专利名称：一种脉动直流漏电和过压保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及漏电保护开关技术领域，尤其涉及一种漏电保护开关用脉动直流漏电和过压保护装置。
背景技术：
随着人们生活质量的不断提高，电子、电器产品已进入千家万户，对于保护人身与设备的安全意识也在逐步加强，同时对各式各样保护器的要求也不断提高。我国目前所使用的漏电保护开关绝大部分是AC型，即纯正弦交流漏电型产品，电子产品漏电不仅包括交流漏电还包括脉动直流漏电，而AC型漏电开关无法起到很好的保护作用；并且由于电器使用量的不断增加，不同时间段使用量就有差异，电网电压波动很大，有时还会发生电线窜线和接错线使电网电压过高的情况，导致电器损坏。
现有技术中的漏电开关使用半波整流电路只能检测交流漏电，只在有交流漏电时才会保护，而且没有延时功能，会出现误动作，对于过电压保护，需要增加专用过压保护开关，使采购成本上升。目前欧美国家只允许生产A型漏电产品，而我国的漏电开关比较单一，不能满足国外出口产品的需要，对我国漏电开关厂家的出口极为不利；而且我国在医疗行业也建议使用A型漏电产品，因此A型漏电开关市场潜力巨大。
实用新型内容本实用新型的目的是，针对上述现有技术存在的缺陷提供了一种漏电保护开关用脉动直流漏电保护和过压保护装置，实现全波检测，并达到延时和过压保护的目的。
本实用新型的技术方案如下一种脉动直流漏电和过压保护装置，其特征在于包括漏电感应器，漏电检测电路，电源输入单元，过压检测电路，电源开关单元，所述漏电感应器用于感应漏电信号并将此电流信号转化成电压信号，将所述的电压信号传送至所述漏电检测电路，所述漏电检测电路用于将接收的漏电信号经滤波，放大和整流得到一个直流电压输入至所述电源开关单元；所述电源输入单元与所述过压检测电路相连，所述过压检测电路与所述电源开关单元相连，通过所述电源开关单元实现切断被保护线路供电电源。
所述的脉动直流漏电和过压保护装置，其中，所述漏电检测电路包括低通滤波器，放大器，全桥整流滤波单元，第一比较器，第二比较器和第一输出单元，所述低通滤波器的输入端接所述漏电感应器的输出端，用于滤除高频干扰信号，将工频信号通过所述放大器进行信号放大后输入至所述全桥整流滤波单元，通过所述全桥整流滤波单元将交流信号整流成直流电压输入至所述第一比较器，并通过与所述第一比较器相连的所述第二比较器输出高电平电压至第一输出单元，通过所述第一输出单元使所述电源开关单元内的可控硅触发导通，并使与所述可控硅相连的整流桥短路。
所述的脉动直流漏电和过压保护装置，其中，所述漏电检测电路还包括延时恒流控制器，所述延时恒流控制器位于所述第一比较器和第二比较器之间，当所述第一个比较器输出高电平时，所述延时恒流控制器向所述第二个比较器正向输入端充电。
所述的脉动直流漏电和过压保护装置，其中，所述漏电检测电路还包括延时调节单元，所述延时调节单元为一外接电容，所述外接电容一端接地，另一端接所述第二个比较器的正向输入端相连，用于通过调节所述外接电容容值实现延时控制。
所述的脉动直流漏电和过压保护装置，其中，所述漏电检测电路还包括一外接滤波电路，所述外接滤波电路包括一电阻和一电容，所述电阻和电容并联后一端接地，另一端接所述全桥整流滤波单元，用于增加电路的抗干扰能力。
所述的脉动直流漏电和过压保护装置，其中，所述过压检测电路包括电压取样单元，积分器，电压检测器，延时单元和第二输出单元，所述电压取样单元的输入端接所述电源输入单元，其输出端接所述积分器，通过所述积分器对电压信号进行积分后为直流电平信号，并将该信号传送至与所述积分器相连的电压检测单元，所述电压检测单元根据检测的电压高于内部阀值，输出高电平信号至所述延时单元，并通过所述第二输出单元控制所述电源开关单元内的可控硅触发导通，使与所述可控硅相连的整流桥短路。
所述的脉动直流漏电和过压保护装置，其中，所述电压取样单元包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻的一端接所述电源输入单元，另一端与第二分压电阻串联后接地，所述第二分压电阻并联所述积分器，使取样电压在所述积分器上积分，用于将所述取样电压变为稳定直流电压，并连接至所述电压检测器的正向输入端。
本实用新型的有益效果为由于采用了上述的技术解决方案，通过在原有的电路中增加了全桥整流滤波电路，使漏电感应器所感应到全波信号都会被比较器检测到，并且增加了延时和过压保护电路，使本产品可有效防止因漏电而引起的触电事故和在非正常工作时引起的安全事故。
