专利名称：四极过欠压保护电路及其保护方法
技术领域：
本发明涉及漏电保护开关，尤其涉及一种四极过欠压保护电路。
背景技术：
脱扣器是配漏电保护电路的，作用是当线路有漏电或人身触电时通过零序电流 互感器的电流的矢量和不等于零，互感器二次线圈的二侧产生电压，并经集成电路放 大，当达到整定值时，通过漏电脱扣器在0.1秒内切断电源，从而起到触电和漏电保护作用。2008年8月1日起执行的《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008中10.8.1住宅 (公寓)电气照明设计应符合的规定中，第11条“住宅配电箱(分户箱)的进线端应装 设短路、过负荷和过、欠电压保护电器”。鉴于以上规定，目前漏电带过欠压保护的开 关已是市场的一大需求，而现有的四极产品只能对漏电进行保护、对四极电源漏电及其 中一相电进行过压保护或对四极电源其中一相电进行过压保护，这些产品都无法实现同 时对四极电源中每一相电的漏电带过欠压保护或每一相电的过欠压保护，使用场合很大 程度上受到限制。为了克服现有市场上产品的缺陷，本发明提出一种新的技术方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种四极过欠压保护电路，用于实现同时对四极电源中每 一相电的漏电和过欠压保护或每一相电的过欠压保护。为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案一种四极过欠压保护电路，用 于通过执行电路控制执行元件，该电路包括三相电压取样电路、与电压取样电路输出端 连接的比较电路，与比较电路输出端连接的隔离电路，该隔离电路输出端与执行电路连 接，电压取样电路同时采样三相电压信号，每相电压信号经过各自的比较电路后，通过 各自的隔离电路输出一组过欠压保护驱动信号，该过欠压保护驱动信号驱动执行电路。优选地，该四极过欠压保护电路进一步包括采样漏电流信号的漏电流取样电路 以及漏电流信号检测电路，漏电流信号检测电路输出漏电流保护驱动信号用于驱动所述 执行电路。优选地，漏电流信号检测电路与执行电路之间连接有二极管或电阻。优选地，所述电压取样电路包括依次连接的整流电路、分压电路以及滤波电 路。优选地，所述比较电路包括比较器和与之串联的延时电路。优选地，所述比较电路包括过压比较电路和欠压比较电路。优选地，所述执行元件为电磁脱扣器。优选地，所述隔离电路为光耦隔离电路。本发明还包括一种四极过欠压保护方法，包括以下步骤
步骤一，电压取样电路同时采样三相电压信号；步骤二，每相电压信号经过比较电路后，通过各自的隔离电路输出过欠压保护 驱动信号；步骤三，过欠压保护驱动信号驱动执行电路；步骤四，执行电路驱动执行元件。本发明主要用于对四极电源同时进行漏电及过欠压保护或过欠压保护的脱扣 器，该脱扣器为一整体，一般与低压断路器配合使用，实现对四极电源中每相电的漏电 和过欠压保护、漏电和过压保护、漏电和欠压保护、过欠压保护、过压保护、欠压保 护。设置四极过欠压保护电路的电子组件板通过零序电流互感器采样四极电源中的 漏电信号以及直接采样每一相电压，漏电采样信号在线路板上被整形、放大、比较及锁 存，输出一组漏电保护驱动信号；每一相电压采样信号在线路板上被整形、放大及比 较，通过光耦隔离并接输出一组过欠压保护驱动信号，该过欠压保护驱动信号与漏电保 护驱动信号通过并接驱动电磁脱扣器，电磁脱扣器吸合推动执行机构动作，与执行机构 连接的拨杆同步动作，进而推动与脱扣器拼接的断路器分断，实现保护。本发明提供的技术方案在不改变体积的前提下实现了同时对四极电源中每相电 的漏电和过欠压保护，给客户带来了极大的性价比，也顺应了建筑规范的需求，否则要 实现同样的功能，用现有的产品需要多级的连接，即占用很大的体积又浪费成本，该产 品将极大的简化终端配电系统的复杂性，使其在不降低性能的基础上简洁明了。
图1是本发明四极过欠压保护电路一实施例框图。图2是本发明四极过欠压保护电路另一实施例框图。图3是本发明四极过欠压保护电路又一实施例框图。图4是本发明四极过欠压保护电路电路再一实施例框图。图5是本发明四极过欠压保护电路图。
