专利名称：带防虚接功能的过压保护开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及过压保护装置，特别涉及一种带防虚接功能的过压保护开关。
背景技术：
过压保护开关中带有过压保护电路用于保护后续电路免受负载或瞬间高电压的破坏。过电压产生有多种原因，有设备开关的浪涌电压、静电放电现象、线路故障、负载等原因，因而在实际的生产、生活中，过电压保护电路起着了十分重要的作用。参见图1，过电压保护电路的一般原理是在电路中设置脱扣环节，先利用电压采集电路从电路上采样电压(图中的N、C、B、A分别表示三相四线制中的中性线和三条相线， 当然也可以是其他形式)，然后利用比较电路将采样电压与预定的过压值比较，如果超过预定值，则驱动过压保护执行机构(以下简称“执行机构”)使负载从电网上脱扣，执行机构可以是一个或相互联动的多个。参见图2(图中的N、L分别表示中性线和相线)，现有过压保护电路中，执行机构可以采用脱扣器或其他可控开关，以脱扣器为例，电路的输入输出端均接入脱扣器，脱扣器包括作为磁力线圈的电感L(0. 10/1800匝)以及与其串联的触发开关晶闸管Q1(BT169D)， 当电感L得电时可触发脱扣器使电路断开，即负载从电网上脱扣。整个过电压保护电路中带有若干分压电阻，例如电阻Rf (RJ14430K)，电阻 R2~ (RT14 43K)，电阻R3— (RT14阻值可调，用以调整设定值)，电阻Rf (RT14 430K)，以及用于控制电流流向的二极管Df (IN4007)，二极管D2 (IN4007)，二极管D3 (IN4007)，二极管 D4(IN4007)，还有电容C2(CT40. Iu)和电容C3 (CBB Iu)，正常状态下电感L电压很小，无法产生足够的吸合力驱动脱扣器，当采集的电压增高使稳压二极管D5 (BZX 24V)反向导通时，即触发了晶闸管Ql (BT169D)，使全部压降加在电感L两端，脱扣器线圈产生足够大的吸力，从而切断电源，实现自我保护。图2中电阻R4\开关K以及电容C3形成了测试电路，另外图中的压敏电阻Rv (MYG 10D/561)可以为整个电路提供双重的过压保护。在实际应用过程中，尤其是当连接负载的接线柱部位发生虚接时，接线柱部位的过热最易发生，甚至会损毁元件，引发火灾等事故，因而对过电压保护开关进行有效地保护是十分必要，可以有效地避免设备损坏。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种带防虚接功能的过压保护开关，在其中加入了过热保护电路，更有效提高过压保护开关的安全性，当保护开关内部有元件发热时，开关内部温度就会升高，当温度超过安全温度时，过热保护电路就会驱动执行机构，切断电源，以有效保护开关，避免出现事故。一种带防虚接功能的过压保护开关，包括带有触发开关的过压保护执行机构，设有过热保护电路，该过热保护电路与所述的触发开关相互并联。
所述的过热保护电路包括分压电阻、热敏电阻、稳压二极管、三极管和晶闸管，其中所述的分压电阻和热敏电阻串联的接入过热保护电路的输入端和输出端之间；所述的晶闸管的阳极和阴极分别接过热保护电路的输入端和输出端；所述的三极管的集电极和发射极分别接过热保护电路的输入端和输出端，三极管的发射极还接入所述的晶闸管的门极；所述的稳压二极管的阳极接三极管的基极，阴极接入分压电阻和热敏电阻之间。另外可以根据需要，在过热保护电路的输入端和三极管的集电极之间、三极管的发射极与晶闸管的门极、过热保护电路输出端之间分别接入其他用于分压或限流的电阻。 例如，在三极管的发射极与晶闸管的门极之间串联有限流电阻，可防止触发晶闸管的触发电流过大而烧毁晶闸管。由于在过压保护开关中连接负载的接线柱部位最易发生虚接和过热，因此作为优选，所述的热敏电阻设置在所述的过压保护开关中连接负载的接线柱部位。本发明在原过压保护开关电路的基础上加入了过热保护电路，S卩加入温度测量环节，提高了过压保护开关的安全性，当过压保护开关内部有元件发热时，开关内部温度就会升高，当温度超过安全温度时，过热保护电路就会同触发开关一样驱动过压保护执行机构， 切断电源，以有效保护开关，避免出现发热起火等事故。
