专利名称：安全电源控制器的制作方法
技术领域：
一种安全电源控制器，涉及短路过流开关保护器的改进。
常用的短路过流开关保护器，统称空气断路开关，用于所有用电场所的基本保护装置，只要把保护器的开关闭合，即使不接用电负载，在输出电路的导线上，均已带有220V的市电高压电了。由于输电导线、电源开关器或用电负载插座的绝缘物质，会随使用时间的延长或工作环境的不同，其绝缘阻抗会逐步下降，一旦绝缘电阻下降后，遇上潮湿天气或雷雨季节，极易产生导线间(或开关、插座的两极间)发生因高压所产生的漏电打火现象，同时发生漏电处温度上升。这时即使漏电电流不足以超过空气断路开关的额定电流，在空气断路开关未动作的情况下，也会引起漏电处发热打火自燃，从而造成电器火灾的发生，给人们带来不可估量的损失。
本实用新型的目的，在于提供一种安全电源控制器，除了可以起到短路过流开关保护器的短路过荷断电保护功能外，由于其输出端在负载不工作情况下没有市电220V的输出，因而不会产生因线间漏电造成的发热自燃现象，还可以起到报警和控制功能，从而把因漏电发热引起自燃的现象控制在最低限度，甚至使之不发生。
本实用新型是这样实施的，在由直流稳压电源1、信号检测控制器2、警示信号发生器3和输出开关继电器J组成的安全电源控制器中，所说的信号检测控制器2是由负载动态检测电路4、负载静态检测电路5、负载短路检测电路6和输出过流保护电路7组成。
以下结合附图详述本实用新型的结构及工作原理
图1是本实用新型所说安全电源控制器的原理方框图；图2是本实用新型所说安全电源控制器的电原理图；图3是当负载为使用电感镇流器的日光灯时的电原理示意图。
如图1所示，本实用新型所说的安全电源控制器是由直流稳压电源1、信号检测控制器2、警示信号发生器3和输出开关继电器J组成，其中所说的信号检测控制器2是由负载动态检测电路4、负载静态检测电路5、负载短路检测电路6和输出过流保护电路7组成。
在实际使用中，可以如图2所示，直流稳压电源1由变压器B、稳压器IC1、整流管D1-D6、滤波电容C1、C2组成；警示信号发生器3由音频发生器IC2、放大管T6、喇叭R0、电阻R24、R25、R26、R28、R31、R32、二极管D36～D38及警示灯LD1、LD2、LD3组成；所说的负载动态检测电路4由电感器LH的L4通过二极管D39-D43、电阻R1-R6、三极管T1、电容C3和运算放大器A1组成；所说的负载静态检测电路5由输出开关继电器J、三极管T2、T3、电容C4、二极管D8～D11、D13～D30、电阻R7～R11和运算放大器A2组成；所说的负载短路检测电路6由三极管T5、二极管D31～D33、电阻R19-R23和运算放大器A3组成；所说的输出过流保护电路7则由电感器LH的次级线圈L5通过电位器W、电容C6、C7、二极管D34、D35、D43-D49、电阻R29、R30、R33、R43、三极管T7、可控硅T8和输出开关继电器J组成。
采用了上述结构的安全电源控制器，其工作原理如下1、当把安全电源控制器接到市电电路后，并把用户的各使用负载RL……全部接入输出开关继电器J的输出端J1、J2上，只要全部负载都不进入使用状态(即负载开路)时，由于在电感器LH的初级端L3上没有电流，故其次级L4上也没有感应电压，但是所说的负载静态检测电路5仍在工作，这时在三极管T1的基极偏置电路呈低电位，T1截止，由T1、R4-6组成的电压比较器使运算放大器A1的输出为低电位，从而使开关管T2截止、T3导通，其结果使输出开关继电器J吸合为图2所示状态的反状态，切断了用电负载上的220V高压市电，在用户的用电负载(含输出开关继电器J1J2所接的负载、电线、插座、开关等)上呈无电压的开路状态；
