一种家用电器过压保护电路的制作方法

本发明涉及的是电气设备防护技术领域，具体为一种家用电器过压保护电路。

背景技术：

目前在城市的一些老城区、城中村、城郊结合部及部分农村地区还是存在电力缺乏的专区，供电电压很不稳定，有时用电高峰时期电压仅170V左右，而较少人用电时例如深夜有时电压又会超过250V，供电电压过低家用电器难以启动，电压过高又会损害家用电器。因此，为了保护日益增多的家用电器，配置一台过压保护器还是很有必要的。而目前市场上的家用电器，一些有点旧但还能用的二手电器压根就不配过压保护装置，部分新的家用电器虽说配了过压保护装置但有时并不能及时切断供电电路，进而不能有效保护家用电器。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种设计科学合理、安全可靠的家用电器过压保护电路，当供电电压过高时，可及时通过过压保护电路来迫使供电线路的过流器跳闸或保险丝熔断即及时切断供电电路，从而达到有效保护家用电器的目的。

本发明采用的技术方案：

一种家用电器过电压保护电路，包括输入电压U0的正输入端、负输入端，其关键在于，还包括触点回路、限流保护电路、整流滤波电路、分压电路、控制电路、蓄能电路和稳压电路，所述触点回路跨接于所述输入电压U0的正输入端负输入端之间，所述触点回路两端之间依次串有限流保护电路、整流滤波电路，所述整流滤波电路的正、负输出端之间连接有稳压电路，所述分压电路跨接于所述整流滤波电路的正、负输出端之间并为所述控制电路提供参考电压信号，所述控制电路跨接于所述整流滤波电路的正、负输出端之间，所述蓄能电路跨接于整流滤波电路的正、负输出端之间。

通过整流滤波电路将市电整流滤波成平滑的直流电，并流过稳压电路和分压电路，通过分压电路将参考电压信号传输至控制电路，一旦供电电压过高，控制电路就会导通，紧接着触点回路也导通导致市电短路，进而市电供电线路上的过流器就会跳闸或保险丝就会熔断，从而切断了家用电器的供电电路，最终保护了家用电器。限流保护电路是为了保护桥式整流器不被过高电压损害。蓄能电路是为了给控制电路导通提供足够长时间的电压，保证市电被短路的时间足够长，从而确保过流器肯定跳闸或保险丝肯定熔断。稳压电路是为了给分压电路两端提供稳定的电压，确保分压电路能提供稳定的参考电压信号给可控精密稳压源。

进一步的，所述触点回路包括第一常开开关KM1和第一电阻R1，所述第一常开开关KM1和第一电阻R1的一端连接，所述第一常开开关KM1的另一端接在输入电压U0的正输入端，所述第一电阻R1的另一端接在输入电压U0的负输入端。

通过第一常开开关KM1的闭合使得触点回路导通，迫使市电短路。第一电阻R1起到限流作用，防止触点被过大的短路电流烧坏。

进一步的，所述限流保护电路由第一电容C1与第二电阻R2并联组成，所述整流滤波电路包括一桥式整流器和第二电容C2，其中第二电容C2串接于所述桥式整流器的正、负输出端；所述第一电容C1与第二电阻R2的第一公共端接所述输入电压U0的正输入端，所述第一电容C1与第二电阻R2的第二公共端连接所述整流滤波电路的桥式整流器的第一交流输入端，所述整流滤波电路的桥式整流器的第二交流输入端连接所述输入电压U0的负输入端。

当供电电压过高或错接380V的线电压时，第一电容C1和第二电阻R2起到限流作用，保护桥式整流器不被高压损害，桥式整流器将交流电整流成直流电，第二电容C2起到滤波的作用，使得直流电更加平滑。

进一步的，所述稳压电路由第三电阻R3、第一二极管D1、第三稳压二极管D_Z串联组成，所述第三电阻R3一端接在桥式整流器的正输出端，第三电阻R3的另一端接第一二极管D1的阳极，所述第一二极管D1的阴极接第三稳压二极管D_Z的阴极，所述第三稳压二极管D_Z的阳极接所述桥式整流器的负输出端。

由第三电阻R3、第一二极管D1、稳压二极管D_Z组成的稳压电路主要作用是为分压电路两端提供稳定的电压。

进一步的，所述控制电路包括继电器线圈KM和可控精密稳压源，所述可控精密稳压源包括一比较器、内置2.5V电源、第一三极管T1，所述内置2.5V电源串接于所述比较器的反相输入端和第一三极管T1的发射极之间，所述第一三极管T1的发射极连接至桥式整流器的负输出端，所述第一三极管T1的集电极连接至继电器线圈KM的一端，所述继电器线圈KM的另一端与所述第一二极管D1阴极连接，所述第一三极管T1的基极与比较器的输出端连接，所述继电器线圈KM一端与第二二极管D2阳极连接，所述第二二极管D2阴极与所述继电器线圈KM另一端连接。

内置的2.5V电源主要是为比较器提供一个基准电压信号，当同相输入端的电压信号小于基准电压信号时，比较器输出的是低电平，三极管T1不会导通，反之三极管T1则导通。当三极管T1导通则继电器线圈KM就会得电吸合，使触点回路的第一常开开关KM1闭合，从而市电短路。第二二极管D2起到保护继电器触点的作用。

