可带电手动复位的超温过流保护模块的制作方法
【专利摘要】一种可带电手动复位的超温过流保护模块，其设有温度传感器、电流互感器、继电器、复位键、微处理器及与、电源接口和负载接口，电流互感器与负载接口相连接，并通过取样电路与微处理器连接，继电器连接于电源接口和负载接口之间，并与微处理连接，温度传感器通过信号输入电路与微处理连接，复位键与微处理器连接。当负载电流或温度达到设定值时，由微处理器控制继电器切断负载电路，实现负载的过流超温保护，负载电路断开后，可在保护模块处于带电状态下按下复位键使负载电路恢复导通。本实用新型可实现对负载的温度和电流进行精确测量及超温和过流的双重保护，并可在带电状态下对切断电路的负载进行手动复位。
【专利说明】可带电手动复位的超温过流保护模块
【【技术领域】】
[0001]本实用新型涉及电热负载的超温及过热保护装置，特别是涉及一种可设定不同温度和电流，并可在带电状态下手动复位的可带电手动复位的超温过流保护模块。
【【背景技术】】
[0002]在工业生产及人们生活中使用着各种各样的电器类设备。电器设备的性能不仅体现在其使用功能上，更重要的在于其使用安全性。由于用电负载在出现故障时，会导致负载出现超温过热。当温度超过正常值时，会造成负载短路、烧毁等情况发生，从而影响负载的正常使用。为此，一般负载都设有温度开关或温控器，以使得在负载温度超过设定值时断开电源，保护设备安全。然而，现有的电子或电器设备通常只能进行单点的温度测量和控制，即只能按某个设定的温度值进行控制，而无法根据实际需要对温度进行连续的多点式调节和控制，致使其应用范围受到限制。此外，某些温控装置在负载电路断开后，当负载温度恢复正常后，不管导致断电的故障是否排除，其会自动恢复导通，因而存在发生进一步故障的隐患。另一些温控装置则必须通过手动方式断开电源才能使负载恢复导通，因而较为繁琐。
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【发明内容】
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[0003]本实用新型旨在解决上述问题，而提供一种可根据需要设定不同温度和电流，实现对负载的温度和电流进行精确测量及超温和过流的双重保护，并可在带电状态下对切断电路的负载进行手动复位的可带电手动复位的超温过流保护模块。 [0004]为实现上述目的，本实用新型提供一种可带电手动复位的超温过流保护模块，该保护模块设有检测负载温度用的温度传感器，检测负载电流用的电流互感器，控制负载通断用的继电器，用于带电手动复位的复位键，数据处理和控制用的微处理器及与交流电源连接用的电源接口和与用电负载连接用的负载接口，所述电流互感器与负载接口相连接，并通过取样电路与微处理器连接，所述继电器连接于电源接口和负载接口之间，并与微处理连接，所述温度传感器通过信号输入电路与微处理连接，所述复位键与微处理器连接，且
[0005]当电流互感器检测到负载电流达到设定值时，或温度传感器检测到负载温度达到设定值时，由微处理器控制继电器切断负载电路，实现负载的过流超温保护，负载电路断开后，可在保护模块处于带电状态下按下复位键使负载电路恢复导通。
[0006]温度传感器为非接触式温度传感器，其通过信号输入电路与微处理器连接。
[0007]信号输入电路包括电阻R13、R14、二极管D9、D10、电容Cll、C12，该信号输入电路经二极管D9、D10、电阻R13与温度传感器连接，并经电容C11、C12、电阻R14与微处理器连接，将温度传感器测得的负载温度的模拟信号送到微处理器，由微处理器转换为数字信号。
[0008]电流互感器为测量用微型电流互感器，其通过取样电路与微处理器连接。
[0009]取样电路包括电阻R6、R7、R8、R9，二极管D6、D7，电容C8、C9，该取样电路经R6、R7、R8及二极管D6、D7与电流互感器20连接，并经电容C8、C9、电阻R9与微处理器连接，将电流互感器对负载的电流取样信号送到微处理器，由微处理器与设定值进行比较和处理，并经继电器对负载进行通断控制。
[0010]继电器为常开型继电器，其分别与电源接口的火线L及负载接口连接，并经二极管D11、三极管Ql及电阻R15与微处理器连接。
[0011 ] 电源接口的火线L与继电器连接，电源接口的零线与负载接口连接。