具体实施例方式以下结合附图及实施例对本发明作进一步描述。现有的脱扣器和断路器配合的组件中，电子组件板(主要采用电路设计实现其 各种功能)通过零序电流互感器采样漏电流信号并且直接采样电压信号，如信号超过规 定值，线路板输出信号驱动电磁脱扣器动作，电磁铁动作带动拨杆以轴为圆心动作，拨 杆推动与脱扣器拼装的断路器分断实现保护，同时推动复位按扭弹出报警，测试按扭用 来模拟漏电或过欠压信号使断路器分断。零序电流互感器取样回路中包括漏电流取样电 路以及和漏电流取样电路输出端连接的漏电流信号检测电路。本发明四极过欠压保护电路，用于通过执行电路(该执行电路是本领域的公知 常识，在此不再赘述。)控制执行元件(比如电磁脱扣器)，该四极过欠压保护电路可以 包括采样漏电流信号的漏电流取样电路以及和漏电流取样电路输出端连接的漏电流信号 检测电路，该漏电流信号检测电路的输出为漏电流保护驱动信号。所述漏电流取样电路和漏电流信号检测电路是本领域的公知常识，在此不再赘述。该四极过欠压保护电路主要包括三相电压取样电路、与电压取样电路输出端连 接的比较电路，与比较电路输出端连接的隔离电路，该隔离电路输出端与执行电路连 接，三相电压取样电路同时直接采样Ll-N、L2-N、L3-N电压信号，每相电压信号经过 各自的比较电路后，通过各自的隔离电路输出一组过欠压保护驱动信号，该过欠压保护 驱动信号可以与漏电保护驱动信号并接驱动执行电路。请参图1所示，由于漏电流取样电路和执行电路为现有技术，在此不再赘述。本发明主要包括三相电压取样电路，该电压取样电路包括依次连接的浪涌限流 模块、与该浪涌限流模块输出端连接的整流电路(直流化)、与整流电路输出端连接的 稳压建立系统电源及过欠压比较用基准电源模块和电压分压取样电路、以及电压分压取 样电路输出端连接的滤波电路。所述比较电路包括过压比较电路和欠压比较电路，所述 过压比较电路输出端连接有过压延时电路；所述欠压比较电路输出端连接有欠压延时电 路。所述过压延时电路和欠压延时电路的输出端均与隔离电路连接，该隔离电路优选为 光耦隔离。隔离电路的输出端与执行电路连接，通过执行电路控制执行元件。隔离电路和执行电路之间设置有二极管。延时电路和隔离电路之间也可以设置 二极管。图2是本发明的另一个实施例，该电路中可以不设置漏电流取样电路以及和漏 电流取样电路输出端连接的漏电流信号检测电路。该电路只实现四极过欠压保护、过压 保护、欠压保护。图3是本发明的又一实施例，可以不设置浪涌限流模块(电阻R16、R17)，所述 比较电路中设置基准电压，可以用来比较得出过压信号或欠压信号。漏电流信号检测电 路与执行电路之间可以连接有二极管或电阻。比较电路与执行电路之间也可以连接有二 极管或电阻。图4是本发明的再一实施例，一种四极过欠压保护电路，用于通过执行电路控 制执行元件，该电路包括三相电压取样电路、与电压取样电路输出端连接的比较电路， 与比较电路输出端连接的隔离电路(光耦隔离电路)，该隔离电路输出端与执行电路连 接，电压取样电路同时采样三相电压信号，每相电压信号经过各自的比较电路后，通过 各自的隔离电路输出一组过欠压保护驱动信号，该过欠压保护驱动信号驱动执行电路。 该四极过欠压保护电路进一步包括采样漏电流信号的漏电流取样电路以及漏电流信号检 测电路，漏电流信号检测电路输出漏电流保护驱动信号用于驱动所述执行电路。本发明对四极电源同时进行漏电及过欠压保护或过欠压保护，对每一相电源 (Ll-N、L2-N、L3-N)取样(整流、降压、滤波)后，经过比较电路(取样信号与基准 电压进行比较，判断过压、欠压或过欠压)输出过欠压保护驱动信号，每一组过欠压保 护驱动信号再经过电气隔离的方式(光隔离、磁隔离等可以起到电气隔离的措施)并接输 出一组过欠压驱动信号驱动执行电路动作，执行电路驱动执行元件(电磁脱扣器)动作， 执行元件的动作通过传动机构使断路器分断。对每一相电源(Ll-N、L2-N、L3_N)取样后，通过电气隔离(光隔离、磁隔离 等可以起到电气隔离的措施)的方式实现了对三相电源同时进行过欠压、过压、欠压的 保护。
如图5所示，由于执行电路、漏电取样电路以及漏电流信号检测电路是本领域 的公知常识，在此不再对该电路进行详细分析说明，本发明中的电压取样电路中，Ll-N 经过R16、R17限流后通过整流桥UlO整流，整流后的直流电源经过R23、R24和R25的 分压，分压后的信号经过Cll、R26、C12的滤波，滤波后的信号一路经过R27输入到比 较器的3脚进行过压比较判断，另一路信号经过R29输入到比较器的6脚进行欠压的比较 判断，过压比较判断后比较器1脚输出过压驱动信号，过压驱动信号经过R30、C14组成 的延时电路延时后接到二极管D17的一脚，欠压驱动信号经过R31、C15组成的延时电路 延时后接到二极管D17的另一脚，二极管D17输出信号连接到稳压管D12进行降压，降 压后连接到R32、R33、C16的分压滤波网络，分压信号驱动MOS管D18动作，D18的 导通使光耦U6的2脚接低电平，电源VCC通过R34使光耦产生前置电流，光耦输出端 导通使电源VCC连接到二极管D19的一端。