专利名称：多功能交流电子保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型为一种适于单相交流电器的多功能交流电子保护器，属电器电子保护技术领域。
本实用新型是对申请号为95218696.9的“电子保护器”的进一步改进。原电子保护器在过压保护时由于受负载电流的影响，导致通用性、轻载保护效果不理想，另外尚无延时过流保护功能，则限制了其使用范围。
本实用新型的技术方案是它包括主控开关电路T、过压保护电路U、快速与延时可切换的过流、短路保护电路I、浪涌吸收电路V。经改进的电路特征是过压保护电路U是单向可控硅SCR1与SCR2反向并联、二极管D1-4、双向触发二极管BD及电阻R1-6、电容C1-2构成的零点开关电路。C2、SCR1、SCR2连接端与主控开关电路T中DW1、C3连接端相联。
主控开关电路T由双向可控硅SCR3主控开关器件及双向击穿二极管DW1、(由两个相同的齐纳二极管反串组合)电容C3、电阻R7-8提供触发电流，通过C3、R7与电源相联，SCR3与负载Z串联。
快速与延时可切换的过流、短路保护电路I由过流、短路检测器J、桥式整流器D5-8、单向可控硅SCR4、电容C4、电阻R9、复位开关K1及电感L组成，桥式整流器D5-8的交流桥臂一端与主控开关电路T中DW1、C3连接端相联，L与主控开关SCR3串联。其中延时电路由电容C5、齐纳二极管DW2、电阻R10-11及快速与延时切换开关K3组成，C5与R11并联再与DW2串联在SCR4的控制极回路中，R10与DW2负极相联。
浪涌电压吸收电路V由V1-3构成，并联在电源输入端。
以下结合附图对本实用新型进一步说明其工作原理。
图1为本实用新型原理框图图2为本实用新型电路原理图主控开关SCR3的触发电流由接在电源上的C3、R7降压、限流后通过DW1、R8获得，调整C3、R7的值，改变触发电流的大小，可触发更大功率的SCR3，与负载Z的电压、电流无关，则能接任何负载电路。
当在线电压过零并开始变正时，本零点开关可检测出此时电压是否超过保安值，进而与否执行用非常低的电流触发SCR1、SCR2导通，以此旁路主控开关SCR3的触发电流，使之迅速关断，这样就把电磁干扰减到了最小，过压保安值由R1调整设定。
考虑到负载Z、负载线短路或接有超容量负载会损坏主控开关器件，同时也为了满足不同负载的保护要求，故设置了快速与延时两种功能可切换的过流、短路保护电路I，K2是检测开关，其中改变R10、C5的时间常数，可设定延时时间。即只要负载电流超过SCR3的额定工作电流，主控开关将关断。
图中J是过流、短路检测器，其J触点是常开触点。它是在干簧管上排绕线径1-2毫米一定安匝数的线圈，串接在电源回路中，调整线圈与干簧管的相对位置或改变其安匝数，可精选过流保安值。
为确保主控开关安全、可靠，图中设置了一个小电感L用于在短路保护时，限制负载回路的电流上升率；在SCR3开关两端并接C6、R13阻容支路、压敏元件V4，用于限制大电感负载时的电压上升率及其感应电压瞬态峰值；BX快速熔断保险，作用是防止电路在延时过流保护时，负载Z或负载线短路。
由V1-3压敏元件组成的浪涌吸收电路V，可使在线600V以上的雷电感应、瞬态高压连续放电， 自恢复原状态，保证后续电路安全。
另外，LED1发光二极管用于过流、短路保护指示，R12、D9、LED2做负载供电指示，其中带“*”号元件，由实验调整确定其数值或型号。
整个电路具体工作过程如下只要一接上电源，SCR3控制极就立即有触发电流，SCR3导通，负载Z上加有交流电。电源负半周时，C1经R3、R2、D2、D1充电，电源正半周时，此刻若在线电压高于正常值，则C1上的电压值超过BD转折电压，BD导通，电容C1放电，电流经R4先触发SCR1导通，而后经R5、D4、C2、SCR1形成一条通路 对C2充电，充电电压是左正右负。当电源又转至负半周时，SCR1反向截止，C2经R6、SCR2控制极回路放电，触发SCR2正向导通。即电源正、负半周、C2充放电，SCR1与SCR2形成交替导通，使DW1上的电位降低而截止，结果SCR3因控制极上无触发电流而关断。当在线电压降至正常值时，C1上的电压值低于BD转折电压，则BD截止，SCR1与SCR2关断，DW1电位升高，SCR3又获得触发电流而恢复正常供电状态。
