专利名称：交流过电压保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种过电压保护装置，特别涉及一种电气技术领域中应用的交流过电 压保护装置。
背景技术：
目前，在空调产品技术领域需要另增加一过压保护装置，当外界的输入交流电压有异 常时，对整个电器电路的正常运行进行保护。另外，在考虑过压保护的同时还需要考虑电 源低压过低时也需要进行保护，因此縮小了变压器的高压耐压范围，即降低了保护装置的 高压的保护范围，变压器的整体体积较大，使得整个过压保护装置体积也较大大，需要设
置专门的空间进行放置。另外，现有的保护装置中所用到的比较电路包括稳压ic等多种
元器件，其回路复杂，故障率高，维修成本高。
此外，现有的过压保护装置自身的电源的来源方式分为以下几种。第一种保护装置 自身的电源从市电直接经过分压电阻分压得到，这种方式存在的问题是保护装置本身的电 源电压如果不稳定，势必对整个空调供电回路的电压造成影响。第二种保护装置的电源 从自身设置的蓄电池处获得，这种保护方式的电源需要另外获得，电池更换麻烦，且随着 时间的增加，蓄电池的电压会下降，其使用寿命也有一定的限制。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种交流过压保护装置，该交流过压 保护装置的电源电压稳定，能保证装置动作的正确性、稳定性，且其高压保护范围大，能 更好的起到保护作用，另外其结构简单，体积小，直接可以设计到电路板上，不需要变更 程序即可大批量生产，制造成本低廉。
为了实现上述技术目的，本实用新型是按以下技术方案实现的-
本实用新型所述的一种交流过电压保护装置，包括电源电路、连接在电源电路回路 上的过电压保护控制元件、以及与电源电路输出端相连的微控制单元，所述微控制单元 MCU与被保护电器中的至少一部分电气回路相连接。
具体来说，所述电源电路包括设置在被保护电器电路板上的线性变压器、桥式整流回 路、12V稳压电路及5V稳压电路组成，所述微控制单元MCU连接在5V稳压电路的输出 端。当然，所述微控制单元MCU也可以按实际需要连接在12V稳压电路的输出端。
作为上述技术的进一步改进，所述过电压保护控制元件为保护动作继电器，所述保护动作继电器连接在桥式整流回路与12V稳压电路之间，比较整流后的DC电压NR与保护 动作继电器的工作电压VI及其开放电压V2的大小。正常电压状态下，继电器处于ON 状态，当AC电源电压增大时，NR的电压值也随之增大，当NR-V1时，继电器OFF， 电源回路断开；当AC电源电压减小时，NR的电压值也随之减小，当V2〈NIKV1时， 继电器处于OFF状态；当NR=V2时，整个电源回路重新通电，被保护电器各回路相连 接将以停止前的状态运转。
此外，为了得到直流电压，所述桥式整流回路与保护动作继电器之间还连接有使输出 电压平滑为直流电压的平滑电容。
本实用新型中被保护电器的至少一部分电气回路包括与微控制单元MCU的芯片引脚 通过继电器相连的空调压缩机及周边回路、外马达及周边回路、内马达及周边回路以及四 通阀及周边回路。通过对空调设备的各AC元器件的过压保护作用，即对整台空调产品起 到全方位的过压保护，其保护范围广，能即时保护，过压保护效果好，有效地延长了空调 等电器设备的使用寿命。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是
(1) 本实用新型交流过电压保护装置的电源是由被保护电器的电路板上的变压器直接 提供，使得保护装置的电源稳定，且和被保护电器设备的电源同步，由于利用被保护电器 的电路板中的变压器，虽然变压器只对应高电压部分，且变压设计范围一定，但当输入的 交流电压超过本装置设定的保护电压值时，因为变压器二次侧的回路已经断开，变压器二 次侧负荷将变得很小，使变压器的温度降低，因此保护装置本身耐超高压；
(2) 本实用新型所述的过压保护装置自身的电源直接是从被测电器设备的电路板上获 得的，因此其获取比较简单；
(3) 本实用新型所述的过压保护装置的高压保护范围大，适用范围广；
