整。參數(shù)包括過欠壓動作值、動作時間和 自恢復時時間。有效地保護了人身安全和家用電器設(shè)備的安全及家用電器工作連續(xù)性。采 用磁保持繼電器作為執(zhí)行元件，平時工作時不耗電，節(jié)能環(huán)保，保護動作可靠，當電源電壓 恢復正常后，可以實現(xiàn)自動重合閘。

圖1為自復式過欠壓保護開關(guān)原理框圖；圖2-圖6為白復式過欠壓保護開關(guān)原理圖，其中圖2是MCU單元微處理電路電 路圖；圖3是電壓信號處理電路電路圖；圖4是驅(qū)動電路和磁保持繼電器電路圖；圖5、圖6 是兩種電源電路的電路圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型自復式過欠壓保護開關(guān)包括磁保持繼電器，其開關(guān)節(jié)點 串接在交流220V電源的回路中；驅(qū)動電路，其輸出控制磁保持繼電器的開關(guān)節(jié)點的通斷； 微處理電路，其輸出接至驅(qū)動電路的輸入；電壓信號處理電路，其電壓信號取自于電源輸入 端，該電壓信號處理電路的輸出送至微處理電路的輸入；電源電路，為上述各單元電路提供 工作電源。如圖2所示，微處理電路為MCU(型號MC9S08SH8)，其正負電源端之間連接為MCU 提供瞬時能量的電容濾波電路，其一個輸出端口連接工作指示電路。其中電阻R5、C6構(gòu)成 復位電路；電容E4、C5構(gòu)成濾波電路，給MCU提供瞬時能量，增加EMC抗擾能力；發(fā)光二極 管D4、D5和電阻R6、R7組成工作指示電路。微處理電路是核心控制電路，其接受電壓信號 處理電路輸出的電壓信號，經(jīng)過計算、比較、延時，發(fā)出觸發(fā)信號，觸發(fā)驅(qū)動電路來驅(qū)動磁保 持繼電器完成過欠壓保護，同時，輸出光電指示，指示過欠壓保護開關(guān)的工作狀態(tài)。如圖3所示，電壓信號處理電路由降壓電阻、耦合電容、運算放大器及阻容吸收回 路組成，輸入的電源經(jīng)降壓電組降壓后，經(jīng)耦合電容接入運算放大器的反相輸入端，再通過 運算放大器放大和阻容吸收回路濾波后輸入到微處理電路，完成電源電壓信號的采集。其 中自接在相線的降壓限流電阻R8、R9和耦合電容C7采集電源信號，電源信號經(jīng)匹配電阻 RlO輸入到運算放大器U3的反相輸入端，詘與電阻1 11、1 12、1 13、1 14，電容C8、C9、C10組 成放大濾波電路，實現(xiàn)對電源電壓信號的處理。在圖4所示的驅(qū)動電路和磁保持繼電器電路圖中，驅(qū)動電路由兩個場效應管組 成，兩個場效應管的輸入端接微處理電路的輸出，兩個場效應管的輸出端驅(qū)動磁保持繼電 器。其中驅(qū)動電路是由觸發(fā)電阻R15、R16，濾尖峰電容Cll、C12，反峰放電二極管D6、D7和場效應管Q2、Q3組成的磁保持繼電器驅(qū)動電路。驅(qū)動電路接收來自微處理電路的觸發(fā)信 號，經(jīng)觸發(fā)電阻觸發(fā)場效應管使其導通，從而驅(qū)動磁保持繼電器Kl工作，完成過欠壓保護。電源電路由第一級降壓電路、第一級穩(wěn)壓電路、第二級降壓電路、第二級穩(wěn)壓電路 串聯(lián)組成，第一級穩(wěn)壓電路給所述驅(qū)動電路和磁保持繼電器供電，第二級穩(wěn)壓電路為微處 理電路和電壓信號處理電路供電。