專利名稱：兼有防雷功能的限電電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及低壓電器領(lǐng)域，尤其涉及一種兼有防雷功能的限電電路。
背景技術(shù)：
在炎熱多雨的南方，菜場都設(shè)在大廳內(nèi)，每個(gè)攤位均裝有AC220V電源插座。菜場管理部門規(guī)定各攤位的電源插座只準(zhǔn)插入電子秤或電風(fēng)扇，但相當(dāng)多的攤位卻違反菜場管理部門的規(guī)定，或明或暗地插入“熱得快”燒開水、插入“電飯煲”煮飯熬排骨，導(dǎo)致菜場的電費(fèi)支出成倍上升，甚至發(fā)生了電線過載起火的事件。譬如浙江省寧波市某菜場，正常的電費(fèi)支出為每月四千多元，發(fā)生上述情況后 ，每月的電費(fèi)支出猛增至一萬三千多元；還發(fā)生過二次電線過載起火的事件。在炎熱的夏、秋季，南方菜場的輸電線易遭雷擊。浙江省溫州市一菜場就發(fā)生過一個(gè)響雷打壞三十多臺(tái)電子秤的雷擊事件。鑒于上述情況，菜場管理部門迫切需要具有下述功能的“限電”設(shè)備
I、一排(含十個(gè)攤位)安裝一個(gè)“限電”設(shè)備，各攤位插入電子秤或電風(fēng)扇時(shí)，該排正常供電；該排其中有一攤位插入“熱得快”或“電飯煲”時(shí)，該排自動(dòng)斷電。2、所述的“限電”設(shè)備應(yīng)兼有抗雷擊功能。3、所述的“限電”設(shè)備無須“自動(dòng)”復(fù)位、“自動(dòng)”恢復(fù)供電的功能，只需設(shè)“手動(dòng)”復(fù)位按鈕、“手動(dòng)”恢復(fù)供電的功能。這樣設(shè)置的目的是斷電后，查淸斷電原因，教育或處罰違規(guī)用電的攤位商戶后再恢復(fù)供電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是設(shè)計(jì)一種“兼有防雷功能的限電電路”，用以菜場或其他場合的用電控制。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案為一種兼有防雷功能的限電電路，其由電源降壓單元(101)、直流電源單元(102)、雷擊降壓單元(103)、雷擊信號單元(104)、控制信號單元(105)、雷擊比較單元(106)、控制比較單元(107)、記憶及復(fù)位單元(108)、執(zhí)行單元
(109)、報(bào)警單元(110)以及耦合線圈(L)組成；該兼有防雷功能的限電電路的動(dòng)力輸入端(F)和動(dòng)力輸入端(D)之間接入AC220V電源，該兼有防雷功能的限電電路的第一輸出端
(01)和第二輸出端(02)之間接入負(fù)載(RU;其特征在于所述動(dòng)力輸入端(F)分別連接電源降壓單元(101)的第一端(C)、雷擊降壓單元(103)的第一端(A);所述動(dòng)力輸入端(D)分別連接直流電源單元(102)的第一端、雷擊信號單元(104)的第一輸入端(B)以及報(bào)警單元(110)的第一端；電源降壓單元(101)的第二端接入直流電源單元(102);雷擊降壓單元
(103)的第二端接入雷擊信號單元(104)的第二輸入端；雷擊信號單元(104)與控制信號單元(105)的輸出端分別接入雷擊比較單元(106)與控制比較單元(107)的輸入端；雷擊比較單元(106)與控制比較單元(107)的輸出端通過由二極管組成的或門連接記憶及復(fù)位單元(108)的輸入端；記憶及復(fù)位單元(108)的輸出端連接執(zhí)行單元(109)的輸入端；直流電源單元(102)輸出的直流電壓(Uc)分別供給執(zhí)行單元(109)、記憶及復(fù)位單元(108)、控制比較單元(107)和雷擊比較單元(106);耦合線圈(L)在第二輸出端(02)的動(dòng)力輸入線
(200)上接入，所述的耦合線圈(L)的兩端接控制信號單元(105)的兩個(gè)輸入端；執(zhí)行單元(109 )則通過繼電器(J)的二組觸點(diǎn)(DD11、DD12 )控制負(fù)載(RL)兩端的動(dòng)力輸入線(200 )和(300)與AC220V接通與斷開；所述AC220V電源上還并聯(lián)接有雙極型瞬態(tài)電壓抑制二極管(VDl)并聯(lián)接入；所述的直流電源單元(102)、執(zhí)行單元(109)、記憶及復(fù)位單元(108)、控制比較單元(107)、雷擊比較單元(106)、控制信號單元(105)、雷擊信號單元(104)均與電路板地連接。
