学生宿舍用电保护电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种学生宿舍用电保护电路，包括电源(1)、过载和短路检测电路(2)、漏电检测电路(3)、处理电路(4)、过压和欠压电路(5)、插座(6)；所述电源(1)为负载、过载和短路检测电路(2)、漏电检测电路(3)、处理电路(4)、过压和欠压电路(5)提供电信号；所述过载和短路检测电路(2)检测220V的交流负载过载或短路的情况，并把检测结果经整流滤波后传输给处理电路(4)；所述漏电检测电路(3)检测220V交流电路发生漏电事故或人触电的情况，并利用互感器检测剩余动作电流，将检测到的信号进行处理后送给处理电路(4)；所述处理电路(4)是接收过载信号或短路信号或漏电信号，并将接收到的信号锁定，触发继电器动作，220V的交流电路断开；所述过压和欠压电路(5)是当输出电压低于180V或高于260V时，指示灯亮，并切断220V的交流电路；所述插座(6)是电源与负载连接的桥梁，其输出的交流220V具有过载、短路、漏电、过压、欠压保护的功能。利用本实用新型，防止线路超负荷运行，保护线路不过载，及时发现漏电触电现象并自动切断线路，保证负载在正常的电压下工作。
【专利说明】学生宿舍用电保护电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及用电保护电路，尤其涉及到保护在校生在公寓用电时人生安全的一种保护装置。
【背景技术】
[0002]在学生宿舍若大量使用热得快、电炉等大功率电器，会导致线路超负荷，造成电源过载，使线路易老化而引发火灾。因此，学校急需一种能防超负荷，又能保护学生人生安全的保护装置。
【发明内容】
[0003]本实用新型旨在解决现有技术的不足，提供了一种学生宿舍用电保护电路。
[0004]所述学生宿舍用电保护电路，包括电源、过载和短路检测电路、漏电检测电路、处理电路、过压和欠压电路、插座；
[0005]所述电源为所述电路提供电源信号；
[0006]所述过载和短路检测电路是当220V的交流电路中负载过载或短路时，通过互感器检测过载或短路信号，并经放大后传输给处理电路；
[0007]所述漏电检测电路是当电路发生漏电事故或人触电时，利用互感器检测剩余动作电流，并将检测到的信号进行处理后送给处理电路；
[0008]所述处理电路是接收到过载信号或短路信号或漏电信号时，经处理电路处理后，触发继电器动作，220V的交流电路断开；
[0009]所述过压和欠压电路是当输出电压低于180V或高于260V时，指示灯亮，并切断220V的交流电路；
[0010]所述插座是给负载提供具有过载、短路、漏电、过压、欠压保护的220V的交流电信号;
[0011]所述电源包括降压电阻、降压电容，桥堆、第一电容、稳压器、第二电容；
[0012]所述降压电阻一端接保险丝和降压电容，另一端接降压电容和桥堆的交流端；
[0013]所述稳压器的输出端提供9V电压和接第二电容，另一端接桥堆的直流端和第一电容，还有一端接地；
[0014]所述过载和短路检测电路包括第一互感器、第一二极管、第三电容、第一电阻、第四电容、第一电位器，第二电阻、稳压管；
[0015]所述第一互感器的一次侧串接交流220V的火线，二次侧一端接第一二极管的阳极，另一端接第三电容、第四电容和第二电阻，并接地；
[0016]所述第一电阻接第一二极管的阴极和第三电容，另一端接第四电容和第一电位器；
[0017]所述稳压管一端接第一电位器和第二电阻，另一端接第一三极管的基极；
[0018]所述漏电检测电路包括第二互感器、第五电容、第二二极管、第三二极管、第六电容和第三电阻；