图1为本实用新型电路结构框图； 图2为本实用新型电路连接示意图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种脉动直流漏电和过压保护装置，为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。
为了解决现有技术中漏电开关中漏电保护装置只进行交流漏电检测所存在的问题，本实用新型采用了全波整流电路对漏电流进行全波检测，实现了对A型漏电的检测，并增加了延时和过压保护功能，当保护线路漏电电流达到设定值或电压超过一定值后，输出高电位来触发可控硅导通，达到让控制开关脱扣，提供了一种有效保护供电电源的保护装置。
结合图1和图2所示，本实用新型脉动直流漏电和过压保护装置包括漏电感应器100，漏电检测电路200，电源输入单元300，过压检测电路400，电源开关单元500，其中漏电检测电路200包括低通滤波器201、放大器202、全桥整流滤波单元203，比较器204(包括第一比较器OP1，第二比较器OP2)，延时调节单元205，延时恒流控制器206和第一输出单元207；过压检测电路400包括电压取样单元401，积分器402，电压检测器403，延时单元404和第二输出单元405。
正常情况下，三相负荷电流和对地漏电流基本平衡，流过漏电感应器一次线圈电流的相量和约为零，即由它在铁芯中产生的总磁通为零，漏电感应器二次线圈无输出。当发生触电时，触电电流通过大地成回路，亦即产生了零序电流。这个电流不经过漏电感应器一次线圈流回，破坏了平衡，于是铁芯中便有零序磁通，使二次线圈输出信号，漏电感应器就会将此电流信号转化成电压信号；本实用新型中的漏电感应器(ZCT)100与低通滤波器201相连，当电源线任何一端出现对地漏电流的时候，漏电感应器ZCT将此电流信号转化成电压信号传送至低通滤波器201，当漏电是脉动直流时，感应器产生的信号有高频谐波，低通滤波器201会将此高频谐波滤掉，本实用新型由于采用了低通滤波器，在检测AC型漏电和A型漏电时，动作的一致性很好，而现有技术中A型漏电检测芯片没有设计低通滤波器，生产合格率低，推广使用很难；低通滤波器201的输出端接放大器202，放大器202与全桥整流滤波单元203相连，两者配合使用，由于低通滤波器输出的信号很弱，需要经过放大器202将信号放大，然后通过全桥整流滤波单元203将此交流信号整流成直流电平信号，经过全桥整流滤波，漏电感应器ZCT感应到的正，负信号都会被检测到；全桥整流滤波单元203的输出端接第一比较器OP1的正向输入端，第一比较器OP1接参考电平V1，如果全桥整流滤波单元203输出的电平高于第一比较器OP1的参考电平V1时，第一比较器OP1输出高电平，通过在第一比较器OP1和第二比较器OP2之间设有一延时恒流控制器206，即一恒流源，用于给第二比较器OP2提供恒定的电流，当第一个比较器输出高电平时，恒流源向第二个比较器同相端充电；延时调节单元205为一外接电容C6，外接电容C6一端接地，另一端与第二个比较器OP2的正向输入端相连，当恒流源向第二比较器的正向输入端供电，由于外接电容C6的作用，使第二比较器的电压被逐渐升高至第二比较器OP2的参考电平V2，此延时时间可以经过调节电容C6的容值达到国标16917-2003的短延时和长延时两种标准，当电容C6的电压升到高于第二比较器OP2的参考电平V2时，第二比较器OP2的正向输入端的电压大于参考电平V2，输出高电平至第一输出单元207，通过第一输出单元207使电源开关单元500内的可控硅T3触发导通后，使与可控硅相连的整流桥DCT短路，从而实现漏电开关的脱扣。
在漏电检测电路200中还包括一外接滤波电路，该外接滤波电路包括电阻R2和电容C1，电阻R2和电容C1并联后一端接地，另一端接全桥整流滤波单元203，用于增加电路的抗干扰能力。
过电压指的是电网电压高于额定值，根据国家规定的民用电网电压为交流230V±10％，频率为50HZ正弦交流电，由于电网的波动或故障，导致电网电压高于额定值，如果将此电压用在一般家用电器上，会损坏家用电器；过电压保护就是当电压过高的时候，会让保护开关脱扣。