(4) 本实用新型所述的交流过压保护装置当电压降到安全范围以内时，被保护的电器设 备将按照被保护之前的运转状态继续运转，不影响被保护电器设备的正常运行；
(5) 本实用新型中利用在电源回路上增设一保护动作继电器，通过比较桥式整流回路输 出电压与保护动作继电器工作电压及开放电压的大小，来实时的实现电源回路的通断，利 用保护动作继电器的ON、 OFF动作电压以及开放电压实现保护作用，从而更好地起到保 护各电器回路中各设备能在安全电压范围内工作，其结构简单，能起到及时保护的目的；
(6) 本实用新型的交流过保护装置元器件少，只是在原有的电源回路中增加一保护动作 继电器，使得装置整体体积较小，无需另设特殊的空间存放，同时其简单的直接设计到电 路板上，容易大批量生产；(7)本实用新型的交流过压保护装置制作成本低廉，材料采购方便快捷。以下结合附图和具体实施例对本实用新型做详细的说明
图1是本实用新型所述的交流过压保护装置的基本电路图； 图2是本实用新型所述的交流过压保护装置的操作流程图； 图3是本实用新型中保护动作继电器的特性图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型所述的交流过电压保护装置包括电源电路、连接在电源电 路回路上的过电压保护控制元件1、以及与电源电路相连的微控制单元MCU。所述微控
制单元MCU与被保护电器中的至少一部分电气回路相连接。
在本实用新型中，电源电路包括直接设置在被保护电器电路板上的线性变压器Tl、 桥式整流回路DBOl、 12V稳压电路及5V稳压电路组成，所述微控制单元MCU的输入端 连接在5V稳压电路的输出端；当然，也可以按实际需要将微控制单元MCU的输入端连 接在12V稳压电路的输出端。
为了更好的对电源电路中输出的交流电源进行实行监控，本实用新型中采用的过电压 保护控制元件1为保护动作继电器RY-l,该保护动作继电器RY-1具体连接在桥式整流回 路DBOl与12V稳压电路之间，利用保护动作继电器RY-1的特性，在出现电源高电压时， 立即断开电源回路、使被保护电器停止工作。同时，为了使整流得到直流电压，所述桥式 整流回路与保护动作继电器之间还连接有使输出电压平滑为直流电压的平滑电容C1。
为了更好的保护空调产品中的各种电气设备，本实用新型中的被保护电器的电气回路 具体包括压縮机及周边回路、外马达及周边回路、内马达及周边回路、及四通阀及周边回 路等，这些电气回路通过继电器与微控制单元MCU中相应的输出引脚相连。
如图1所示，各保护电器设备从单相电源L-N中引入电源电压，经过变压器T1及桥 式整流回路DB01后得到需要的DC电压NR。在一定的负荷范围内，整流后DC电压VNR 的值与AC电源电压VAc成近似的线性正比关系，其关系为
VNR^k*VAC+a。(这里，k为线性系数，a为常数)
如图3所示，保护动作继电器线圈两端的工作电压(动作电压)设为V1，开放电压 设为V2，且V2〈V1。通过进行这样的设定，可以实现下述的两种功能 (1)交流电压过高保护 正常电压状态下，继电器处于导通(ON)状态。当AC电源电压增大时，NR的电压 值也随之增大，当AC电压值达到保护动作继电器线圈的工作电压时，即NR》V1时，保护动作继电器RY-1断开(OFF),使得整个电源回路断开，从而达到在高电压时保护回路 的作用，避免了高电压时电子电器元件发生故障、甚至发烟发火的情况的发生。 (2)交流电压正常时自动恢复
之后，当AC电压值减小(恢复正常)时，NR的电压值也随之减小，当V2〈NIK VI时，保护动作继电器RY-1仍处于断开(OFF)状态。而当NF^V2时，电源回路重新 通电导通，空调设备的AC元件将以停止前的状态运转。
以这种方式，在高异常电压的情况下，对空调器设备的各回路起到了即时且有效的异 常电压保护作用。
图2为本实用新型所述的交流过压保护装置的操作流程图，其具体操作流程是包括如 下步骤
步骤S10:电器设备获得电源，
步骤S20:上述获得的AC电压变压整流为DC电压，
步骤S30:根据DC电压检知AC电压原理，在设计负荷范围内，AC入力和变压整流 后的DC电压成近似正比关系。
步骤S40:根据需要设定标准DC电压值及元件参数等前期参数，进行具体的异常过 电压保护。