2、仍然处于上述用电状况下，此时若出现有的负载有短路现象，若是因某种原因导致导线的绝缘体损坏，出现有导线间短路的现象时，此时形同在输出开关继电器J1J2两端并联了一个数值极小的短路电阻RL，这时，由于短路电阻RL，与取样电阻R13、R15和比较电阻R19、R20、R21进行比较时，给运算放大器A3的正向输入端一个高于反向输入端的信号，A3输出高电位。这时A3输出的其中一路电流经D32、R23使三极管T6基极呈正偏导通，触发警示信号发生器3的短路信号灯LD1接通发亮，并从D9使开关三极管T2基极呈反向偏置而截止；A3输出的另一路电流经D31、R22加到另一个开关三极管T3的基极，使其呈正向偏置而导通，从而使输出开关继电器J吸合，切断了市电220V对室内用电的供电，这时在室内的供电负载RL两端，仍可变为无高压状态；A3输出第三路电流经过二极管D33、电阻R30加到警示信号发生器3的三极管T7的基极，使其呈正偏导通，接通了警示信号发生器3的声音报警器IC2，发出警示声音，以提醒人们检测用电负载的短路原因，从而做到防患未然；3、当人们通过本实用新型所说的安全电源控制器接通用电负载RL时，由于负载电阻RL在工作状态下，其阻值均远小于比较电阻R14，因此由负载电阻RL和偏阻电阻R15一起与比较电阻R14比较后，在负载静态检测电路5的运算放大器A2的反向输入端高于正向输入端的信号，导致运算放大器A2输出低电位，其输出电流使二极管D12导通，使开关三极管T3呈负偏置截止，从而使输出开关继电器J线圈断电，J1J2把外电路市电220V加到用电负载RL上，使室内负载RL正常工作；4、当室内用电器RL正常工作过程中，若某一用电负载出现短路、或是因室内用电器过多，超过安全电源控制器的额定使用值时，在电感器LH的L3级产生一个电流增大值，从而次级L5上出现一个增大了的电压，这时在取样电阻电位器W上的变化电压就超过了由电阻R25、R27组成的的基准电压，经比较从而使运算放大器A4输出一个高电位信号，其输出电流使警示信号发生器3的三极管T7导通，接通声音报警器IC2，同时A4还输出一路电流，经二极管D34、电阻R29加到可控硅管T8的控制极，触发T8管导通(由于此时室内的用电负载是处于工作状态，手动选择开关K应由人工置于闭合)，从而使输出开关继电器J吸合，切断了外电路送来的市电220V高压，J1、J2处于打开状态，保证了室内的供电线路上不再带有220V的高压，方便检修人员在无高压无电流状态下，对用电设备、负载及过荷现象进行检修，以尽快恢复正常，不致使室内线路因此处于大电流情况下继续发温升温以造成电气火灾的发生；5、为了保护用电负载兔受雷击的损坏，我们还可以在所说的安全电源控制器直流稳压电源1的变压器B的输入端两极间，接入一个压敏电阻RR。在雷雨期间，只要用户关闭了所有用电负载RL的用电开关后，就切断了室内全部市电220V高压。发生雷击时，其雷电就从变压器B的保险RX、压敏电阻RR及市电的N级回到市电的中性线落地，形成一个安全的雷电回路，仅使熔断保险丝BX熔断，不会导致雷电通过安全电源控制器的输出开关继电器J进入室内负载回路，保护室内的安全。
在实际应用中，由于本实用新型所说的安全控制器采用了电感器LH作信号检测控制器2的器件之一，当对于负载是使用电感镇流器的日光灯或使用氖泡启辉器时，在没有接改善功率因数的电容时，是不能启动工作的，故对于上述这种结构的日光灯或启辉器，可以如图3所示的结构，在图2所说的安全电源控制器的输出开关继电器J的J1J2端之间，对每一个带电感镇流器的日光灯上，再并接一组由介质电容C’和泄放电阻R’组成的功率因数控制器，其中C为1μf400V，R为300KΩ 1/4W电阻，从而帮助所有负载均能安全使用在本实用新型所说的安全控制器所控制的用电回路中。