[0019]所述第二互感器的原边有同名端和反相端二个线圈，同名端的一端串接在火线上，一端接第一互感器原边，另一端接晶闸管的第一阳极，反相端的一端串接在零线上，另一端接继电器的常闭触点；第二互感器的副边同名端接第五电容和第二二极管的阳极，另一端接第五电容、第三二极管的阳极、第六电容和第三电阻，并接地；
[0020]所述第二二极管的阴极接第三二极管的阳极、第六电容、第三电阻和第一三极管的基极；
[0021]所述处理电路包括555集成电路、第一三极管、第四电阻、第五电阻、第七电容、第八电容、第六电阻、第一发光二极管、继电器、第四二极管；
[0022]所述第一三极管的基极接接稳压管和第二二极管的阴极，集电极接第四电阻和555集成电路的2脚，发射极接第三电阻，并接地；
[0023]所述555集成电路的8脚和4脚接电源VCC，6脚和7脚相连，并接第五电阻和第七电容，5脚通过第八电容和I脚接地，3脚输出，与第六电阻、继电器和第四二极管的阴极相连；
[0024]所述第一发光管的一端接第六电阻，另一端接继电器和第四二极管的阳极；
[0025]所述过压和欠压电路包括双向晶闸管、第七电阻、第八电阻、第二电位器、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第一比较器、第二比较器、第十三电阻、第十四电阻、第二发光二极管、第三发光二极管、第五二极管、第六二极管、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第二三极管、第三三极管；
[0026]所述双向晶闸管一端接第二互感器，另一端接继电器常闭触点，触发端接第七电阻；
[0027]所述第二电位器的一端接第八电阻，另一端接第九电阻，调节端接第一比较器的正端和第二比较器的负端；第八电阻的另一端接VDD，第九电阻的另一端接第十二电阻，并接地；
[0028]所述第十一电阻的一端接第十电阻和第一比较器的负端，另一端接第十二电阻和第二比较器的正端；第十电阻的另一端接VCC电源；
[0029]所述第五二极管的阳极接第一比较器的输出端、第十三电阻，另一端接第十五电阻和第六二极管的负端，第六二极管的正端接第二比较器的输出端和第十四电阻；
[0030]所述第三发光二极管的阳极接第十四电阻，另一端接第二发光二极管的阴极，并接地；
[0031]所述第二三极管的基极接第十五电阻、第十六电阻，集电极接第十七电阻和第三三极管的基极，发射极接地；
[0032]所述第三三极管的集电极通过上接电阻接电源VCC，发射极接第七电阻；
[0033]作为本实用新型的学生宿舍用电保护电路，利用互感器检测220V交流电上的过载和短路信号，利用互感器检测线路上的剩余动作电流来防止漏电触电事故的发生，通过双向晶闸管控制电源的过压和欠压信号，保证负载正常工作。采用本实用新型，防止线路超负荷运行，保护线路不过载，及时发现漏电触电现象并自动切断线路，保证负载在正常的电压下工作。【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1为本实用新型的学生宿舍用电保护电路的结构示意图。
[0035]图2为本实用新型图1的学生宿舍用电保护电路的电路图。
[0036]图3为利用本实用新型开发的学生宿舍用电保护电路的电路图。
【具体实施方式】
[0037]以下结合附图对本实用新型内容进一步说明。
[0038]如图1所示，为本实用新型学生宿舍用电保护电路的结构图，包括电源1、过载和短路检测电路2、漏电检测电路3、处理电路4、过压和欠压电路5、插座6 ;
[0039]所述电源I为插座和其他电路提供电源信号；
[0040]所述过载和短路检测电路2是检测负载是否超载或负载短路的情况，并把检测的结果送给处理电路4进行处理；
[0041]所述漏电检测电路3检测线路上出现漏电或触电情况时，及时切断线路；
[0042]所述处理电路4接收过载和短路检测电路2和漏电检测电路3的信号，并对信号进行处理并接通指示灯和继电器，切断220V交流电路；
