专利名称：新型家用漏电综合保护开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及家用电器保护装置，具体涉及一种新型家用漏电综合保护开关。
公知的家用漏电保护开关通常由采 单元、控制单元和继电器组成，全部元器件均安放在外壳内，其输入端接至电源，输出端接至室内家用电器及灯具等。这种开关的继电器驱动控制元件采用可控硅，由采样单元直接控制可控硅的通、断，因而在不同程度上存在着动作灵敏度低、对可控硅性能要求严格、成本较高等不足之处。
本实用新型的目的在于设计一种保护动作灵敏度较高、对可控硅性能要求相应降低且成本也较低的家用漏电综合保护开关。
本实用新型的基本设计方案如下两个大小相等、方向相反的比较线圈B3(1－2)、B3(3－4)分别串联在进、出线端a、a1，b、b1之间，漏电采样线圈B3(5－6)与比较线圈绕在同一磁芯B3上，采样线圈B3(5－6)的一端5与三极管BG2的发射极相联，另一端6与三极管BG2的基极相联，三极管BG2的集电极与可控硅BG1的控制极相联，电容C1与电阻R1一起并联在可控硅BG1的控制极、负极之间，电容C3联接在三极管BG2的发射极、可控硅BG1的负极之间，可控硅BG1的正、负极与桥式整流器D1～D4的直流端相联，桥式整流器D1～D4的一个交流端E经继电器开关K(1－2)与进线端a相联，另一个交流端F经继电器线圈B1(3－4)、继电器开关K(3－4)与进线端b相联。
由于采样线圈B3(5－6)的采样信号是通过控制三极管BG2的通、断来控制可控硅BG1的通、断的，因此，与直接控制可控硅的方案相比，具有较高的控制灵敏度，对可控硅BG2的要求也可相应降低，成本亦随之降低。以上优点与原设计方案相比是十分显著的。
本实用新型有如下附图
图1 漏电综合保护开关电原理图图2 印刷板元件安装图通过对附图的详细描述，可以使本实用新型的设计构思得到进一步说明。
附图1为家用漏电综合保护开关电原理图，除漏电保护功能外还具有过流保护、短路保护和过压保护功能。其过流、短路保护功能的实现是在进线端b、出线端b1之间再联接有过流线圈B2(1－2)和／或短路线圈B1(1－2)。短路线圈B1(1－2)与继电器线圈B1(3－4)共用一个磁芯；过流线圈B2(1－2)与过流采样线圈B2(3－4)共用一个磁芯；过流采样线圈B2(3－4)的一端3经电阻R3、二极管D5、D6、可控硅控制极电容C1与另一端4形成回路，电容C4、电阻R2并联在二极管D5的负极与过流采样线圈B2(3－4)的一端4之间。
过压保护功能的实现是在桥式整流器D1～D4的两个直流端之间联接有电位器W、稳压二极管DW，电位器W与二极管DW的公共点与三极管BG2的发射极相联，电位器W的活动端分别经触发二极管D7、电容C2与可控硅BG1的控制极、三极管BG2的发射极相联。
电路工作原理如下电源a线经K(1－2)、B3(1－2)到输出a1端；电源b线经K(3－4)、B1(1－2)、B2(1－2)、B3(3－4)到输出b1线。
电源b线经K(3－4)、B1(3－4)到D1～4的全波整流电源端F；电源a线经K(1－2)到D1～4的全波整流电源端E。
正常情况下，B3无感应电势，B2感应电势也很小，BG2处于截止状态，BG1没有触发不导通，又由于W的阻值很大(330K)，所以B1(3－4)中只有微小的电流通过；在额定负载下，流过B1(1－2)线圈的电流没有足够大，且B1(1－2)线圈匝数很小。因此综上所述，B1在正常情况下，不会产生足够的磁力，将K打开。
漏电保护原理，当发生漏电现象时，i(a－a1)就不等于i(b－b1)，B3(1－2)和B3(3－4)所产生的磁通就不能完全抵消，B3(5－6)线圈就会有感应电势，这个电势加在了BG2的发生极和基极，在正半圆时BG2就导通，C3的电压V对C1充电并触发BG1导通。BG1导通相当于F、E点连通，电源a经E到F到B1(4－3)线圈回到电源b端，B1此时产生足够的磁力将K断开。