所述的執(zhí)行單元中的執(zhí)行器件優(yōu)先選用雙組觸點(diǎn)的電磁繼電器，也可選用交流或直流接觸器、固態(tài)繼電器(Solid State Relays, SSR )或雙向晶閘管(Triode AC Switch,TRIAOo所述的負(fù)載RL為用電器。為敘述簡便，以下稱電子秤、電風(fēng)扇為允用電器，稱“熱得快”、“電飯煲”為禁用電器。 為敘述簡便，下面稱由各單元電路組成的本發(fā)明為“系統(tǒng)”。AC220V在本發(fā)明中有三個(gè)輸入端由端口 B、端口 C組成的輸入端稱電源輸入端，系統(tǒng)工作所需的AC220V電源從這個(gè)輸入端輸入；由端口 B、端口 A組成的輸入端稱雷擊信號輸入端，這個(gè)輸入端作為本發(fā)明獲取雷擊信號之用；由端口 D、端口 F組成的輸入端稱動(dòng)力輸入端，從這個(gè)輸入端輸入的AC220V作為本發(fā)明的負(fù)載RL的動(dòng)力電源之用。所述的40220￥可以用40380￥或4(110￥取代，這是顯而易見的。為使系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地工作，本發(fā)明釆取的進(jìn)一步技術(shù)措施為
I、作為抗雷的第一道關(guān)口，在電源AC220V輸入端并接了雙極型瞬態(tài)電壓抑制二極管，經(jīng)該二極管的作用，雷電的浪涌殘壓減小，既保護(hù)了系統(tǒng)的安全運(yùn)行，其與本發(fā)明的其他單元電路配合，又有效地保護(hù)了用電器。2、直流電壓Uc、雷擊信號電壓Usl、控制信號電壓Us2的兩端均并接了穩(wěn)壓二極管和浪涌吸收電容，可平抑雷電浪涌脈沖的沖擊，保護(hù)它們各自的后級單元電路不受損害。3、雷擊比較單元、控制比較單元與記憶及復(fù)位單元的連接采用“或門”連接，即前者雷擊比較單元、控制比較單元二路比較電路中只要有一路輸出高電平，后者便可獲得高電平。這樣設(shè)計(jì)的好處為a、使以實(shí)現(xiàn)抗雷功能為主的相關(guān)單元電路(雷擊降壓單元、雷擊信號單元、雷擊比較單元)、以實(shí)現(xiàn)控制功能為主的相關(guān)單元電路(控制信號單元、控制比較單元)可以共用“或門”后的系統(tǒng)終端單元電路(記憶及復(fù)位單元、執(zhí)行單元、報(bào)警單元)，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔、成本降低、可靠性提高；b、AC220V輸電線感應(yīng)雷電時(shí)，所述的以實(shí)現(xiàn)控制功能為主的相關(guān)單元電路，也可參與抗雷擊工作，并可發(fā)揮其對雷擊浪涌電流較敏感的優(yōu)勢，與所述的以實(shí)現(xiàn)抗雷功能為主的、對雷擊浪涌電壓更敏感的相關(guān)單元電路互相配合，使系統(tǒng)的抗雷擊性能更快捷更可靠更穩(wěn)定。本發(fā)明電路簡單，造價(jià)低廉，應(yīng)用本發(fā)明可帶來以下的有益效果
1、可使用電器免遭雷擊損壞；
2、其相當(dāng)于一位鐵面無私的值班員，一旦禁用電器插入，就立即斷電并告警——此舉，禁絕了禁用電器的使用，可為用戶節(jié)省大筆的電費(fèi)。
3、可將本發(fā)明當(dāng)作檢測儀器使用，用其檢測負(fù)載是否接有禁用電器。


圖I為本發(fā)明的原理方框圖。圖2為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面，結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。結(jié)合圖1，一種兼有防雷功能的限電電路，其由電源降壓單元(101)、直流電源單元(102)、雷擊降壓單元(103)、雷擊信號單元(104)、控制信號單元(105)、雷擊比較單元
