護器,是采用圖2所示的互補式全面安全通用控制電路模塊為核心電路設計制作的漏電保護器,如圖5所示,其特征在于:包括以圖2所示的互補式全面安全通用控制電路模塊為核心電路、前級檢測電路、??仉娐?、后級驅動電路和執(zhí)行電路、零序電流互感器H、交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(7);所述的交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(7)有三級直流電壓V+1、V+2、V+3輸出,所述的零序電流互感器H由環(huán)形鐵心、初級線圈叫、n2和次級線圈η 3組成,所述的前級檢測電路由零序電流互感器H的次級線圈η3和電阻3Rp 3R2、3R3構成,所述的核心電路就是圖2所示的互補式全面安全通用控制電路模塊,所述的??仉娐酚呻娮?R9構成,所述的后級驅動電路由電阻3R7、3R8、穩(wěn)壓二極管SWD1JWDjP三極管3TV ^TV2構成,所述的執(zhí)行電路由繼電器3J和二極管3D 3構成;所述的交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(7)的兩個交流輸入端連接在繼電器常開觸點3J的負載或用電器側兩交流電線LpN1之上,交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(7)輸出的直流電壓V+3高于V+2高于V +1,所述的零序電流互感器H的初級線圈ηι、η2是并穿入環(huán)形鐵心孔中的兩根交流電源線LpN1,零序電流互感器H的次級線圈η3是繞在其環(huán)形鐵心上的線圈,所述的次級線圈η3的一端連接核心電路的外設中限端V djP V d2,另一端連接電阻3R2、3R3的串接點上,電阻3R3另一端連接核心電路的信號檢測輸入端V ?和V i2,電阻3R2另一端連接電路地端GND,電阻3?—端連接直流電壓V +2,電阻3?另一端連接核心電路的外設中限端V V d2,所述的保控電路中電阻3R9—端連接直流電壓V +3,電阻3R9另一端連接核心電路的??剌敵龆薞el, ν?,所述的后級驅動電路中電阻3R7—端連接核心電路的輸出端V。2,電阻3&另一端連接穩(wěn)壓二極管SWD1正極,穩(wěn)壓二極管3WD 極連接三極管3TV i基極,三極管3TV i發(fā)射極連接直流電壓V+3,電阻3R8—端連接核心電路的輸出端V 0l,電阻3R8另一端連接穩(wěn)壓二極管3WD2負極,穩(wěn)壓二極管3WD 2正極連接三極管3TV 2基極,三極管3TV 2發(fā)射極連接電源地端GND,所述的執(zhí)行電路中二極管3D3負極連接在三極管3TV i集電極、二極管3D 3正極連接三極管3TV2集電極,繼電器3J線圈兩端并接在二極管3D 3兩極,繼電器3J兩對常開觸點3J連接控制負載或用電器的交流電源(L、N),QD為人工啟動按鈕,按下后接通交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(7)和被控負載或用電器的交流電源(L、N)。
[0011]作為優(yōu)選的一種全面安全漏電保護器,是采用圖2所示的的互補式全面安全通用控制電路模塊為核心電路設計制作的漏電保護器,如圖6所示,其特征在于:包括以圖2所示的互補式全面安全通用控制電路模塊為核心電路、前級檢測電路、后級執(zhí)行電路、零序電流互感器H、交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(7);所述的交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(7)有三級直流電壓V+1、V+2、V+3輸出,所述的零序電流互感器H由環(huán)形鐵心、初級線圈n 