步骤S50:判断DC电压是否大于或等于保护动作继电器工作电压VI:
当DC电压NR值上升至保护动作继电器工作电压VI时，保护动作继电器OFF (触 点弹开)(S60)，使得整个电源回路断开(步骤S70)，接着所有元件停止工作(S80)。随 后，当DC电压下降时(S90)，判断DC电压下降至是否符合保护动作继电器开放电压 V2 (步骤S100)。当DC电压值NR处于V2〈NR〈V1时，保护动作继电器OFF (触点弹 开)，电源回路保持无供电状态(S110);而当DC电压值NR-V2时，进行保护动作继电 器ON (触点闭合)(S120)，接着整机以停止前的状态运转(S130)，最后电源回路正常 工作(步骤S140)，空调设备的AC元件将以停止前的状态运转。
另外，当DC电压NR值上升不符合保护动作继电器工作电压VI时，即NR<V1时 3，保护动作继电器ON (触点闭合)S150，此时电源电压处于正常的状态，无需异常保 护。
本实用新型所述的交流过电压保护装置自身的电源由被保护电器的电路板变压器提
供，使得保护装置的电源稳定，且和被保护电器的电源同步。此外，该装置还利用被保护
电器的电路板中的变压器，变压器在高电压时，温度会上升，但当输入的电源电压超过本
装置设定的保护电压值时，因为变压器二次侧的回路巳经断开，二次侧负荷将变得很小，使变压器的温度降低，因此保护装置本身耐超高压。此外，本实用新型不仅仅适用于单项电源的过电压保护，其同样也适用于利用三相电 源的过电压保护装置，三相电源的各相间可以用上述同样的方法予以实现，从而可以同时 对多种电器设备进行保护，使用范围大大增加。
权利要求1.一种交流过电压保护装置，其特征在于包括电源电路、连接在电源电路回路上的过电压保护控制元件、以及与电源电路输出端相连的微控制单元，所述微控制单元MCU与被保护电器中的至少一部分电气回路相连接。
2. 根据权利要求1所述的交流过电压保护装置，其特征在于所述电源电路包括设置在被保护电器电路板上的线性变压器、桥式整流回路、12V稳压电路及5V稳压电路组成， 所述微控制单元MCU连接在5V稳压电路的输出端。
3. 根据权利要求1所述的交流过电压保护装置，其特征在于所述电源电路包括设置 在被保护电器电路板上的线性变压器、桥式整流回路、12V稳压电路及5V稳压电路组成， 所述微控制单元MCU连接在12V稳压电路的输出端。
4. 根据权利要求2或3所述的交流过电压保护装置，其特征在于所述过电压保护控 制元件为保护动作继电器，所述保护动作继电器连接在桥式整流回路与12V稳压电路之 间，比较整流后的DC电压NR与保护动作继电器的工作电压VI及其开放电压V2的大小， 当AC电源电压增大时，NR的电压值也随之增大，当NR=V1时，继电器OFF，电源回 路断开；当AC电源电压减小时，NR的电压值也随之减小，当V2〈NR〈V1时，继电器 处于OFF状态；当NR=V2时，整个电源回路重新通电，被保护电器各回路相连接将以 停止前的状态运转。
5. 根据权利要求4所述的交流过电压保护装置，其特征在于所述桥式整流回路与保 护动作继电器之间还连接有使输出电压平滑为直流电压的平滑电容。
6. 根据权利要求5所述的交流过电压保护装置，其特征在于所述被保护电器的至少 一部分电气回路包括与微控制单元MCU的芯片引脚通过继电器相连的压縮机及周边回 路、外马达及周边回路、内马达及周边回路以及四通阀及周边回路。
专利摘要本实用新型属于电器技术领域，具体公开了一种交流过电压保护装置，其包括电源电路、连接在电源电路回路上的过电压保护控制元件，以及与电源电路输出端相连的微控制单元MCU，所述微控制单元MCU与被保护电器各回路相连接。该交流过压保护装置的电源电压稳定，耐高压，能保证装置动作的正确性、稳定性，且其高压保护范围大，在异常电压时能更好的起到及时保护作用，另外其结构简单，体积小，直接可以设计到被保护电器的电路板上，不需要变更程序即可大批量生产，制造成本低廉。
文档编号H02H7/00GK201413980SQ20092005724
公开日2010年2月24日 申请日期2009年5月26日 优先权日2009年5月26日
发明者洋 区, 黄育夫 申请人:广州松下空调器有限公司