(106)、控制比較單元(107)、記憶及復(fù)位單元(108)、執(zhí)行單元(109)、報(bào)警單元(110)以及耦合線圈(L)組成；該兼有防雷功能的限電電路的動(dòng)力輸入端(F)和動(dòng)力輸入端(D)之間接入AC220V電源，該兼有防雷功能的限電電路的第一輸出端(01)和第二輸出端(02)之間接入負(fù)載(RL);其特征在于所述動(dòng)力輸入端(F)分別連接電源降壓單元(101)的第一端(C)、雷擊降壓單元(103)的第一端(A);所述動(dòng)力輸入端(D)分別連接直流電源單元(102)的第一端、雷擊信號單元(104)的第一輸入端(B)以及報(bào)警單元(110)的第一端；電源降壓單元(101)的第二端接入直流電源單元(102);雷擊降壓單元(103)的第二端接入雷擊信號單元(104)的第二輸入端；雷擊信號單元(104)與控制信號單元(105)的輸出端分別接入雷擊比較單元(106)與控制比較單元(107)的輸入端；雷擊比較單元(106)與控制比較單元(107)的輸出端通過由二極管組成的或門連接記憶及復(fù)位單元(108)的輸入端；記憶及復(fù)位單元(108)的輸出端連接執(zhí)行單元(109)的輸入端；直流電源單元(102)輸出的直流電壓(Uc)分別供給執(zhí)行單元(109)、記憶及復(fù)位單元(108)、控制比較單元(107)和雷擊比較單元(106);耦合線圈(L)在第二輸出端(02)的動(dòng)力輸入線(200)上接入，所述的耦合線圈(L)的兩端接控制信號單元(105)的兩個(gè)輸入端；執(zhí)行單元(109)則通過繼電器(J)的二組觸點(diǎn)(DD11、DD12)控制負(fù)載(RL)兩端的動(dòng)力輸入線(200)和(300)與AC220V接通與斷開；所述AC220V電源上還并聯(lián)接有雙極型瞬態(tài)電壓抑制二極管(VDl)并聯(lián)接入；所述的直流電源單元(102)、執(zhí)行單元(109)、記憶及復(fù)位單元(108)、控制比較單元(107)、雷擊比較單元(106)、控制信號單元(105)、雷擊信號單元(104)均與電路板地連接。
本發(fā)明的工作原理和工作過程是
I、從電源輸入端輸入的AC220V電源經(jīng)電源降壓單元101降壓、直流電源單元102整流、濾波、穩(wěn)壓后為后級單元電路提供穩(wěn)定的直流電壓Uc。3、從雷擊信號輸入端輸入的雷擊信號經(jīng)雷擊降壓單元103降壓、雷擊信號單元104整流、濾波后為雷擊比較單元106提供雷擊信號電壓Usl。4、從動(dòng)力輸入端輸入的AC220V電源，經(jīng)耦合線圏L耦合、控制信號單元105整流、濾波后為控制比較單元107提供控制信號電壓Us2。5、當(dāng)負(fù)載RL為允用電器且未受雷擊時(shí)雷擊信號單兀104輸出的雷擊信號電壓Usl小于雷擊比較單兀106的參考電壓；控制信號單兀105輸出的控制信號電壓Us2小于控制比較單元107的參考電壓，雷擊比較單元106、控制比較單元107均輸出低電平，記憶及復(fù)位單元108也相應(yīng)地輸出低電平，執(zhí)行單元109執(zhí)行保持繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)DD11、DD12閉合的程序，負(fù)載RL與AC220V連接，用電器正常工作。6、當(dāng)AC220V輸電線受到雷擊時(shí)，所述的雷擊雷擊信號輸入端輸入的雷擊信號電壓上升，雷擊信號單元104輸出的雷擊信號電壓Usl大于雷擊比較單元106的參考電壓，雷擊比較單元106輸出高電平，記憶及復(fù)位單元108也相應(yīng)地輸出高電平，執(zhí)行單元109導(dǎo)通工作，受其控制的繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)DD11、DD12均斷開，即負(fù)載與AC220V斷開，用電器受雷擊的危險(xiǎn)便被解除；同時(shí)，受執(zhí)行單元109控制的繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)DHll閉合，報(bào)警單元110得電報(bào)警。7、當(dāng)負(fù)載RL為禁用電器、負(fù)載電流IL急驟增大時(shí)，控制信號單元105輸出的控制信號電壓Us2大于控制比較單元107的參考電壓，控制比較單元107輸出高電平，記憶及復(fù)位單元108也相應(yīng)地輸出高電平，執(zhí)行單元109導(dǎo)通工作，受執(zhí)行單元109控制的繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)DD11、DD12均斷開，即負(fù)載與AC220V斷開、用電器斷電；同時(shí)，受執(zhí)行單元109控制的繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)DHll閉合，報(bào)警單元110得電報(bào)警。 