进一步的，所述分压电路由第四电阻R4和第五电阻R5串联组成，所述第四电阻R4的一端接桥式整流器的正输出端，第四电阻R4与第五电阻R5的公共端A连接至所述比较器的同相输入端，所述第五电阻R5的另一端连接至桥式整流器的负输出端。

由电阻R4和电阻R5组成的分压电路主要作用是将一个电压信号送入比较器的同相输入端与基准电压进行比较。

进一步的，所述蓄能电路为第三电容C3，所述第三电容C3的一端与第三稳压二极管D_Z阴极连接，所述第三电容C3的另一端接第三稳压二极管D_Z阳极。

第三电容C3可储存大量电荷，加载在继电器线圈KM上，起到维持第一常开开关KM1闭合至少0.2秒以上，这个时间足以使过流器跳闸或保险丝熔断。

综上所述，由于采用了上述方案，本发明具有以下优点：

（1）本发明一种家用电器过电压保护电路，具有设计科学合理、安全可靠、使用方便等优点，通过市电短路的方式及时切断供电电路，从而有效保护了家用电器。

（2）本发明一种家用电器过电压保护电路，由于采用可控精密稳压源，电压定值准确，工作可靠，采用电容器储存电能推动继电器，因此静态功耗低，仅0.1W。

（3）本发明一种家用电器过电压保护电路，所需电子元器件均为现有产品，无需复杂制作工艺只需简单焊接即可完成，具有制作简单、适应性广的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显然，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1 一种家用电器过电压保护电路框图。

图2 一种家用电器过电压保护电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

结合图1和图2可以看出，一种家用电器过电压保护电路，包括输入电压U0的正输入端、负输入端，还包括触点回路、限流保护电路、整流滤波电路、分压电路、控制电路、蓄能电路和稳压电路，所述触点回路跨接于所述输入电压U0的正输入端负输入端之间，所述触点回路两端之间依次串有限流保护电路、整流滤波电路，所述整流滤波电路的正、负输出端之间连接有稳压电路，所述分压电路跨接于所述整流滤波电路的正、负输出端之间并为所述控制电路提供参考电压信号，所述控制电路跨接于所述整流滤波电路的正、负输出端之间，所述蓄能电路跨接于整流滤波电路的正、负输出端之间。

进一步的，所述触点回路包括第一常开开关KM1和第一电阻R1，所述第一常开开关KM1和第一电阻R1的一端连接，所述第一常开开关KM1的另一端接在输入电压U0的正输入端，所述第一电阻R1的另一端接在输入电压U0的负输入端。

进一步的，所述限流保护电路由第一电容C1与第二电阻R2并联组成，所述整流滤波电路包括一桥式整流器和第二电容C2，其中第二电容C2串接于所述桥式整流器的正、负输出端；所述第一电容C1与第二电阻R2的第一公共端接所述输入电压U0的正输入端，所述第一电容C1与第二电阻R2的第二公共端连接所述整流滤波电路的桥式整流器的第一交流输入端，所述整流滤波电路的桥式整流器的第二交流输入端连接所述输入电压U0的负输入端。

进一步的，所述稳压电路由第三电阻R3、第一二极管D1、第三稳压二极管D_Z串联组成，所述第三电阻R3一端接在桥式整流器的正输出端，第三电阻R3的另一端接第一二极管D1的阳极，所述第一二极管D1的阴极接第三稳压二极管D_Z的阴极，所述第三稳压二极管D_Z的阳极接所述桥式整流器的负输出端。

进一步的，所述控制电路包括继电器线圈KM和可控精密稳压源，所述可控精密稳压源包括一比较器、内置2.5V电源、第一三极管T1，所述内置2.5V电源串接于所述比较器的反相输入端和第一三极管T1的发射极之间，所述第一三极管T1的发射极连接至桥式整流器的负输出端，所述第一三极管T1的集电极连接至继电器线圈KM的一端，所述继电器线圈KM的另一端与所述第一二极管D1阴极连接，所述第一三极管T1的基极与比较器的输出端连接，所述继电器线圈KM一端与第二二极管D2阳极连接，所述第二二极管D2阴极与所述继电器线圈KM另一端连接。

进一步的，所述分压电路由第四电阻R4和第五电阻R5串联组成，所述第四电阻R4的一端接桥式整流器的正输出端，第四电阻R4与第五电阻R5的公共端A连接至所述比较器的同相输入端，所述第五电阻R5的另一端连接至桥式整流器的负输出端。

进一步的，所述蓄能电路为第三电容C3，所述第三电容C3的一端与第三稳压二极管D_Z阴极连接，所述第三电容C3的另一端接第三稳压二极管D_Z阳极。

本发明的工作原理如下：

结合图2，当输入电压正常时，比较器同相输入端电压小于2.5V，由于内置电源提供给比较器反相输入端的电压为2.5V，因此三极管T1不导通，则继电器线圈KM不能得电吸合继而常开开关KM1不闭合，家用电器正常工作。当市电电压达到或超过250V时，整流滤波后的直流电流达到3.3mA，这时作用在由电阻R3、二极管D1、稳压二极管D_Z组成的稳压电路上的电压为37V。而这37V的电压经电阻R1、电阻R2分压后，在A点的电压U_A至少为2.55V，这时同相输入端的电压值大于反相输入端的电压值，因此比较器输出一个高电平电压信号促使三极管T1导通，继电器线圈KM得电吸合，接着常开开关KM1闭合，市电被短路，使得供电电路上的过流器跳闸或保险丝熔断，从而切断了供电电路给家用电器供电，达到保护家用电器的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而己，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。