过流保护原理，当输出电流超过额定电流值时(10A)，B2(3－4)感应电压就上升到一定数值(2.1V)经C4充电延时后，触发BG1导通，K被切断，过程同上。
短路保护原理，当输出短路时，流过B1的(1－2)线圈电流就很大(100A～500A)，同时过流保护功能也工作，B1(3－4)线圈也有一定的电流流过，B1的(1－2)、(3－4)两个线圈同时产生磁力，将K切断。在短路保护中，B1的(1－2)线圈和(3－4)线圈两者有着互补的作用。假设负载没有完全短路，其电流值不是很大(小于100A)时，B1(3－4)线圈的磁力就起到互补作用。
过压保护原理，电源电流经B1(3－4)、D1－4全波整流后，经W的1端至2端，当电网电压超过额定值(250V)时，D7两端超过一定值(36V)时，D7导通，C2向C1充电并触发BG1导通，B1(3－4)有电流通过，B1(3－4)线圈产生磁力，切断K。
按钮开关T和R3组成漏电试验电路。
本技术特点1.由D1～4组成全波整流电路，经W(1－3)，由DW、C3滤波稳压(6V左右)，当漏电时B3(6－5)有感应电压，使BG2导通，C3上的电压(6V左右)快速地向C1充电并立刻使BG1触发导通，漏电保护的动作时间为20ms之内(中国科学院电工研究所测试)，由于采用BG2的电流放大作用，对B3的感应灵敏度要求降低，因而成本降低体积减小；同时由于BG2的作用，漏电保护的灵敏度大大提高(＜10mA)。
2.利用B1的(1－2)线圈，同时加上B2部分的过流保护电路的互补作用，对输出短路时起到保护作用，取代了常规配电装置中的熔断器。
权利要求1.新型家用漏电综合保护开关，包括采样单元、控制单元和继电器，其特征在于两个大小相同、方向相反的比较线圈B3(1-2)、B3(3-4)分别串联在进、出线端a、a1，b、b1之间，漏电采样线圈B3(5-6)与比较线圈绕在同一磁芯B3上，采样线圈B3(5-6)的一端5与三极管BG2的发射极相联，另一端6与三极管BG2的基极相联，三极管BG2的集电极与可控硅BG1的控制极相联，电容C1与阻R1一起并联在可控硅BG1的控制极、负极之间，电容C3联接在三极管BG2的发射极、可控硅BG1的负极之间，可控硅BG1的正、负极与桥式整流器D1～D4的直流端相联，桥式整流器D1～D4的一个交流端E经继电器开关K(1-2)与进线端a相联，另一个交流端F经继电器线圈B1(3-4)、继电器开关K(3-4)与进线端b相联。
2.如权利要求1的家用漏电综合保护开关，其特征在于进线端b、出线端b1之间还联接有过流线圈B2(1－2)和／或短路线圈B1(1－2)，短路线圈B1(1－2)与继电器线圈B1(3－4)共用一个磁芯，过流线圈B2(1－2)与过流采样线圈B2(3－4)共用一个磁芯，过流采样线圈B2(3－4)的一端3经电阻R3、二极管D5、D6、可控硅控制极电容C1与另一端4相联，电容C4、电阻R2并联在二极管D5的负极与过流采样线圈B2(3－4)的一端4之间。
3.如权利要求1或2的家用漏电综合保护开关，其特征在于桥式整流器D1～D4的两个直流端之间联接有电位器W、稳压二极管DW，电位器W与二极管DW的公共点与三极管BG2的发射极相联，电位器W的活动端分别经触发二极管D7、电容C2与可控硅BG1的控制极、三极管BG2的发射极相联。
专利摘要本实用新型是一种新型的家用漏电综合保护开关，包括采样单元、控制单元和继电器其设计特征为采样信号通过控制一只三极管的通断来控制一只可控硅的通断，进而控制继电器的通断，来进行漏电保护和过流、短路、过压保护。本产品具有保护动作灵敏、可靠、成本低、体积小、功能全等优点。
文档编号H02H3/32GK2086469SQ9120560
公开日1991年10月9日 申请日期1991年4月10日 优先权日1991年4月10日
发明者陈琳, 刘涛 申请人:陈琳, 刘涛