8、系統(tǒng)中的記憶及復(fù)位單元108具有記憶功能，一旦系統(tǒng)進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)(此狀態(tài)下，負(fù)載RL已斷電)，系統(tǒng)將一直保持此狀態(tài)，直到確認(rèn)雷擊已過或禁用電器已撤除，釆取“復(fù)位”措施后，系統(tǒng)才會(huì)恢復(fù)到負(fù)載RL與AC220V重新連接、用電器正常工作的初始狀態(tài)。為加強(qiáng)抗雷擊功能和保護(hù)本發(fā)明自身不受雷擊損傷，在AC220V的輸入端設(shè)有雙極型瞬態(tài)電壓抑制二極管VDl。圖2為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例的電路原理圖，圖中
第一電容Cl、第一電阻Rl組成了電源降壓單兀101，并且，第一電容Cl、第一電阻Rl并聯(lián)后，一端與電源輸入端的C端、雷擊信號輸入端的A端、雙極型瞬態(tài)電壓抑制二極管VDl的一端、繼電器J的一個(gè)公共端COMll均相連接；另一端與第一二極管Dl的負(fù)極、第四二極管D4的正極相連接。第一、第二、第三、第四二極管D1、D2、D3、D4，第二、第三電容C2、C3，第一穩(wěn)壓二極管DWl組成了直流電源單元102;其中，第一、第二、第三、第四二極管D1、D2、D3、D4組成橋式整流電路；第二、第三電容C2、C3是濾波電容；第一穩(wěn)壓二極管DWl是穩(wěn)壓器件；以上整流、濾波、穩(wěn)壓器件的共同作用，為后級單元電路提供了直流電壓UC。所述的直流電源單元102中，第二第三電容C2、C3并聯(lián)后，一端(C3的正極端)與直流電壓UC的正端連接，另一端與直流電壓UC的負(fù)端連接；第一穩(wěn)壓二極管DWl的正極端與直流電壓UC的負(fù)端連接，負(fù)極端與直流電壓UC的正端連接；所述的直流電壓Uc的負(fù)端接公共端E。所述的濾波電容C2、C3、穩(wěn)壓器件DWl另外一項(xiàng)作用是平抑雷電浪涌脈沖，以保護(hù)后級單元電路不受雷電浪涌脈沖的損傷。優(yōu)選地，雷擊降壓單元103由第十二電阻R12組成；由于雷擊比較單元106用集成運(yùn)放作比較器件，而集成運(yùn)放是高輸入阻抗、高靈敏度的器件，信號電流Is可以低達(dá)微安級，因此，第十二電阻R12允許高達(dá)ΜΩ級。由于有高達(dá)ΜΩ級的第十二電阻R12作限流，因此，可以確保后級單元電路不受從雷擊信號輸入端輸入的雷電浪涌脈沖的損傷。第八、第九、第十、第i^一二極管D8、D9、DIO、D11，第五、第六電容C5、C6，第二穩(wěn)壓二極管DW2，第十一電阻Rll組成了雷擊信號單元104;其中，第八、第九、第十、第i^一二極管D8、D9、DIO、Dll組成橋式整流電路；第五、第六電容C5、C6是濾波電容；第二穩(wěn)壓二極管DW2為穩(wěn)壓器件；以上整流、濾波、穩(wěn)壓器件的共同作用，為后級單元電路提供了雷擊信號電壓Usl ;所述的雷擊信號單兀104中，第H 電阻Rll與雷擊信號電壓Usl相并聯(lián)，它們并聯(lián)后，正端與雷擊比較單元106連接，負(fù)端接公共端E;第四、第五電容C4、C5、第二穩(wěn)壓二極管DW2并聯(lián)后，一端(C5的正極端)與雷擊信號電壓Usl的正端連接，另一端(DW2的正極端)與雷擊信號電壓Usl的負(fù)端連接。所述的濾波電容C5、C6、穩(wěn)壓器件DW2另外一項(xiàng)作用是平抑雷電浪涌脈沖，以配合第十二電阻R12進(jìn)一步保護(hù)后級單元電路不受雷電浪涌脈沖的損傷。為了達(dá)到輸出合適的雷擊信號電壓Usl和平抑雷電浪涌脈沖的二個(gè)目的，第十二電阻R12、第二穩(wěn)壓二極管DW2、雷擊信號電壓Usl的電參數(shù)可按以下方法調(diào)定、