当K3闭合时，电路进入快速过流保护状态，如果此时在线回路过流或负载Z、负载线短路，J触点闭合，电路迅速触发SCR4导通，DW1电位下降而截止，SCR3快速关断。
当K3断开时，电路进入延时过流保护状态，如果此时在线回路过流，J触点闭合，整流电源经R10对C5充电，R11是C5的泄放电阻，当C5上的电压大于DW2的击穿电压时，DW2导通，触发SCR4导通，DW1电位下降而截止，SCR3延时关断。在延时过流保护时，若负载Z、负载线短路，BX将快速熔断，以保护SCR3的安全。
不论快速还是延时过流保护后，电路不自复供电，待排除过流故障，按复位开关K1,SCR4关断，电路恢复正常工作。
本实用新型与传统的过压，过流保护器相比，有以下显著优点(1)其过压、过流、短路保护电路是在交流电源上直接对负载Z实行可靠的保护，不仅过压、过流断点能灵活设置，过压后自复供电，而且电路结构体积小、成本低、通用性强，其主电路可做成模块应用在不同的电器设备中。
(2)电路几乎采用无触点开关器件，其开关动作快、无火花干扰、保护灵敏。过压保护断路时间小于0.5秒，快速过流保护断路时间小于0.05秒，交流短路保护断路时间小于0.02秒。
(3)电路设有快速或延时过流、短路保护功能，可根据负载的要求选择，延时过流保护断路时间，可在2秒到10秒或稍长的时间中调整。
本实用新型构思严谨、设计合理、电路性能稳定、可靠，适用于需要单相交流过压、过流、短路保护的各种电器设备，在电器保护领域，本产品有广阔的开发生产前景。
权利要求1.一种适用于单相交流电器的多功能交流电子保护器，其特征是由主控开关电路(T)、过压保护电路(U)、快速与延时可切换的过流、短路保护电路(I)组成。
2.根据权利要求1所述的多功能交流电子保护器，其特征是过压保护电路(U)是单向可控硅SCR1、SCR2反向并联、与二极管D1-4、双向触发二极管BD及电阻R1-6、电容C1-2构成的零点开关电路，电容C2、SCR1、SCR2连接端与主控开关电路(T)的DW1、C3连接端相联主控开关电路(T)由双向可控硅SCR3主控开关器件及双向击穿二极管DW1、电容C3、电阻R7-8提供触发电流的器件组成，通过C3、R7与电源相联，SCR3与负载串联。
3.根据权利要求1所述的多功能交流电子保护器，其特征是快速与延时可切换的过流、短路保护电路(I)由过流、短路检测器J、桥式整流器D5-8、单向可控硅SCR4、电容C4、电阻R9、复位开关K1及电感L组成，桥式整流器D5-8的交流桥臂一端与主控开关电路(T)中DW1、C3连接端相联，L与主控开关SCR3串联；延时电路由电容C5、齐纳二极管DW2、电阻R10-11及快速与延时切换开关K3组成，C5与R11并联再与DW2串联在SCR4的控制极回路中，R10与DW2负极相联。
专利摘要一种适用于单相交流电器的多功能交流电子保护器,包括主控开关电路(T)、过压保护电路(U)、快速与延时可切换的过流、短路保护电路(I)、浪涌吸收电路(V),本实用新型的最大优点是,在交流电源上直接对电器设备实行可靠的过压、过流、短路保护,整个电路结构体积小、成本低、通用性强,易做成模块应用,电路采用无触点开关,其开关动作快、无火花干扰,且设有快速与延时过流、短路保护功能,能满足各种电器设备的保护需求。
文档编号H02H3/08GK2439743SQ0022891
公开日2001年7月18日 申请日期2000年7月18日 优先权日2000年7月18日
发明者黄敏 申请人:黄敏