专利名称：多功能电器保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多功能电器保护器。
现有的电器保护器，如自动开关、漏电保护器、保险王等功能单一，具有多种保护功能的一般内部元器件重复多、成本较高、安装繁琐，且动作后不能有选择地自动恢复供电。如保险王，只能保护过压，过压后动作，使线路呈短路状态，熔断进户保险丝，断开电源，达到保护的目的，但电网电压是否恢复正常，用户无法判断，换上新保险丝后，可能会使其再次熔断，瞬间短路电流还可能烧伤人体，保险盒也易损坏。开关电源的大量采用，使高频干扰随之增加，各种电器通、断产生的干扰脉冲对电网造成严重污染，电子类家电、特别是以CPU为控制中心的家电功能易瞬间失常，如日光灯、调光台灯的开、关会使电视屏出现不规则亮点、亮条干扰，严重时甚至破坏同步，造成声音失真，出现噪音，且失峰干扰还会危及线路的绝缘。电网电压的高、低直接影响着家用电器的使用寿命，过高的电压将使使用中的家电工作电流增加、发热，使绝缘过早老化，同时也对电气设备的绝缘、耐压造成危胁；过低的电压将使电器设备起动困难，严重时可烧毁电机等。线路因维修造成的断续性停送电，将对工作中的家电产生冲击电流，可造成彩电过早报废，冰箱压缩机频繁起动使电机过热，特别是采用PTC热元件的压缩机，不仅起动困难，严重时会烧毁之。现有的电流型漏电保护器，在电器设备漏电而接地线在总接地处断开时，漏电保护器因电流没形成回路而不能切断电源，这样，所有接地线上的家电的金属外壳上都将带有危险电压。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种结构简单，成本低，使用安全、方便，动作后可自动选择是否送电，动作灵敏、迅速、可靠、抗干扰性强，具有电压、地线监视，延时，漏电、短路、过压、欠压、过载等保护的多功能电器保护器。
本实用新型的设计方案如下一种多功能电器保护器，包括延时执行部分(4)和整流部分(2)，其特殊之处在于，它还包括滤波防雷部分(1)、比较电路(3)和反馈电路(5)，所述反馈电路(5)的输出经比较电路(3)输入延时执行部分(4)，延时执行部分(4)的输出接于滤波防雷部分(1)的输入端；所述反馈电路(5)可包括过载反馈、短路和接地不良反馈、漏电反馈、过压和欠压及零压反馈，所述过载反馈可包括与滤波防雷部分(1)中滤波线圈紧密接触的热敏电阻RT，所述短路、接地不良反馈可包括电阻R3、双向触发二极管SD，其一端与滤波防雷部分(1)相接，另一端接于可控硅SCR1的门极，所述漏电反馈可包括漏电检测线圈L3；所述比较电路(3)由四电压比较器IC2及其外围基准比较电阻构成，包括过载比较、过压和欠压及零压比较、漏电比较、短路和接地不良比较；所述延时执行部分(4)中继电器J的触点J1-1、J1-2接于滤波防雷部分(1)的输入端，所述滤波防雷部分(1)由滤波电容、滤波线圈和压敏电阻构成。
本实用新型的滤波防雷部分(1)可包括电容C1～C2和压敏电阻RV1及滤波线圈L1～L2构成的抑制非对称干扰电路；还包括由电容C3～C4和压敏电阻RV2～RV3组成的抑制对称干扰电路。压敏电阻RV1～RV3均可用瞬态电压抑制二极管替代。
本实用新型的滤波防雷部分(1)可以是由压敏电阻、滤波电容和滤波线圈构成的π型电源滤波器或双π滤波器。
本实用新型的延时执行部分(4)可包括时基集成块IC3，其输入端接有延时电容C7和G的放电二极管D2及瞬动开关K2，其输出接反相器BG1，反相器BG1的输出经可控硅SCR2接继电器J。继电器J也可用大功率双向可控硅或大功率交流固态半导体继电器替代。
附图图面说明如下
图1为本实用新型的原理框图。
图2为本实用新型的电路原理图。
下面将结合附图对本实用新型作进一步详述参见图1，本实用新型的滤波防雷部分1用于净化电网电压，抑制电网干扰沿电源线送入家用电器，也抑制用电设备产生的干扰进入电网，并防止雷电波沿电源线进入户内，同时用于过压保护。整流部分2用于对市电降压，并整定成直流电供本实用新型各部分电路使用。比较电路3是对反馈电路5送入的各种信号电压与基准电压进行比较，并把比较结果以高阻态或低阻态形式送入延时执行部分4。延时执行部分4根据比较电路3的输出信号，将用电设备与主电路延时接通、断开或手动瞬时接通，完成停、送电。反馈电路5是将各种不正常情况以电压高低形式反馈到比较电路3，将其与正常情况的参数值作比较。反馈电路5包括过载反馈，过压、欠压、零压反馈，短路、接地不良反馈和漏电反馈等。