本实用新型电源输入单元300包括一整流桥DCT，交流电源L和N端分别接整流桥DCT的两端，电压取样单元401与电源输入单元300相连，电压取样单元401包括分压电阻R6和分压电阻R7，分压电阻R6的一端接整流桥DCT，分压电阻R6另一端与分压电阻R7串联并通过分压电阻R7接地，分压电阻R7并联积分器402，积分器402为一电容C5，取样电压在C5上积分，将取样电压变为稳定直流电压，通过分压电阻R6和分压电阻R7之间的连接点连接到电压检测器403的正向输入端；当电压检测器403检测到的积分电平高于电压检测器403内部阀值4.5V±2％的时候，电压检测器403会输出高电平给与其连接的延时单元404，延时单元404的延时时间为50mS，也就是电网异常高压保持50mS后，延时单元404才输出高电平至第二输出单元405；这一延时功能可有效的排除电网电压波动而误动作；第二输出单元405(即T2为一MOS管)在延时单元404处于高电平下导通，继而使电源开关单元500内可控硅T3触发导通，使与可控硅相连的整流桥DCT短路，从而实现漏电开关的脱扣。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种脉动直流漏电和过压保护装置，其特征在于包括漏电感应器，漏电检测电路，电源输入单元，过压检测电路，电源开关单元，所述漏电感应器用于感应漏电信号并将此电流信号转化成电压信号，将所述的电压信号传送至所述漏电检测电路，所述漏电检测电路用于将接收的漏电信号经滤波，放大和整流得到一个直流电压输入至所述电源开关单元；所述电源输入单元与所述过压检测电路相连，所述过压检测电路与所述电源开关单元相连，通过所述电源开关单元实现切断被保护线路供电电源。
2.根据权利要求1所述的脉动直流漏电和过压保护装置，其特征在于，所述漏电检测电路包括低通滤波器，放大器，全桥整流滤波单元，第一比较器，第二比较器和第一输出单元，所述低通滤波器的输入端接所述漏电感应器的输出端，用于滤除高频干扰信号，将工频信号通过所述放大器进行信号放大后输入至所述全桥整流滤波单元，通过所述全桥整流滤波单元将交流信号整流成直流电压输入至所述第一比较器，并通过与所述第一比较器相连的所述第二比较器输出高电平电压至第一输出单元，通过所述第一输出单元使所述电源开关单元内的可控硅触发导通，并使与所述可控硅相连的整流桥短路。
3.根据权利要求2所述的脉动直流漏电和过压保护装置，其特征在于，所述漏电检测电路还包括延时恒流控制器，所述延时恒流控制器位于所述第一比较器和第二比较器之间，当所述第一个比较器输出高电平时，所述延时恒流控制器向所述第二个比较器正向输入端充电。
4.根据权利要求2或3所述的脉动直流漏电和过压保护装置，其特征在于，所述漏电检测电路还包括延时调节单元，所述延时调节单元为一外接电容，所述外接电容一端接地，另一端接所述第二个比较器的正向输入端相连，用于通过调节所述外接电容容值实现延时控制。
5.根据权利要求2所述的脉动直流漏电和过压保护装置，其特征在于，所述漏电检测电路还包括一外接滤波电路，所述外接滤波电路包括一电阻和一电容，所述电阻和电容并联后一端接地，另一端接所述全桥整流滤波单元，用于增加电路的抗干扰能力。
6.根据权利要求1所述的脉动直流漏电和过压保护装置，其特征在于，所述过压检测电路包括电压取样单元，积分器，电压检测器，延时单元和第二输出单元，所述电压取样单元的输入端接所述电源输入单元，其输出端接所述积分器，通过所述积分器对电压信号进行积分后为直流电平信号，并将该信号传送至与所述积分器相连的电压检测单元，所述电压检测单元根据检测的电压高于内部阀值，输出高电平信号至所述延时单元，并通过所述第二输出单元控制所述电源开关单元内的可控硅触发导通，使与所述可控硅相连的整流桥短路。
7.根据权利要求6所述的脉动直流漏电和过压保护装置，其特征在于，所述电压取样单元包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻的一端接所述电源输入单元，另一端与第二分压电阻串联后接地，所述第二分压电阻并联所述积分器，使取样电压在所述积分器上积分，用于将所述取样电压变为稳定直流电压，并连接至所述电压检测器的正向输入端。
专利摘要本实用新型提供了一种脉动直流漏电和过压保护装置，其特征在于包括漏电感应器，漏电检测电路，电源输入单元，过压检测电路，电源开关单元，所述漏电感应器用于感应漏电信号并将此电流信号转化成电压信号，将所述的电压信号传送至所述漏电检测电路，所述漏电检测电路用于将接收的漏电信号经滤波，放大和整流得到一个直流电压输入至所述电源开关单元；所述电源输入单元与所述过压检测电路相连，所述过压检测电路与所述电源开关单元相连，通过所述电源开关单元实现切断被保护线路供电电源，有效地防止因漏电而引起的触电事故和在非正常工作时引起的安全事故。
文档编号H02H3/32GK201584749SQ20092028425
公开日2010年9月15日 申请日期2009年12月4日 优先权日2009年12月4日
发明者朱荣惠, 韩启权, 徐荣灿, 雷怀 申请人:无锡华阳科技有限公司