電源電路可有以下兩種組成形式第一種如圖5所示第一級降壓電路采用電容降壓式的原理，由降壓電容并聯(lián)泄 放電阻構(gòu)成，第一級降壓電路的后端一路經(jīng)第一穩(wěn)壓管接地，另一路接由半波整流濾波電 路構(gòu)成的第一級穩(wěn)壓電路；第二級降壓電路由降壓電阻構(gòu)成，第二級降壓電路的后端一路 經(jīng)第二穩(wěn)壓管接地，另一路接由精密低壓差調(diào)整芯片構(gòu)成的第二級穩(wěn)壓電路。其中降壓電 容Cl和泄放電阻Rl并聯(lián)組成降壓電路，對地并聯(lián)D2穩(wěn)壓二極管，再串聯(lián)Dl半波式整流二 極管，并聯(lián)E1、C2電源濾波電容完成第一級穩(wěn)壓。再由降壓電阻R2，穩(wěn)壓二極管D3，濾波電 容C3、E2，精密低壓差LDO調(diào)整芯片Ul，濾波電容C4、E3構(gòu)成二次穩(wěn)壓。由D2構(gòu)成的一級 穩(wěn)壓電源給驅(qū)動電路和磁保持繼電器供電，由LDO精密電源構(gòu)成的二次穩(wěn)壓為微處理電路 和電壓信號處理電路供電。第二種如圖6所示第一級降壓電路采用電容降壓式的原理，由降壓電容并聯(lián)泄 放電阻構(gòu)成，所述第一級穩(wěn)壓電路由整流橋與并聯(lián)穩(wěn)壓電路串接構(gòu)成；所述第二級降壓電 路由降壓電阻構(gòu)成，第二級降壓電路的后端一路經(jīng)穩(wěn)壓管接地，另一路接由精密低壓差調(diào) 整芯片構(gòu)成的第二級穩(wěn)壓電路。其中降壓電容Cl和泄放電阻Rl并聯(lián)組成降壓電路，再串 聯(lián)整流橋Dl完成全波整流，再并聯(lián)E1、C2電源濾波電容和由電阻R3、R4、穩(wěn)壓二極管D2、三 極管Ql構(gòu)成的并聯(lián)穩(wěn)壓電路，完成一級穩(wěn)壓。再由降壓電阻R2，穩(wěn)壓二極管D3，濾波電容 C3、E2，精密低壓差LDO調(diào)整芯片U1，濾波電容C4、E3構(gòu)成二次穩(wěn)壓。由一次穩(wěn)壓電源給驅(qū) 動電路和磁保持繼電器供電，由LDO精密電源構(gòu)成的二次穩(wěn)壓電源給微處理電路和電壓信 號處理電路供電。下面敘述工作原理電壓信號處理電路把電源信號輸入微處理器，微處理器就對電網(wǎng)電壓實時檢測， 當檢測到電壓在正常范圍之內(nèi)，由微處理器給驅(qū)動電路發(fā)出脈沖式吸合指令，驅(qū)動電路驅(qū) 動磁保持繼電器的吸合線圈，完成合閘，給負載供電。若因電網(wǎng)故障造成電壓過高或過低 而超出預設(shè)值時，則啟動延時，當延時到時后，則由微處理器給驅(qū)動電路發(fā)出脈沖式分閘指 令，再由驅(qū)動電路驅(qū)動磁保持繼電器的分閘線圈，完成分閘，停止向負載供電；當切斷向負 載供電時，此時微處理器還在實時地檢測電網(wǎng)電壓，同時啟動自復延時，當電網(wǎng)電壓恢復到 正常值時，先判斷自復延時時間是否到，如時間未到，也不許恢復向負載供電(有的家用電 器設(shè)備停電，必須經(jīng)過一定時間，才能恢復供電，否則就會損壞設(shè)備，如空調(diào)、冰箱等。)如自 復時間到，則由微處理器給驅(qū)動電路發(fā)出脈沖式吸合指令，驅(qū)動電路驅(qū)動磁保持繼電器的 吸合線圈，完成合閘，給負載供電。這樣既保護了用電設(shè)備的安全，也保證了供電的連續(xù)性。本實用新型自復式過欠壓保護開關(guān)集過欠壓保護多種功能于一體，為用電設(shè)備持 續(xù)正常運行和用電設(shè)備的安全提供可靠的保護。