参见图2，干扰包括非对称干扰和对称干扰，这些干扰经滤波防雷部分1后将大大衰减，抗干扰滤波电容C1～C4对高频干扰和尖峰干扰呈短路状态，有很好地抑制作用；氧化锌压敏电阻RV1～RV3具有滤波防雷双重作用，其对雷电波有很高的反应速度，无放电延迟现象，且对过压或尖峰脉冲有很好的吸收、抑制能力，抑制干扰脉冲双向传输，其中RV1还具有过压保护作用；电容C3、C4和压敏电阻RV2、RV3可抑制对称干扰，电容C1、C2和压敏电阻RV1及线圈L1、L2组成电源滤波器，抑制非对称干扰；线圈L1、L2绕在同一磁芯上，互感系数接近于1。市电经整流部分2的限流元件PTC后，送入由电阻R1、电容C5组成的降压电路降压，再经二极管D1整流，电容C6滤波后送入三端稳压集成块IC1完成稳压，输出一稳定直流。压敏电阻RV4与限流元件PTC构成自保电路。发光二极管LD1为短路或接地不良保护指示灯，发光二极管LD2为市电有电及控制电路接通指示灯。比较电路3由单电源四电压比较器IC2与其外围基准比较电路组成，无故障时，比较器IC2中5脚电压高于4脚，7脚电压高于6脚，9脚电压高于8脚，11脚电压高于10脚，则输出为高阻态，允许延时执行部分4中的电容C7进行充电；发生故障时，比较器IC2输出瞬间变为低阻态，使延时执行部分4瞬间动作，使用电设备与进线电源断开，达到保护目的。比较器IC2为LM339集成块，其5、4、2、各脚为过压比较，7、6、1各脚为过载比较，9、8、14各脚为欠压、零压、短路、接地不良故障比较。当比较电路3输出为高阻态，即无故障时，电源延时执行部分4的电阻R2对延时电容C7充电，当时基集成块IC3的2、6脚电压高于5脚时，其输出脚3脚瞬间变为低阻态，使继电器J得电，其触点J1-1、J1-2闭合，使用电设备与主线路接通，充电时间可设计为10分钟；当不需延时时，可按动瞬动开关K2，使继电器J瞬时吸合，用电设备与主线路接通，由于欠压、零压保护电路的作用，电容C7每次都从零开始充电，由此可保护每次延时时间的一致性。如果在工作时，比较电路3的输出瞬变为低阻态，电容C7瞬间放电，使时基集成块IC3的3脚瞬间变为高电平，三极管BG1饱和导通，可控硅SCR2不导电，继电器J线圈失电，其触点J1-1、J1-2断开，从而使电网与用电设备断开。反馈电路5由多个反馈电路构成，过载反馈用于监测流经线圈L1、L2的电流变化，并把电流变化量通过热敏电阻RT转换成电压形式，送入比较电路3中。在元件设置时，热敏电阻RT与线圈L1、L2紧密接触，由于热效应，线圈温度在一定程度上反映了所流经线圈电流的大小，温度变化将使热敏电阻RT的阻值发生变化，引起比较器IC2的7脚端电压发生变化，当流经线圈的电流使线圈温度超过设定值时，比较器IC2的7脚的电压将低于6脚，比较器IC2输出变为低阻态，延时执行部分4动作切断电源。当线圈温度恢复正常后，经延时，电路重新自动送电而接通用电设备。过压、欠压、零压反馈，用于监视电网电压是否超过或低于设定值，若电网电压正常，电路中A点电压将低于比较器IC2中5脚的电压，而高于8脚的电压；当电网不正常时，A点电压将随之增加或降低，即过压或欠压，从而使比较电路3输出变为低阻态，通过延时执行部分4切断进线电源；当电网电压恢复正常后，经延时送电，用电设备接通电源。压敏电阻RV1同样具有过压保护作用。短路、接地不良反馈电路作用有二，一是在用电设备短路时切断电源电压，二是在接地线接地不良时送出接地不良信号，其均是通过欠压保护电路来实现，但短路、接地不良故障时，电路不能自动延时、送电，由于可控硅SCR1的特性，只能手动复位延时送电。当用电设备短路后，电网电压全部降落在滤波线圈L1、L2上，电路中B点电压瞬间升高，通过电阻R3引起C点电压升高，触发可控硅SCR1导通，使D点电压瞬间降低，由于二极管D2的作用，A点电压瞬间降低，使比较电路3中的比较器IC2的9脚电压低于8脚，比较器IC2输出变为低阻态而迅速切断电源，同时发光二极管LD1发光，指示短路故障。由于可控硅SCR1自身特性，电路必须通过开关K1手动复位，才能起动送电。当接地线接地不良时，由于电容C3的作用，双向触发二极管SD因接地线有电压存在而导通，使C点电压升高而触发可控硅SCR1导通，D点电压迅速减低，二极管D2的作用使E点电压迅速低于比较器IC2的8脚，以欠压方式达到保护的目的。故障排除后，通过手动开关K1使可控硅SCR1复位，起动送电，发光二极管LD1发光，指示故障。