[0043]所述过压和欠压电路5是检测220V交流电路是否工作在220 ± 15 %的正常电压范围内，如超出范围切断220V交流电路。
[0044]所述插座6是给负载提供具有过载、短路、漏电、过压、欠压保护的220V的交流电；
[0045]如图2所示，为本实用新型图1的学生宿舍用电保护电路的电路图。
[0046]所述电源包括降压电阻11、降压电容12,桥堆13、电容14、稳压器15、电容16 ；
[0047]所述降压电容12 —端接保险丝和降压电阻11，另一端接降压电阻11和桥堆13的交流端；；
[0048]所述稳压器15的输出端提供9V电压和接电容16，另一端接桥堆13的直流端和电容14，还有一端接地；
[0049]所述过载和短路检测电路2包括互感器21、二极管22、电容23、电阻24、电容25、电位器26、稳压管27、电阻28 ；
[0050]所述互感器21的一次侧串接交流220V的火线，二次侧一端接二极管22的阳极，另一端接电容23、电容24和电阻28，并接地；
[0051]所述电阻24接二极管22的阴极和电容23，另一端接电容25和电位器26 ；
[0052]所述稳压管27 —端接电位器26和电阻28，另一端三极管42的基极；
[0053]所述漏电检测电路3包括互感器31、电容32、二极管33、二极管34、电容35和电阻36 ；
[0054]所述互感器31的原边有同名端和反相端二个线圈，同名端的一端串接在火线上，一端接互感器21原边，另一端接晶闸管51的第一阳极，反相端的一端串接在零线上，另一端接继电器48的常闭触点；互感器31的副边同名端接电容32和二极管33的阳极，另一端接电容35、二极管34的阳极、电容35和电阻36，并接地；
[0055]所述二极管33的阴极接二极管34的阳极、电容35、电阻36和三极管42的基极；
[0056]所述处理电路包括555集成电路40、三极管42、电阻41、电阻42、电容44、电容45电阻46、发光二极管47、继电器48、二极管49 ；
[0057]所述三极管42的基极接接稳压管27和二极管33的阴极，集电极接电阻41和555集成电路30的2脚，发射极接电阻28，并接地；
[0058]所述555集成电路的8脚和4脚接电源VCC，6脚和7脚相连，并接电阻42和电容43，5脚通过电容45和I脚接地，3脚输出，与电阻46、继电器48和二极管49的阴极相连；
[0059]所述发光管47的一端接电阻46，另一端接继电器48和二极管49的阳极；
[0060]所述过压和欠压电路5包括双向晶闸管51、电阻52、电阻53、电位器54、电阻55、电阻56、电阻57、电阻58、比较器59、比较器510、电阻512、电阻514、发光二极管513、发光二极管515、二极管511、二极管516、电阻517、电阻518、电阻519、三极管520、三极管521，电阻522 ；
[0061]所述双向晶闸管51—端接互感器31，另一端接继电器48常闭触点，触发端接电阻52 ；
[0062]所述电位器54的一端接电阻53，另一端接电阻55，调节端接比较器59的正端和比较器510的负端；电阻53的另一端接VDD，电阻55的另一端接电阻58，并接地；
[0063]所述电阻57的一端接电阻56和比较器59的负端，另一端接电阻58和比较器510的正端；电阻56的另一端接VCC电源；
[0064]所述二极管511的阳极接比较器59的输出端、电阻512，另一端接电阻517和二极管516的负端，二极管516的正端接比较器510的输出端和电阻514 ；
[0065]所述发光二极管513的阳极接电阻512，另一端接发光二极管515的阴极，并接地；
[0066]所述三极管520的基极接电阻517、电阻518，集电极接电阻519和三极管521的基极，发射极接地；