a、當(dāng)所述的雷擊信號輸入端(A端、B端)輸入的雷擊信號電壓小于額定值(例如242V,即此時(shí)無雷擊浪涌脈沖)時(shí)，雷擊信號電壓Usl的值既小于雷擊比較單元106的參考電壓U2的值也小于第二穩(wěn)壓二極管DW2的額定穩(wěn)壓值Uz2;此時(shí)，第二穩(wěn)壓二極管DW2處于反向偏置的近似開路的狀態(tài)、其無穩(wěn)壓作用，雷擊信號電壓Usl隨輸入的信號電壓的增大而上升。b、當(dāng)所述的雷擊信號輸入端輸入的信號電壓大于額定值時(shí)(相當(dāng)于雷擊浪涌脈沖到來):Uz2= Usl > U2,此時(shí)，第二穩(wěn)壓二極管DW2處于反向擊穿的穩(wěn)壓狀態(tài)，雷擊信號電壓Usl被其限幅、鉗位在Uz2的范圍內(nèi)，不會(huì)隨輸入的信號電壓增大而無限制地增大，后級單元電路也不會(huì)因Usl無限制地增大而受到損壞。綜上所述，選擇第二穩(wěn)壓二極管DW2時(shí)，應(yīng)選擇額定穩(wěn)壓值Uz2 > U2的穩(wěn)壓管。集成運(yùn)放IC2-1 (型號為V2 LM393)、第四、第五、第八、第九電阻R4、R5、R8、R9及第六二極管D6組成了雷擊比較單元106;并且，第九電阻R9的一端接直流電壓Uc的正端、另一端與第八電阻R8的一端、集成運(yùn)放IC2-1的反相輸入端2腳相連接；第八電阻R8的另一端接公共端E;集成運(yùn)放IC2-1的4腳也接公共端E，輸出端I腳接第六二極管D6的正極，第六二極管D6的負(fù)極接記憶及復(fù)位單元108，集成運(yùn)放IC2-1的同相輸入端3腳接雷擊信號電壓Usl正端。直流電壓Uc經(jīng)第八、第九電阻R8、R9分壓、為本雷擊比較單元106提供了參考電壓U2。第十二、第十三、第十四、第十五二極管D12、D13、D14、D15，第七、第八電容C7、C8,第三穩(wěn)壓二極管DW3，第十電阻RlO及套在動(dòng)力輸入線200上的耦合線圏L組成了控制信號單元105;其中，第十二、第十三、第十四、第十五二極管D12、D13、D14、D15組成橋式整流電路；第七、第八電容C7、CS是濾波電容；第三穩(wěn)壓二極管DW3為穩(wěn)壓器件；以上整流、濾波、穩(wěn)壓器件的共同作用，為后級單元電路提供了控制信號電壓Us2 ;所述的控制信號單元105中，第十電阻RlO與控制信號電壓Us2相并聯(lián)，它們并聯(lián)后，正端與控制比較單元107連接，負(fù)端接公共端E;第七、第八電容C7、C8、第三穩(wěn)壓二極管DW3并聯(lián)后，一端(C7的正極端)與控制信號電壓Us2的正端連接，另一端(DW3的正極端)與控制信號電壓Us2的負(fù)端連接。所述的濾波電容C7、C8、穩(wěn)壓器件DW3另外一項(xiàng)作用是平抑雷電浪涌脈沖，以進(jìn)一步保護(hù)后級單元電路不受雷電浪涌脈沖的損傷。為了達(dá)到輸出合適的控制信號電壓Us2和平抑雷電浪涌脈沖的二個(gè)目的，第十電阻R10、第三穩(wěn)壓二極管DW3、雷擊信號電壓Us2的電參數(shù)可按以下方法調(diào)定
C、當(dāng)所述的負(fù)載電流IL小于額定值(例如2A)時(shí)，控制信號電壓Us2的值既小于控制比較單元107的參考電壓U2的值也小于第三穩(wěn)壓二極管DW3的額定穩(wěn)壓值Uz3;此時(shí)，第三穩(wěn)壓二極管DW3處于反向偏置的近似開路的狀態(tài)、其無穩(wěn)壓作用，控制信號電壓Us2隨負(fù)載電流IL的增大而上升。d、當(dāng)所述的負(fù)載電流IL大于額定值時(shí)(相當(dāng)于禁用電器接入或雷電浪涌電流到來)Uz3= Us2 > U2,此時(shí)，第三穩(wěn)壓二極管DW3處于反向擊穿的穩(wěn)壓狀態(tài)，控制信號電壓Us2被其限幅、鉗位在Uz3的范圍內(nèi)，不會(huì)隨負(fù)載電流IL增大而無限制地增大，后級單元電路也不會(huì)因Us2無限制地增大而受到損壞。
綜上所述，選擇第三穩(wěn)壓二極管DW3時(shí)，應(yīng)選擇額定穩(wěn)壓值Uz3 > U2的穩(wěn)壓管。集成運(yùn)放IC2-2 (型號為V2 LM393)、第六、第七、第八、第九電阻R6、R7、R8、R9及第七二極管D7組成了控制比較單元107;并且，第九電阻R9的一端接直流電壓Uc的正端、另一端與第八電阻R8的一端、集成運(yùn)放IC2-2的反相輸入端6腳相連接；第八電阻R8的另一端接公共端E;集成運(yùn)放IC2-2的8腳接直流電壓Uc的正端、輸出端7腳接第七二極管D7的正極，第七二極管D7的負(fù)極接記憶及復(fù)位單元108，集成運(yùn)放IC2-2的同相輸入端5腳接控制信號電壓Us2正端。直流電壓Uc經(jīng)第八、第九電阻R8、R9分壓，為本控制比較單元107提供了參考電壓U2。雙D觸發(fā)器ICl(型號4013)、第四電容C4、復(fù)位按鈕AN組成記憶及復(fù)位電路108。