在实际使用中，所说的运算放大器A1、A2、A3、A4可以采用市售的四运算放大器芯片代替各分立元件，最好采用LM系列的四运算放大器，其体积小，运算可靠。
在实际使用中，所说的运算放大器A1、A2、A3、A4可以采用市售的四运算放大器芯片代替各分立元件，最好采用LM系列的四运算放大器，其体积小，运算可靠。
采用了本实用新型所说的结构，由于增加的器件不多，控制器的体积不大，除了可对用户常见的过流过荷情况进行有效的处理，还可以在负载静态情况下，也可以及时处理因线间漏电、极间打火引起的各种异常状态，防止了由这些情况而导致的线路发热引起的电气火灾的发生，特别适用于大型商场、企业仓库等大用电量的场所，也可以广泛使用于各居民住宅或局域性的用电设备群中。
权利要求1.一种安全电源控制器，由直流稳压电源(1)、信号检测控制器(2)、警示信号发生器(3)和输出开关继电器J组成，其特征在于所说的信号检测控制器(2)是由负载动态检测电路(4)、负载静态检测电路(5)、负载短路检测电路(6)和输出过流保护电路(7)组成。
2.根据权利要求1所说的安全电源控制器，其特征在于所说的负载动态检测电路(4)是由电感LH的次级线圈L4通过二极管D39～D43、电阻R1～R6、三极管T1、电容C3和运算放大器A1组成。
3.根据权利要求1所说的安全电源控制器，其特征在于所说的负载静态检测电路(5)是由输出开关继电器J、开关三极管T2、T3、电容C4、二极管D8～D11、D13～D30、电阻R7～R11和运算放大器A2组成。
4.根据权利要求1所说的安全电源控制器，其特征在于所说的负载短路检测电路(6)是由三极管T5、二极管D31～D33、电阻R19～R23和运算放大器A3组成。
5.根据权利要求1所说的安全电源控制器，其特征在于所说的输出过流保护电路(7)由电感器LH的次级线圈L5通过电位器W、电阻C6、C7、二极管D34、D35、D43～D49、电阻29、30、33、43、三极管TT7、可控硅T8、手动开关K、输出开关继电器J和运算放大器A4组成。
6.根据权利要求1所说的安全电源控制器，其特征在于可以在负载静态工作检测电路(5)的运算放大器A2的输出端与输出开关继电器J之间，加有一级由三极管T4、电阻R16～R18、电容C5组成的输出开关继电器可靠吸合保护电路。
7.根据权利要求2、3、4、5所说的安全电源控制器，其特征在于所说的运算放大器A1、A2、A3、A4可以采用运算放大器集成器件，最好可以采用LM系列的运算放大器器件。
专利摘要一种安全电源控制器,由直流稳压电源、信号检测控制器、警示信号发生器和输出开关继电器J组成,其中所说的信号检测控制器是由负载动态检测电路、负载静态检测电路,负载短路检测电路和输出过流保护电路组成。采用了本实用新型所说结构的安全电源控制器,由于体积小,不但可以监控由于过流过荷引起的电击打火对用户负载的损害,而且可以检测警示由于导线(插座的两极)间的线(极)间漏电、粘连出现的短路故障,防止在220V高压情况下使这些隐性故障因漏电产生升温打火造成的电气火灾,还可以防止触电事故的发生,不但可以用于大型商场、企业仓库等,还可以用于居民住宅、局域性用电设备群中。
文档编号H01H83/20GK2410731SQ00227770
公开日2000年12月13日 申请日期2000年4月5日 优先权日2000年4月5日
发明者魏锡秦 申请人:魏锡秦