漏电反馈采用电流型漏电保护方式，其可反映出漏电电流大小，并把漏电电流通过检测线圈L3转换成电压形成送入比较电路3。漏电检测线圈L3均匀地串绕在电源滤波线圈磁芯上，当流过线圈L1、L2中电流不平衡时，漏电检测线圈L3将产生互感电压，当线圈L1、L2中电流不平衡，电流大于设定值时，线圈L3上感应电压将使比较器IC2中10脚电压高于11脚，从而使比较电路3输出低阻态，延时执行部分4瞬间动作，切断电源电压。由于漏电保护采用不平衡型，所以可防止用一火一地的方法窃电，同时可保护单相对地短路事故。本实用新型的三端稳压集成块IC1可采78L××系列三端稳压集成块；比较器IC2可采用LM339，还可采用国产J139、J239、J2901或进口IR2339NTM2901M等四种电压比较器；时基集成块可采用LM555。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点1、采用中规模集成电路，结构简单，成本低，动作灵敏、可靠，迅速，自身功耗低；2、功能多，具有电网滤波，净化电网，电网过压、欠压保护，过载保护，短路保护，漏电保护，接地不良保护，延时送电，防止一火一地窃电，防雷等多种功能。
3、滤波线圈同时兼作漏电检测线圈用，减少了元件数量；滤波线圈芯采用铁、镍、钼50环，其饱和磁感应强度高，不易饱和。
4、由于电路动作迅速，当用电设备发生短路时，在保险丝熔断前就切断了主电源，所以免去了用户更换保险丝的麻烦。
5、电路在故障发生后可选择是否自动送电。即，当短路、接地不良等故障发生时，必须手动复位，然后才能延时送电，而其它故障发生后则可自动延时送电。
6、设有独特的接地线和接地不良保护电路，可防止设备金属外壳带电引起的触电事故。
7、安装简单，使用安全、方便。
权利要求1.一种多功能电器保护器，包括延时执行部分(4)和整流部分(2)，其特征在于它还包括滤波防雷部分(1)、比较电路(3)和反馈电路(5)，所述反馈电路(5)的输出经比较电路(3)输入延时执行部分(4)，延时执行部分(4)的输出接于滤波防雷部分(1)的输入端；所述反馈电路(5)包括过载反馈、短路和接地不良反馈、漏电反馈、过压和欠压及零压反馈，所述过载反馈包括与滤波防雷部分(1)中滤波线圈紧密接触的热敏电阻RT，所述短路、接地不良反馈包括电阻R3、双向触发二极管SD，其一端与滤波防雷部分(1)相接，另一端接于可控硅SCR1的门极，所述漏电反馈包括漏电检测线圈L3；所述比较电路(3)由四电压比较器IC2及其外围基准比较电阻构成，包括过载比较、过压和欠压及零压比较、漏电比较、短路和接地不良比较；所述延时执行部分(4)中继电器J的触点J1-1、J1-2接于滤波防雷部分(1)的输入端，所述滤波防雷部分(1)由滤波电容、滤波线圈和压敏电阻构成。
2.如权利要求1所述的多功能电器保护器，其特征在于所述滤波防雷部分(1)包括电容C1～C2和压敏电阻RV1及滤波线圈L1～L2构成的抑制非对称干扰电路；还包括由电容C3～C4和压敏电阻RV2～RV3组成的抑制对称干扰电路。
3.如权利要求1或2所述的多功能电器保护器，其特征在于所述滤波防雷部分(1)是由压敏电阻、滤波电容和滤波线圈构成的π型电源滤波器或双π滤波器。
4.如权利要求3所述的多功能电器保护器，其特征在于所述延时执行部分(4)包括时基集成块IC3，其输入端接有延时电容C7和C7的放电二极管D2及瞬动开关K2，其输出接反相器BG1，反相器BG1的输出经可控硅SCR2接继电器J。
5.如权利要求3所述的多功能电器保护器，其特征在于所述的压敏电阻也可采用瞬态电压抑制二极管。
6.如权利要求4所述的多功能电器保护器，其特征在于所述的继电器J也可采用大功率双向可控硅或大功率交流固态半导体继电器。
专利摘要一种多功能电器保护器,其比较电路可将反馈电路送来的各种不正常信号与基准电压进行比较,并把比较结果送入延时执行部分使之动作,将用电设备与电源接通或断开。滤波防雷部分可抑制电网与用电设备的相互干扰,防止雷电沿电源线进入户内。本实用新型动作灵敏、迅速、可靠,可免去更换保险丝,动作后可选择是否自动送电,具有电压、地线监视、延时、漏电、短路、过压、欠压、过载等多种保护作用。
文档编号H02H3/093GK2412302SQ9724224
公开日2000年12月27日 申请日期1997年12月31日 优先权日1997年12月31日
发明者何清海 申请人:何清海