其特征在于雙D觸發(fā)器ICl的6腳與第六二極管D6的負(fù)極及第七二極管D7的負(fù)極均連接，3腳、7腳、5腳均接公共端E，14腳接直流電源UC的正極，4腳與第四電容C4的負(fù)極及按鈕AN的一端連接，第四電容C4的正極、按鈕AN的另一端均與直流電源UC的正極連接。第二、第三電阻R2、R3，三極管Vl (型號為C9014)，繼電器J (包括其二組觸點(diǎn))，第五二極管D5共同組成了執(zhí)行電路109，其中，繼電器J (包括其二組觸點(diǎn))是執(zhí)行器件；并且，三極管Vl的發(fā)射極接公共端E，集電極與繼電器J的一端及第五二極管D5的正極連接，基極與第二、第三電阻R2、R3各自的一端均相連接；第二電阻R2的另一端接公共端E;第三電阻R3的另一端接雙D觸發(fā)器ICl的輸出端I腳；繼電器J的另一端、第五二極管D5的負(fù)極均與直流電壓Uc的正端連接；繼電器J的第一組觸點(diǎn)的公共端COMl I與動(dòng)力輸入端的F端、雙極型瞬態(tài)電壓抑制二極管VDl的一端均相連接，動(dòng)斷觸點(diǎn)DDll通過動(dòng)力輸入線200與負(fù)載RL的一端(系統(tǒng)輸出端02端)連接，動(dòng)合觸點(diǎn)DHll與報(bào)警單元110連接；繼電器J的第二組觸點(diǎn)的公共端C0M12與動(dòng)力輸入端的D端及報(bào)警單元110連接，動(dòng)斷觸點(diǎn)DD12通過動(dòng)力輸入線300與負(fù)載RL的另一端(系統(tǒng)輸出端01端)連接。報(bào)警單元110由蜂鳴器HA、發(fā)光二極管LED及其限流電阻R13組成，其特征是發(fā)光二極管LED與限流電阻R13串聯(lián)后再與蜂鳴器HA并聯(lián)，它們串并聯(lián)后一端接繼電器J的第一組動(dòng)合觸點(diǎn)DH11，另一端(發(fā)光二極管LED的負(fù)極端)接繼電器J的第二組觸點(diǎn)的公共端C0M12。該報(bào)警單元110通電工作時(shí)具有聲、光同時(shí)報(bào)警的功能。其若報(bào)警，表示系統(tǒng)輸出端接入了禁用電器。特殊地本發(fā)明當(dāng)作測試儀器使用時(shí)，一旦其報(bào)警，說明系統(tǒng)輸出端接入了禁用電器。本實(shí)施例還具有以下的特征
I、在AC220V電源輸入端并接有雙極型瞬態(tài)電壓抑制二極管VDl;
2、集成運(yùn)放IC2-1的輸出端I腳接第六二極管D6的正極、集成運(yùn)放IC2-2的輸出端7腳接第七二極管D7的正極，第六二極管D6的負(fù)極、第七二極管D7的負(fù)極均與雙D觸發(fā)器ICl的輸入端6腳連接，即集成運(yùn)放IC2-1、集成運(yùn)放IC2-2通過由所述的二極管D6、D7組成的或門電路與雙D觸發(fā)器ICl連接；這是本發(fā)明重要的技 術(shù)特征，釆用此項(xiàng)技術(shù)可帶來以下的有益效果
a、使以實(shí)現(xiàn)抗雷功能為主的相關(guān)單元電路(雷擊降壓單元103、雷擊信號單元104、雷擊比較單元106)、以實(shí)現(xiàn)控制功能為主的相關(guān)單元電路(控制信號單元105、控制比較單元107)可以共用所述“或門”后的系統(tǒng)終端單元電路(記憶及復(fù)位單元108、執(zhí)行單元109、報(bào)警單元110)，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔、造價(jià)降低、可靠性提高。b、AC220V輸電線感應(yīng)雷電時(shí)，所述的以實(shí)現(xiàn)控制功能為主的相關(guān)單元電路，也可參與抗雷擊工作，并可發(fā)揮對雷擊浪涌電流較敏感的優(yōu)勢，與所述的以實(shí)現(xiàn)抗雷功能為主的、對雷擊浪涌電壓更敏感相關(guān)單元電路互相配合，使系統(tǒng)的抗雷擊性能更快捷更可靠更穩(wěn)定。本實(shí)施例的工作過程為