1、n2和次級線圈n3組成,所述的前級檢測電路由零序電流互感器H的次級線圈n3和電阻IR1UR2UR3構成,所述的核心電路就是圖2所示的互補式全面安全通用控制電路模塊,所述的后級執(zhí)行電路由繼電器IJjP二極管ID1UD2構成;所述的交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(7)的兩個交流輸入端連接在繼電器常開觸點IJ1的負載或用電器側兩交流電線L PN1之上,交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(7)輸出的直流電壓V+3高于V+2高于V+1,所述的零序電流互感器H的初級線圈I^n2是并穿入環(huán)形鐵心孔中的兩根交流電源線L PN1,零序電流互感器H的次級線圈113是繞在其環(huán)形鐵心上的線圈,所述的次級線圈113的一端連接核心電路的信號檢測輸入端Vil和Vi2,次級線圈n3的另一端連接電阻IR2UR3的串接點上,電阻IR 3另一端連接核心電路的外設底限設置端Vdl和V d2,電阻IR2另一端連接電路地端GND,電阻IR1—端連接直流電壓V+2,電阻1&另一端連接核心電路的信號檢測輸入端V ?和V i2,所述的執(zhí)行電路中繼電器11線圈兩端并接在二極管ID2兩極,二極管ID1UD2正極相接后,二極管ID1負極連接核心電路的輸出端Vtjl, 二極管ID2負極連接核心電路的輸出端Vtj2,繼電器11的兩對常開觸點IJ1連接控制負載或用電器的交流電源(L、N),QD為人工啟動按鈕,按下后接通交流降壓整流直流穩(wěn)壓電源(7)和被控負載或用電器的交流電源(L、N)。
[0012]作為優(yōu)選的互補式全面安全通用控制電路模塊的電路工作原理如下:
[0013]1.當電路正常工作時,若檢測輸入端(Vn/Vi2)的維通電位高于內置底限(VS1/VS2)電位和外設底限(Vdl/Vd2)電位,則集成運算放大器A12、A22輸出端(Vel、Vj都輸出高電位,由于電阻R12、R22的正反饋作用,將維持在常通狀態(tài),內置基限Vfl電位(基本由電阻R13、R14分壓而設置,也可通過外設基限電位Vzl改變內置基限電位Vfl)和內置基限Vf2電位(基本由電阻R23、R24分壓而設置,也可通過外設基限電位Vz2改變內置基限電位Vf2)都高于檢測輸入端(Vn/Vi2)電位,因此,集成運算放大器All的輸出端(VJ輸出低電位控制驅動電路,同時經(jīng)非門F串接電阻Rll反饋閂鎖作用,將集成運算放大器All的輸出端(VJ維持在低電位常通狀態(tài);集成運算放大器A21的輸出端(VJ輸出高電位控制驅動電路,同時由電阻R21的直接反饋閂鎖作用,將集成運算放大器A21的輸出端(VJ維持在高電位常通狀態(tài);控制驅動電路導通,使執(zhí)行電路繼電器維持吸合狀態(tài),接通負載(用電器)交流電源。
[0014]2.當檢測輸入端(Vn/Vi2)檢測到的外部漏電或觸電信號電壓、或傳感信號電壓高于內置基限(Vfl/Vf2)電位時,則集成運算放大器All輸出端(VJ輸出并維持在高電位閉鎖狀態(tài),控制驅動電路截止;集成運算放大器A21的輸出端(VJ輸出并維持在低電位閉鎖狀態(tài),控制驅動電路截止,使執(zhí)行電路繼電器釋放,斷開負載(用電器)的交流電源。
[0015]3.當檢測輸入端(Vn/Vi2)檢測到的外部漏電或觸電信號電路、或傳感信號電路發(fā)生開路、或懸空、或對電源正極短路等故障時,使檢測輸入端(vn/vi2)電位也高于內置基限(Vfl/Vf2)電位,則集成運算放大器All輸出端(VJ輸出并維持在高電位閉鎖狀態(tài),控制驅動電路截止;集成運算放大器A21的輸出端(VJ輸出并維持在低電位閉鎖狀態(tài),控制驅動電路截止,強迫執(zhí)行電路繼電器釋放,斷開負載(用電器)的交流電源。