[0012]复位键经电阻R18、R19与微处理器连接，负载电路因超温过流被切断后，按下复位键，可使继电器的常开触点闭合而使负载电路恢复导通。
[0013]本实用新型的贡献在于，其有效解决了现有温控装置温控点单一，不能带电手动复位等问题。本实用新型由于设置了温度传感器和电流互感器，因此可同时对负载的温度和电流进行精确测量，温度测量的误差在士 0.5°C，所测得的结果可通过微处理器进行处理和控制，因而能够同时对负载进行超温及过流的双重保护。由于本实用新型可设定不同的保护温度和电流值，因此既可对同一负载设定不同的温度和电流值，也可根据所应用的负载的不同设定不同的温度和电流值，因此应用范围广泛。由于本实用新型具有手动复位结构，使得在确认故障排除后无须断开电源而直接以手动方式使负载恢复导通，因此复位操作方便快捷。还由于本实用新型通过大功率继电器控制负载的通断，因此可以控制大功率负载输出。本实用新型还具有模块化设计，体积小巧，工作可靠等特点。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0014]图1是本实用新型的整体结构框图。
[0015]图2是本实用新型的电路原理图。
【【具体实施方式】】
[0016]下列实施例是对本实用新型的进一步解释和说明，对本实用新型不构成任何限制。
[0017]参阅图1，本实用新型的可带电手动复位的超温过流保护模块包括温度传感器10、电流互感器20、继电器30、复位键40、微处理器50、电源接口 60、负载接口 70、取样电路80及信号输入电路90。
[0018]如图1、图2所示，所述温度传感器10 (RTl)为非接触式温度传感器，其用于检测负载的温度。该温度传感器可以是热敏电阻，也可以是电阻温度检测器(RTD)或IC温度传感器，本实施例中，该温度传感器为电阻温度检测器，其通过信号输入电路90与微处理器50连接，将所测得的负载温度数据送到微处理器50。所述微处理器50(MCU)为温控用微处理器，其内设有可读写记忆存储芯片，存储芯片内可存入负载的额定工作温度和电流数据，工作温度和电流数据可通过复位键40输入，并可根据所应用负载的需要加以修改。微处理器50内还设有A/D转换单元，用于将温度数据的模拟信号转换为数字信号。
[0019]如图2，所述信号输入电路90包括电阻R13、R14，二极管D9、D10及电容C11、C12。该信号输入电路的输入端经二极管D9、D10、电阻R13与温度传感器10连接，信号输入电路的输出端经电容C11、C12、电阻R14与微处理器50连接。当负载处于工作状态时，温度传感器10实时检测负载的温度，并通过信号输入电路90将所测得的负载温度的模拟信号送到微处理器50，由微处理器 转换为数字信号，并与记忆存储芯片内存储的温度设定值进行比较和控制处理。如果温度传感器10所测得的温度达到了温度设定值，微处理器50通过继电器30切断负载电路，以保护负载。
[0020]如图2，所述电流互感器20 (CTl)为测量用微型电流互感器，其用于精确检测负载电流。该电流互感器20串接在负载接口上，并通过取样电路80与微处理器50连接，将由负载接口所测得的负载电流经取样电路80送到微处理器50进行处理。
[0021]图2中，所述取样电路80包括电阻R6、R7、R8、R9，二极管D6、D7及电容C8、C9，该取样电路80的输入端经R6、R7、R8及二极管D6、D7与电流互感器20连接，取样电路80的输出端经电容C8、C9、电阻R9与微处理器50连接。取样电路80由电流互感器20获得负载电流的取样信号，并将该电流取样信号送到微处理器50，由微处理器与设定值进行比较和处理，如果电流互感器20所测得的负载电流达到了设定值，则微处理器50通过继电器30切断负载电路，以保护负载。
[0022]所述继电器30是负载通断的开关器件，本实施例中，该继电器30为大功率常开型继电器，其可用于40A?60A的大功率负载的连通或断开控制。如图2，继电器30的4脚与电源接口 60的火线L连接，继电器30的3脚与负载接口 70连接，负载接口还与电源接口 60的零线N串接。继电器30的I脚、2脚经二极管D11、三极管Ql及电阻R15与微处理器50连接，由微处理器50控制其触点闭合或断开。本实施例中，继电器30的一组常开触点在负载电路被切断后一直处于断开状态，以确保负载安全。只有当故障完全排除后，按下复位键40，才能由微处理器50控制使继电器30的一组常开触点闭合而使负载导通。