L2-N经过R35、R36限流后通过整流桥Ull整流，整流后的直流电源经过 R42、R43和R44的分压，分压后的信号经过C21、R45、C22的滤波，滤波后的信号一 路经过R46输入到比较器的3脚进行过压比较判断，另一路信号经过R48输入到比较器的 6脚进行欠压的比较判断，过压比较判断后比较器1脚输出过压驱动信号，过压驱动信号 经过R49、C24组成的延时电路延时后接到二极管D26的一脚，欠压驱动信号经过R50、 C25组成的延时电路延时后接到二极管D26的另一脚，二极管D26输出信号连接到稳压 管D13进行降压，降压后连接到R51、R52、C26的分压滤波网络，分压信号驱动MOS 管D27动作，D27的导通使光耦U7的2脚接低电平，电源VCC通过R53使光耦产生前 置电流，光耦输出端导通使电源VCC连接到二极管D19的另一端。L3-N经过R54、R55限流后通过整流桥U12整流，整流后的直流电源经过 R61、R62和R63的分压，分压后的信号经过C31、R64、C32的滤波，滤波后的信号一 路经过R65输入到比较器的3脚进行过压比较判断，另一路信号经过R67输入到比较器的 6脚进行欠压的比较判断，过压比较判断后比较器1脚输出过压驱动信号，过压驱动信号 经过R68、C34组成的延时电路延时后接到二极管D35的一脚，欠压驱动信号经过R69、 C35组成的延时电路延时后接到二极管D35的另一脚，二极管D35输出信号连接到稳压 管D14进行降压，降压后连接到R70、R71、C36的分压滤波网络，分压信号驱动MOS 管D36动作，D36的导通使光耦U8的2脚接低电平，电源VCC通过R72使光耦产生前 置电流，光耦输出端导通使电源VCC连接到二极管D37的一端。以上三组输出信号并接驱动后端的执行电路进行脱扣动作。虽然本专利以应用的较佳实施方式的方式示出、描述和指出了其基本的新颖特 征，但是应该理解，本领域技术人员对所公开的本专利的形式和细节进行删减、替换和 更改均不背离本专利的精神。
权利要求
1.一种四极过欠压保护电路，用于通过执行电路控制执行元件，其特征在于该电 路包括三相电压取样电路、与电压取样电路输出端连接的比较电路，与比较电路输出端 连接的隔离电路，该隔离电路输出端与执行电路连接，电压取样电路同时采样三相电压 信号，每相电压信号经过各自的比较电路后，通过各自的隔离电路输出一组过欠压保护 驱动信号，该过欠压保护驱动信号驱动执行电路。
2.如权利要求1所述的四极过欠压保护电路，其特征在于该四极过欠压保护电路 进一步包括采样漏电流信号的漏电流取样电路以及漏电流信号检测电路，漏电流信号检 测电路输出漏电流保护驱动信号用于驱动所述执行电路。
3.如权利要求2所述的四极过欠压保护电路，其特征在于 执行电路之间连接有二极管或电阻。
4.如权利要求1所述的四极过欠压保护电路，其特征在于 依次连接的整流电路、分压电路以及滤波电路。
5.如权利要求1所述的四极过欠压保护电路，其特征在于 器和与之串联的延时电路。
6.如权利要求1所述的四极过欠压保护电路，其特征在于 比较电路和欠压比较电路。
7.如权利要求1所述的四极过欠压保护电路，其特征在于 扣器。
8.如权利要求1所述的四极过欠压保护电路，其特征在于 离电路。
9.四极过欠压保护方法，其特征在于包括以下步骤步骤一，电压取样电路同时采样三相电压信号；步骤二，每相电压信号经过比较电路后，通过各自的隔离电路输出过欠压保护驱动信号；步骤三，过欠压保护驱动信号驱动执行电路；步骤四，执行电路驱动执行元件。
10.如权利要求9所述四极过欠压保护方法，其特征在于该方法进一步包括以下步 骤该四极过欠压保护电路进一步包括采样漏电流信号的漏电流取样电路以及漏电流信 号检测电路，漏电流信号经过整形、放大、比较及锁存输出漏电流保护驱动信号，漏电 流保护驱动信号用于驱动所述执行电路。漏电流信号检测电路与 所述电压取样电路包括 所述比较电路包括比较 所述比较电路包括过压 所述执行元件为电磁脱 所述隔离电路为光耦隔
全文摘要
本发明涉及四极过欠压保护电路，用于通过执行电路控制执行元件，该电路包括三相电压取样电路、与电压取样电路输出端连接的比较电路，与比较电路输出端连接的隔离电路，该隔离电路输出端与执行电路连接，电压取样电路同时采样三相电压信号，每相电压信号经过各自的比较电路后，通过各自的隔离电路输出一组过欠压保护驱动信号，该过欠压保护驱动信号驱动执行电路。本电路应用于四极线路漏电和过欠压保护的脱扣器，此脱扣器实现了对四极电源中每相电的漏电和过欠压保护、漏电和过压保护、漏电和欠压保护、过欠压保护、过压保护、欠压保护，脱扣器体积小、功耗小、成本低、可靠性高。
文档编号H02H3/34GK102013660SQ201010500468
公开日2011年4月13日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者施巍, 李柏, 王钏, 范建国 申请人:上海良信电器股份有限公司