[0016]4.當檢測輸入端(Vn/Vi2)檢測到的外部漏電或觸電信號電路、或傳感信號電路發(fā)生短路、或接地故障時,使檢測輸入端(vn/vi2)電位低于內置底限(VS1/VS2)和外設底限(Vdl/Vd2)電位,則集成運算放大器A12、A22的輸出端(UPVs2)都輸出低電位,由于電阻R12、R22的正反饋作用,將維持在失常反鎖狀態(tài),內置基限(VflZVf2)電位基本由二極管D13、D23和電阻R13、R23拉低(此時外設基限電位Vzl、Vz2被二極管D11、D21的反向隔離,無法抬升內置基限電位Vfl、vf2),又由于集成運算放大器All正相輸入端(+)電位被穩(wěn)壓二極管WD13墊高,集成運算放大器A21的反相輸入端(一)電位被穩(wěn)壓二極管WD23墊高,因此,集成運算放大器All的輸出端(VJ輸出并維持在高電位閉鎖狀態(tài),可控制驅動電路截止;集成運算放大器A21的輸出端(VJ輸出并維持在低電位閉鎖狀態(tài),可控制驅動電路截止,強迫執(zhí)行電路繼電器釋放,斷開負載(用電器)的交流電源。
[0017]5.當外設基限端(Vzl/Vz2)發(fā)生高電位沖擊故障時,因二極管D11、D21的反向隔離作用,不會引起電路系統(tǒng)失控;當外設基限端(vzl/vz2)發(fā)生對地短路故障時,只會使兩個輸出端(y0鳥)維持在失常反鎖狀態(tài),可控制驅動電路截止,強迫執(zhí)行電路繼電器釋放,斷開負載(用電器)的交流電源。也不會引起電路系統(tǒng)失控。
[0018]6.當兩個輸出端(?)發(fā)生短路故障時,只會使驅動電路處于閉鎖截止狀態(tài),強迫執(zhí)行電路繼電器斷開負載(用電器)交流電源,也不會引起電路系統(tǒng)失控;當某個輸出端(y0鳥)發(fā)生對地短路、或對電源正極短路故障時,因常見的集成運算放大器輸出端內部有防過流短路保護,加上直流穩(wěn)壓電源輸出端內部也有防短路保護,故不會引起電路系統(tǒng)失控。當然,另外還有更好的防失控的技術措施,置于特殊的集成運算放大器內,難以透露或公開。
[0019]可見,第一基本式全面安全通用控制電路模塊單元電路和第二基本式全面安全通用控制電路模塊單元電路的基本工作原理大致相同,兩者具體電路的區(qū)別在于:集成運算放大器A11、A21的正相輸入端⑴和反相輸入端(一)接法相反,因而其輸出端(VtjlZX2)的控制電平相位也相反,其反饋閂鎖電路(I)也有區(qū)別,第一基本式全面安全通用控制電路模塊單元電路輸出的控制電平需經(jīng)非門電路F串接電阻Rll反饋至集成運算放大器All的反相輸入端(一),而第二基本式全面安全通用控制電路模塊單元電路輸出的控制電平直接由電阻R21反饋至集成運算放大器A21的正相輸入端(+),正是利用兩個輸出端(V。/V02)控制電平相位相反的特性作為互補,控制后級兩個互補式的驅動電路或直接串控的執(zhí)行電路繼電器,從而實現(xiàn)對負載(用電器)的安全控制。
[0020]本實用新型中各種全面安全漏電保護器的結構相同,其電路工作原理也大致相同如下:
[0021]人工按下啟動按鈕QD后,執(zhí)行電路繼電器的常開觸點維持吸合狀態(tài),持續(xù)接通交流電源,漏電保護器電路系統(tǒng)及其被控負載(用電器)得電工作。若被控負載(用電器)正常工作,無漏電/觸電發(fā)生,通過交流電源線U、N1上的電流大小相等、方向相反,在零序電流互感器H環(huán)形鐵心內感應的磁通抵消為零,故在零序電流互感器H次級線圈n3的兩端無交流電流/電壓產(chǎn)生,此時,信號檢測輸入端Vil和或V i2的維通電位將互補式全面安全通用控制電路模塊維持在常通狀態(tài),使互補式全面安全通用控制電路模塊輸出端Vtjl和或V。2輸出常通電平,控制驅動電路導通,或使執(zhí)行電路繼電器維持吸合狀態(tài),持續(xù)接通漏電保護器電路系統(tǒng)及其負載(用電器)的交流電源。