[0023]本实施例中，所述复位键40可以是通用复位键，其具有复位及温度和电流设置调整的双重功能，复位键40通过电阻R18、R19与微处理器50连接。通过该复位键可输入设定的负载额定工作温度和电流数据，并可根据需要加以修改。在负载因超温过流而由保护模块切断电路后，可在带电状态下通过手动方式按下复位键40，使负载电路恢复导通。所述电源接口 60和负载接口 70为通用插接式接口。
[0024]籍此，本实用新型通过设定并存储负载的不同的工作温度和电流值，使得当电流互感器20检测到负载电流达到设定值时，或温度传感器10检测到负载温度达到设定值时，由微处理器50控制继电器30切断负载电路，实现负载的过流超温保护。同时，当负载因超温或过流而被切断后，可在故障排除后，在不断开保护器电源的带电状态下，以手动方式按下复位键40，才能使负载恢复导通，因而可有效保证负载的使用安全性。
[0025]尽管通过以上实施例对本实用新型进行了揭示，但本实用新型的保护范围并不局限于此，在不偏离本实用新型构思的条件下，对以上各构件所做的变形、替换等均将落入本实用新型的权利要求范围内。
【权利要求】
1.一种可带电手动复位的超温过流保护模块，其特征在于，该保护模块设有检测负载温度用的温度传感器(10)，检测负载电流用的电流互感器(20)，控制负载通断用的继电器(30)，用于带电手动复位的复位键(40)，数据处理和控制用的微处理器(50)及与交流电源连接用的电源接口(60)和与用电负载连接用的负载接口(70)，所述电流互感器(20)与负载接口(70)相连接，并通过取样电路(80)与微处理器(50)连接，所述继电器(30)连接于电源接口(60)和负载接口(70)之间，并与微处理(50)连接，所述温度传感器(10)通过信号输入电路(90 )与微处理(50 )连接，所述复位键(40 )与微处理器(50 )连接。
2.如权利要求1所述的可带电手动复位的超温过流保护模块，其特征在于，所述温度传感器(10 )为非接触式温度传感器，其通过信号输入电路(90 )与微处理器(50 )连接。
3.如权利要求2所述的可带电手动复位的超温过流保护模块，其特征在于，所述信号输入电路(90)包括电阻(R13、R14)、二极管(D9、D10)、电容(Cll、C12)，该信号输入电路经二极管(D9、D10)、电阻(R13)与温度传感器连接，并经电容(C11、C12)、电阻(R14)与微处理器(50)连接，将温度传感器(10)测得的负载温度的模拟信号送到微处理器(50)，由微处理器转换为数字信号。
4.如权利要求1所述的可带电手动复位的超温过流保护模块，其特征在于，所述电流互感器(20)为测量用微型电流互感器，其通过取样电路(80)与微处理器(50)连接。
5.如权利要求4所述的可带电手动复位的超温过流保护模块，其特征在于，所述取样电路(80)包括电阻(1?6、1?7、1?8、1?9)、二极管(06、07)、电容(08、09)，该取样电路经(1?6、1?7、R8)及二极管(D6、D7)与电流互感器(20)连接，并经电容(C8、C9)、电阻(R9)与微处理器(50 )连接，将电流互感器(20 )对负载的电流取样信号送到微处理器(50 )，由微处理器与设定值进行比较和处理，并经继电器(30)对负载进行通断控制。
6.如权利要求1所述的可带电手动复位的超温过流保护模块，其特征在于，所述继电器(30)为常开型继电器，其分别与电源接口(60)的火线(L)及负载接口(70)连接，并经二极管(D11)、三极管(Ql)及电阻(R15)与微处理器(50)连接。
7.如权利要求1所述的可带电手动复位的超温过流保护模块，其特征在于，所述电源接口(60)的火线(L)与继电器(30)连接，电源接口(60)的零线与负载接口(70)连接。
8.如权利要求1所述的可带电手动复位的超温过流保护模块，其特征在于，所述复位键(40)经电阻(R18、R19)与微处理器(50)连接，负载电路因超温过流被切断后，按下复位键(40)，可使继电器(30)的常开触点闭合而使负载电路恢复导通。
【文档编号】H02H5/04GK203690889SQ201320812029
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月7日 优先权日:2013年12月7日
【发明者】马永红, 苏冠贤, 卢子忱, 刘迎明 申请人:湖南省凯盈科技有限公司