[0067]所述三极管521的集电极通过电阻522接电源VCC，发射极接电阻52 ；
[0068]负载过载或短路的保护方法，包括如下步骤:
[0069]所述负载过载是根据学校的规定和线路的承受能力通过电位器26进行设置，学生宿舍允许用电设备一般有电脑、电风扇，有些学校也可用电吹风，但不允许用热得快，电脑的功耗一般为300W，风扇70W，电吹风500W，热得快需800W，因此在过载上，学会宿舍功耗设定在600W，在600W内的负载属于正常负荷。
[0070]所述当负载超过600W或短路时，互感器21的原边电压升高，通过整流滤波后电压也升高，稳压管27被反向击穿，三极管42导通，给555集成电路一个脉冲信号，利用555集成电路的单稳态工作模式，使输出端3脚为高电平，红色指示灯亮，继电器48吸合，接在主电路上的继电器48常闭触点断开，切断电路；当过载的负载拔掉后，利用555电路通过电阻43对电容44充电，当电压超过电源VCC的2 / 3以上时，电路自动翻转，3脚输出端为低电平，继电器48断开，电路恢复正常供电；当负载功率正常时，互感器21原边的电压较低，稳压管27不被击穿，三极管42不导通，555集成电路输出端3脚为低电平。
[0071]漏电或触电的保护方法，包括如下步骤:
[0072]所述电路正常工作时，互感器原边的两个线圈产生大小相等、方向相反的电流，因而互感器副边感应出的电压为零，继电器不工作，电路正常；当人体触电或线路漏电时，互感器原边的两个线圈产生大小不相等的电流，因而互感器副边感应出一个交变的电压信号，通过二极管33和二极管34整流后，经电容32、35滤波，使三极管48导通，555集成电路的2脚接到脉冲信号，使输出端3脚为高电平，红色指示灯亮，继电器48吸合，接在主电路上的继电器48常闭触点断开，切断电路；保证人生安全。
[0073]欠压或过压的保护方法，包括如下步骤:
[0074]根据规定，电压允许有15%的偏差，即本电路设定为低于180V为欠压，高于260V为过压，市电通过电阻电容降压后，经桥堆整流和电容滤波后，得到VDD电压，VDD经稳压器稳压后，得到VCC电压，作为电路的辅助电源；
[0075]所述欠压和过压是通过电阻56、57、58对电源VCC进行分压，电阻58上分得的电压为欠压的设定值，而电阻57和58上分得的电压为过压设定值，VDD经电阻53、54、55分压，通过对电阻和电位器的调整，使电位器中心插头上输出实测电压值，当实测值小于欠压值时，比较器510输出高电平，使发光管515黄色指示灯亮，晶闸管无触发信号，切断电路；当实测值大于过压值时，比较器59输出高电平，使发光管513白色指示灯亮，晶闸管无触发信号，切断电路；
[0076]如图3所示，为利用本实用新型开发的学生宿舍用电保护电路的电路图。
[0077]本实用新型公开了一种学生宿舍用电保护电路，并且参照附图描述了本实用新型的【具体实施方式】和效果。应该理解到的是:上述实施例只是对本实用新型的说明，而不是对本实用新型的限制，任何不超出本实用新型实质精神范围内的实用新型创造，均落入本实用新型保护范围之内。
【权利要求】
1.学生宿舍用电保护电路，其特征在于包括电源、过载和短路检测电路、漏电检测电路、处理电路、过压和欠压电路、插座: 所述电源为负载、过载和短路检测电路、漏电检测电路、处理电路、过压和欠压电路提供电信号； 所述过载和短路检测电路是当220V的交流电路中负载过载或短路时，通过互感器检测过载或短路信号，并经放大后传输给处理电路； 所述漏电检测电路是当电路发生漏电事故或人触电时，利用互感器检测剩余动作电流，并将检测到的信号进行处理后送给处理电路； 所述处理电路是接收到过载信号或短路信号或漏电信号时，经处理电路处理后，触发继电器动作，220V的交流电路断开； 所述过压和欠压电路是当输出电压低于180V或高于260V时，指示灯亮，并切断220V的交流电路； 所述插座是电源与负载连接的桥梁，其输出的交流220V具有过载、短路、漏电、过压、欠压保护的功能。