[0022]若被控負載(用電器)發(fā)生漏電/觸電,使交流電源線1^、&上產(chǎn)生不平衡交流電流,在零序電流互感器H環(huán)形鐵芯內產(chǎn)生感應磁通,故在零序電流互感器H次級線圈113的兩端就產(chǎn)生感應電流或電壓信號,若該信號電壓大于規(guī)定值,使檢測輸入端Vil和或Vi2的信號電壓高于互補式全面安全通用控制電路模塊內置閉鎖觸發(fā)電位時,則全面安全通用控制電路模塊立即維持在閉鎖狀態(tài),使互補式全面安全通用控制電路模塊輸出端Vtjl和或V。2輸出閉鎖電平,控制驅動電路截止,或強迫執(zhí)行電路繼電器線圈斷電釋放,繼電器兩對常開觸點切斷漏電保護器電路系統(tǒng)和被控負載(用電器)的交流電源,并始終維持斷電狀態(tài),非人為不能恢復通電,因而,使漏電或觸電得到正常安全保護。
[0023]當零序電流互感器H次級線圈113發(fā)生斷線故障時,或傳感信號電路發(fā)生開路、或懸空、或與電源正極短路故障時,使檢測輸入端Vil和或Vi2電位沖高,觸發(fā)互補式全面安全通用控制電路模塊內部高上閉鎖電路、或失常反鎖電路,使互補式全面安全通用控制電路模塊兩輸出端Vtjl和或V。2輸出閉鎖電平,控制驅動電路截止,或強迫執(zhí)行電路繼電器線圈斷電釋放,繼電器兩對常開觸點切斷漏電保護器電路系統(tǒng)和被控負載(用電器)的交流電源,并始終維持斷電狀態(tài),非人為不能恢復通電,因而,不會發(fā)生失控,避免發(fā)生失效假保的運行狀態(tài),讓用電者避開危險。因此,在本身異常時也能得到安全保護。
[0024]根據(jù)全面安全漏電保護器的共同結構原理和功能可知:當互補式全面安全通用控制電路模塊的各引出端口某處發(fā)生開路或短路、或者次級線圈H3的兩端發(fā)生短路或開路故障時,或受到高、低電位沖擊故障時,或漏電保護器系統(tǒng)電路某處發(fā)生故障時,都能強迫繼電器線圈斷電釋放,其兩對常開觸點切斷漏電保護器電路系統(tǒng)和被控負載(用電器)的交流電源,并維持異常閉鎖斷電狀態(tài),不會發(fā)生失控,避免發(fā)生失效假保的運行狀態(tài),讓用電者避開危險。因此,在很多本身異常時也能得到安全保護。
[0025]可見,本實用新型不僅在正常工作時對負載(用電器)的漏電或觸電能進行閉鎖斷電的安全保護控制,而且在其自身發(fā)生常見的異常故障時,也能及時可靠地進行反鎖或閉鎖截止保護控制,強迫繼電器切斷負載(用電器)的交流電源,將負載(用電器)和用電者置于安全狀態(tài),能避免或防止自身故障失效時的觸電事故,確保用電時人身安全。因而,本實用新型中漏電保護器是一種“本質性安全”的全面安全漏電保護器。
[0026]因此,本實用新型的有益效果是:
[0027]1.互補式全面安全通用控制電路模塊在正常時,能靈敏地檢測零序電流互感器H次級線圈113感應的微弱漏電或觸電信號、以及各種微弱的傳感信號,并按設置的控制要求進行常通或閉鎖工作,以控制驅動電路的導通或截止,對負載(用電器)執(zhí)行通電或斷電控制;在異常時,還對于其本身輸入、輸出、設置或控制、電源等各端口發(fā)生的開路故障,或各端口之間發(fā)生的相鄰短路和交叉短路故障,或零序電流互感器H次級線圈113和繼電器J線圈發(fā)生開路、短路故障,都能及時可靠地進行反鎖或閉鎖保護,控制驅動電路截止