權(quán)利要求1.一種自復式過欠壓保護開關(guān)，其特征在于包括磁保持繼電器，其開關(guān)節(jié)點串接在電源回路中；驅(qū)動電路，其輸出控制所述磁保持繼電器的開關(guān)節(jié)點的通斷；微處理電路，其輸出接至所述驅(qū)動電路的輸入；電壓信號處理電路，其電壓信號取自于電源輸入端，該電壓信號處理電路的輸出送至 所述微處理電路的輸入；電源電路，為上述各單元電路提供工作電源。
2.如權(quán)利要求1所述的自復式過欠壓保護開關(guān)，其特征在于所述微處理電路為MCU，其正負電源端之間連接為MCU提供瞬時能量的電容濾波電路， 其一個輸出端口連接工作指示電路。
3.如權(quán)利要求1所述的自復式過欠壓保護開關(guān)，其特征在于所述驅(qū)動電路由兩個場效應管組成，兩個場效應管的輸入端接所述微處理電路的輸 出，兩個場效應管的輸出端驅(qū)動所述磁保持繼電器。
4.如權(quán)利要求1所述的自復式過欠壓保護開關(guān)，其特征在于所述電壓信號處理電路由降壓電阻、耦合電容、運算放大器及阻容吸收回路組成，輸入 的電源經(jīng)降壓電阻降壓后，經(jīng)耦合電容接入運算放大器的反相輸入端，再通過運算放大器 放大和阻容吸收回路濾波后輸入到微處理電路，完成信號的采集。
5.如權(quán)利要求1所述的自復式過欠壓保護開關(guān)，其特征在于所述電源電路由第一級降壓電路、第一級穩(wěn)壓電路、第二級降壓電路、第二級穩(wěn)壓電路 串聯(lián)組成，第一級穩(wěn)壓電路給所述驅(qū)動電路和磁保持繼電器供電，第二級穩(wěn)壓電路為微處 理電路和電壓信號處理電路供電。
6.如權(quán)利要求5所述的自復式過欠壓保護開關(guān)，其特征在于所述第一級降壓電路由降壓電容并聯(lián)泄放電阻構(gòu)成，第一級降壓電路的后端一路經(jīng)第 一穩(wěn)壓管接地，另一路接由半波整流濾波電路構(gòu)成的第一級穩(wěn)壓電路；所述第二級降壓電路由降壓電阻構(gòu)成，第二級降壓電路的后端一路經(jīng)第二穩(wěn)壓管接 地，另一路接由精密低壓差調(diào)整芯片構(gòu)成的第二級穩(wěn)壓電路。
7.如權(quán)利要求5所述的自復式過欠壓保護開關(guān)，其特征在于所述第一級降壓電路由降壓電容并聯(lián)泄放電阻構(gòu)成，所述第一級穩(wěn)壓電路由整流橋與 并聯(lián)穩(wěn)壓電路串接構(gòu)成；所述第二級降壓電路由降壓電阻構(gòu)成，第二級降壓電路的后端一 路經(jīng)穩(wěn)壓管接地，另一路接由精密低壓差調(diào)整芯片構(gòu)成的第二級穩(wěn)壓電路。
專利摘要本實用新型是一種保護用戶所有用電設(shè)備電源安全和能夠持續(xù)運行的自復式過欠壓保護開關(guān)，包括磁保持繼電器，其開關(guān)節(jié)點串接在電源回路中；驅(qū)動電路，其輸出控制所述磁保持繼電器的開關(guān)節(jié)點的通斷；微處理電路，其輸出接至所述驅(qū)動電路的輸入；電壓信號處理電路，其電壓信號取自于電源輸入端，該電壓信號處理電路的輸出送至所述微處理電路的輸入；電源電路，為上述各單元電路提供工作電源。其優(yōu)點是技術(shù)可靠性高、保護精度高、功耗低、安裝維護方便，具有自復式過欠壓保護功能。避免了手動復位引起的可能把故障電壓送入線路，特別是對無人在家的用戶，既保證了用電設(shè)備正常運行又保證了用電設(shè)備的安全。
文檔編號H02H3/247GK201887422SQ20102065004
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者劉付亮, 南寅 申請人:北京人民電器廠有限公司