2.如权利要求1所述的学生宿舍用电保护电路，其特征在于所述电源包括降压电阻、降压电容，桥堆、第一电容、稳压器、第二电容； 所述降压电阻一端接保险丝和降压电容，另一端接降压电容和桥堆的交流端； 所述稳压器的输出端提供9V电压和接第二电容，另一端接桥堆的直流端和第一电容，还有一端接地； 所述过载和短路检测电路包括第一互感器、第一二极管、第三电容、第一电阻、第四电容、第一电位器，第二电阻、稳压管； 所述第一互感器的一次侧串接交流220V的火线，二次侧一端接第一二极管的阳极，另一端接第三电容、第四电容和第二电阻，并接地； 所述第一电阻接第一二极管的阴极和第三电容，另一端接第四电容和第一电位器； 所述稳压管一端接第一电位器和第二电阻，另一端接第一三极管的基极。
3.如权利要求1所述的学生宿舍用电保护电路，其特征在于所述漏电检测电路包括第二互感器、第五电容、第二二极管、第三二极管、第六电容和第三电阻； 所述第二互感器的原边有同名端和反相端二个线圈，同名端的一端串接在火线上，一端接第一互感器原边，另一端接晶闸管的第一阳极，反相端的一端串接在零线上，另一端接继电器的常闭触点；第二互感器的副边同名端接第五电容和第二二极管的阳极，另一端接第五电容、第三二极管的阳极、第六电容和第三电阻，并接地； 所述第二二极管的阴极接第三二极管的阳极、第六电容、第三电阻和第一三极管的基极。
4.如权利要求1所述的学生宿舍用电保护电路，其特征在于所述处理电路包括555集成电路、第一三极管、第四电阻、第五电阻、第七电容、第八电容、第六电阻、第一发光二极管、继电器、第四二极管； 所述第一三极管的基极接接稳压管和第二二极管的阴极，集电极接第四电阻和555集成电路的2脚，发射极接第三电阻，并接地； 所述555集成电路的8脚和4脚接电源VCC，6脚和7脚相连，并接第五电阻和第七电容，5脚通过第八电容和I脚接地，3脚输出，与第六电阻、继电器和第四二极管的阴极相连； 所述第一发光管的一端接第六电阻，另一端接继电器和第四二极管的阳极。
5.如权利要求1所述的学生宿舍用电保护电路，其特征在于所述过压和欠压电路包括双向晶闸管、第七电阻、第八电阻、第二电位器、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第一比较器、第二比较器、第十三电阻、第十四电阻、第二发光二极管、第三发光二极管、第五二极管、第六二极管、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第二三极管、第三三极管； 所述双向晶闸管一端接第二互感器，另一端接继电器常闭触点，触发端接第七电阻；所述第二电位器的一端接第八电阻，另一端接第九电阻，调节端接第一比较器的正端和第二比较器的负端；第八电阻的另一端接VDD，第九电阻的另一端接第十二电阻，并接地； 所述第十一电阻的一端接第十电阻和第一比较器的负端，另一端接第十二电阻和第二比较器的正端；第十电阻的另一端接VCC电源； 所述第五二极管的阳极接第一比较器的输出端、第十三电阻，另一端接第十五电阻和第六二极管的负端，第六二极管的正端接第二比较器的输出端和第十四电阻； 所述第三发光二极管的阳极接第十四电阻，另一端接第二发光二极管的阴极，并接地； 所述第二三极管的基极接第十五电阻、第十六电阻，集电极接第十七电阻和第三三极管的基极，发射极接地； 所述第三三极管的集电极通过上接电阻接电源VCC，发射极接第七电阻。
【文档编号】H02H3/00GK203761015SQ201420181847
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】吴丽君 申请人:浙江商业职业技术学院