I、當(dāng)AC220V輸電線未感應(yīng)雷電、同時(shí)，負(fù)載RL未接禁用電器時(shí)，由于集成運(yùn)放IC2-1的3腳上的雷擊信號電壓Usl小于其2腳上的參考電壓U2 ;集成運(yùn)放IC2-2的5腳上控制信號電壓Us2小于其6腳上的參考電壓U2，所以，集成運(yùn)放IC2-1的I腳、集成運(yùn)放IC2-2的7腳均輸出低電平，雙D觸發(fā)器ICl的輸入端6腳也為低電平，其輸出端I腳輸出低電平，三極管Vl截止，繼電器J的動(dòng)斷觸點(diǎn)DDlI、DD12閉合，負(fù)載RL與AC220V連接，用電器正常工作。2、當(dāng)AC220V輸電線感應(yīng)雷電、但負(fù)載RL未接禁用電器時(shí)Usl >U2，由于集成運(yùn)放IC2-1的3腳上的雷擊信號電壓Usl大于其2腳上的參考電壓U2，所以，其輸出端I腳輸出高電平，雙D觸發(fā)器ICl的輸入端6腳也為高電平，其輸出端I腳輸出高電平，三極管Vl導(dǎo)通，繼電器J的動(dòng)斷觸點(diǎn)DDll、DD12斷開，負(fù)載RL與AC220V也隨之?dāng)嚅_，用電器的雷擊危險(xiǎn)便被解除。在此同時(shí)，繼電器J的動(dòng)合觸點(diǎn)DHll閉合，蜂鳴器HA、發(fā)光二極管LED得電，分別作聲、光報(bào)警。雷擊結(jié)束，雷擊信號電壓Usl下降，變?yōu)閁sl < U2,集成運(yùn)放IC2-1的I腳變?yōu)檩敵龅碗娖?，雙D觸發(fā)器ICl的輸入端6腳也變?yōu)榈碗娖?，但由于雙D觸發(fā)器具有記憶功能，系統(tǒng)仍保持繼電器J的動(dòng)斷觸點(diǎn)DDlI、DD12斷開、動(dòng)合觸點(diǎn)DHll閉合的報(bào)警狀態(tài)，按復(fù)位按鈕AN，系統(tǒng)方才復(fù)位。3、當(dāng)AC220V輸電線未感應(yīng)雷電、但負(fù)載RL接入禁用電器時(shí)Usl <U2，集成運(yùn)放IC2-1的I腳輸出低電平；Us2 > U2,集成運(yùn)放IC2-2的7腳輸出高電平。由于集成運(yùn)放IC2-1、集成運(yùn)放IC2-2與雙D觸發(fā)器ICl采用或門連接，所以，雙D觸發(fā)器ICl的輸入端6腳為高電平，其輸出端I腳輸出高電平，三極管Vl導(dǎo)通，繼電器J的動(dòng)斷觸點(diǎn)DD11、DD12斷開，負(fù)載RL與AC220V也隨之?dāng)嚅_，用電器斷電。在此同時(shí)，繼電器J的動(dòng)合觸點(diǎn)DHll閉合，蜂鳴器HA、發(fā)光二極管LED得電，分別聲、光報(bào)警。系統(tǒng)將一直保持此報(bào)警的狀態(tài)，直到禁用電器撤除，按復(fù)位按鈕AN，系統(tǒng)方才恢復(fù)供電、。如果在未撤除禁用電器的情況下按復(fù)位按鈕AN，系統(tǒng)將繼續(xù)維持報(bào)警的狀態(tài)而不復(fù)位。因此，可根據(jù)此特性用本發(fā)明作儀器，檢測負(fù)載是否接有禁用電器。所述的執(zhí)行單元109中的執(zhí)行器件，即繼電器J優(yōu)先選用雙組觸點(diǎn)的電磁繼電器，也可選用交流或直流接觸器、固態(tài)繼電器(Solid State Relays, SSR )或雙向晶閘管(Triode AC Switch, TRIAC)。最后應(yīng)該說明，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，所以，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，雖然在理解本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，可以對本發(fā)明進(jìn)行 修改或等同替換，但一切不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的技術(shù)方案及改進(jìn)，均應(yīng)在本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種兼有防雷功能的限電電路，其由電源降壓單元(101)、直流電源單元(102)、雷 擊降壓單元(103)、雷擊信號單元(104)、控制信號單元(105)、雷擊比較單元(106)、控制比 較單元(107)、記憶及復(fù)位單元(108)、執(zhí)行單元(109)、報(bào)警單元(110)以及耦合線圈(L)組 成；該兼有防雷功能的限電電路的動(dòng)カ輸入端(F)和動(dòng)カ輸入端(D)之間接入AC220V電源， 該兼有防雷功能的限電電路的第一輸出端(01)和第二輸出端(02)之間接入負(fù)載(RL);其 特征在干所述動(dòng)カ輸入端(F)分別連接電源降壓單元(101)的第一端(C)、雷擊降壓単元 (103)的第一端(A);所述動(dòng)カ輸入端(D)分別連接直流電源單元(102)的第一端、雷擊信 號単元(104)的第一輸入端(B)以及報(bào)警單元(110)的第一端；電源降壓單元(101)的第二 端接入直流電源單元(102);雷擊降壓単元(103)的第二端接入雷擊信號単元(104)的第二 輸入端；雷擊信號単元(104)與控制信號単元(105)的輸出端分別接入雷擊比較單元(106) 與控制比較單元(107)的輸入端；雷擊比較単元(106)與控制比較單元(107)的輸出端通 過由ニ極管組成的或門連接記憶及復(fù)位單元(108)的輸入端；記憶及復(fù)位單元(108)的輸 出端連接執(zhí)行単元(109)的輸入端；直流電源單元(102)輸出的直流電壓(Uc)分別供給執(zhí) 行単元(109)、記憶及復(fù)位單元(108)、控制比較單元(107)和雷擊比較単元(106);耦合線 圈(L)在第二輸出端(02)的動(dòng)カ輸入線(200)上接入，所述的耦合線圈(L)的兩端接控制 信號単元(105)的兩個(gè)輸入端；執(zhí)行單元(109)則通過繼電器(J)的ニ組觸點(diǎn)(DD11、DD12) 控制負(fù)載(RU兩端的動(dòng)カ輸入線(200)和(300)與AC220V接通與斷開；所述AC220V電源 上還并聯(lián)接有雙極型瞬態(tài)電壓抑制ニ極管(VDl)并聯(lián)接入；所述的直流電源單元(102)、執(zhí) 行單元(109)、記憶及復(fù)位單元(108)、控制比較單元(107)、雷擊比較單元(106)、控制信號 單元(105)、雷擊信號單元(104)均與電路板地連接。
2.如權(quán)利要求I所述的兼有防雷功能的限電電路，其特征在干所述電源降壓單元(101)由第一電容(Cl)、第一電阻(Rl)組成。
3.如權(quán)利要求I所述的兼有防雷功能的限電電路，其特征在干所述直流電源單元(102)由第ー、第ニ、第三、第四ニ極管(01、02、03、04)、第ニ、第三電容(〇2、C3)、第一穩(wěn)壓 ニ極管(DWl)組成。
4.如權(quán)利要求I所述的兼有防雷功能的限電電路，其特征在干所述雷擊降壓單元(103)由第十二電阻(R12)組成。
5.如權(quán)利要求I所述的兼有防雷功能的限電電路，其特征在干所述雷擊信號単元(104)由第八、第九、第十、第4^一ニ極管(D8、D9、DIO、D11)、第五、第六電容(C5、C6)、第二 穩(wěn)壓ニ極管(DW2)、第i^一電阻(Rll)組成。
6.如權(quán)利要求I所述的兼有防雷功能的限電電路，其特征在干所述控制信號単元(105)由第十二、第十三、第十四、第十五ニ極管(D12、D13、D14、D15)、第七、第八電容(C7、 C8)、第三穩(wěn)壓ニ極管(DW3)、第十電阻(RlO)及套在動(dòng)力輸入線200上的耦合線圏L組成。
7.如權(quán)利要求I所述的兼有防雷功能的限電電路，其特征在干所述雷擊比較單元(106)由集成運(yùn)放IC2-1、第四、第五、第八、第九電阻(R4、R5、R8、R9)及第六ニ極管(D6)組 成。
8.如權(quán)利要求I所述的兼有防雷功能的限電電路，其特征在干所述控制比較單元(107)由集成運(yùn)放IC2-2、第六、第七、第八、第九電阻(R6、R7、R8、R9)及第七ニ極管(D7)組 成。
9.如權(quán)利要求I所述的兼有防雷功能的限電電路，其特征在干所述記憶及復(fù)位電路 (108)由雙D觸發(fā)器IC1、第四電容(C4)、復(fù)位按鈕(AN)組成。
10.如權(quán)利要求I所述的兼有防雷功能的限電電路，其特征在干所述執(zhí)行電路(109) 由第二、第三電阻(R2、R3)，三極管VI，繼電器J，第五ニ極管(D5)組成。
全文摘要
一種兼有防雷功能的限電電路,其由電源降壓單元(101)、直流電源單元(102)、雷擊降壓單元(103)、雷擊信號單元(104)、控制信號單元(105)、雷擊比較單元(106)、控制比較單元(107)、記憶及復(fù)位單元(108)、執(zhí)行單元(109)、報(bào)警單元(110)以及耦合線圈(L)組成；該兼有防雷功能的限電電路的動(dòng)力輸入端(F)和動(dòng)力輸入端(D)之間接入AC220V電源，該兼有防雷功能的限電電路的第一輸出端(01)和第二輸出端(02)之間接入負(fù)載(RL)。
文檔編號H02H3/22GK102664385SQ20121018445
公開日2012年9月12日 申請日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者汪孟金 申請人:寧波市鎮(zhèn)海華泰電器廠