图1为本发明过压保护开关的原理框图；图2为现有过压保护开关中的过压保护电路的电路图；图3为本发明过热保护电路的电路图。
具体实施例方式如图1所示，本发明过压保护开关在电路中设置脱扣环节，先利用电压采集电路从电路上采样电压，然后利用比较电路将采样电压与预定的过压值比较，如果超过预定值， 则相继驱动第一执行机构和第二执行机构使负载从电网上脱扣。另外还设有过热保护电路，通过温度传感器采集温度，而后利用温度测试比较电路进行对比，当温度超过预定值时，会相继驱动第一执行机构和第二执行机构使负载从电网上脱扣。结合图2，3，第一执行机构中包括作为磁力线圈的电感L以及与其串联的触发开关晶闸管Q1，晶闸管Ql可以在过压时导通，而本发明过热保护电路的A、B端分别作为输入端和输出端，接入图2中的A、B端，这样就相当于与触发开关晶闸管Ql并联，两路独立工作，互不影响，如发生过压则原触发开关晶闸管Ql导通，如过热则过热保护电路中的晶闸
管导通。如图3所示，过热保护电路主要包括分压电阻R3(500，如无特殊说明各个电阻阻值单位为Ω)、热敏电阻RT(PCT)、稳压二极管D1(IN709)、三极管Q2(3DG12)和晶闸管 Q3(BT169T)，其中分压电阻R3和热敏电阻RT串联的接入过热保护电路的输入端和输出端之间；晶闸管Q3的阳极和阴极分别接过热保护电路的输入端和输出端；三极管Q2的集电极依次通过电阻R2 (IOK)和Rl(IOOK)接过热保护电路的输入端，三极管Q2的发射极依次通过电阻 R6(20K)和R4(5K)接过热保护电路的输出端，三极管Q2的发射极还依次通过电阻R6和电阻R5(10K)接入晶闸管Q3的门极，稳压二极管Dl的阳极接三极管Q2的基极，稳压二极管 Dl的阴极接入分压电阻R3和热敏电阻RT之间。由于在过压保护开关中连接负载的接线柱部位最易发生虚接和过热，因此热敏电阻RT设置在过压保护开关中连接负载的接线柱部位。用于限流的电阻R5，可防止触发晶闸管Q3的触发电流过大而烧毁，当温度在正常范围内时，三极管Q2不导通，与三极管Q2发射极相连的晶闸管Q3不会导通，电路正常工作。当温度升高到一定值时，如果用正温度系数的热敏电阻RT则将热敏电阻RT的电压作为三极管Q2基极的输入，如果是负温度系数的热敏电阻RT则与另分压电阻R3相交换，这样温度升高到一定值时三极管Q2就会导通，致使晶闸管Q3导通。在实际元件选取过程中应充分考虑各种因素，对于PTC热敏电阻传感器(热敏电阻RT)，它的居里温度从40-300°C。在其R-T曲线上，电阻值进入跃变区后陡升的一段可以作为温度传感的应用。在实际选取过程中，应选取R-T曲线陡峭的热敏电阻，保证晶闸管Q3 可靠的导通。本实施例中的热敏电阻RT额定零功率电阻为200K，居里温度为100°C。与热敏电阻RT串联的分压电阻R3选取为500 Ω，在三极管Q2基极接入一个稳压值为6. 2V的稳压二极管Dl，这样可以保证在常温下三极管Q2不导通，在温度突然升高时三极管Q2导通。 在晶闸管Q3的触发端应接入一个IOK的电阻R5，防止触发电流过大，以使晶闸管Q3可以有效导通，相继驱动第一执行机构和第二执行机构使负载从电网上脱扣。
权利要求
1.一种带防虚接功能的过压保护开关，包括带有触发开关的过压保护执行机构，其特征在于，设有过热保护电路，该过热保护电路与所述的触发开关相互并联。
2.如权利要求1所述的带防虚接功能的过压保护开关，其特征在于，所述的过热保护电路包括分压电阻、热敏电阻、稳压二极管、三极管和晶闸管，其中所述的分压电阻和热敏电阻串联的接入过热保护电路的输入端和输出端之间； 所述的晶闸管的阳极和阴极分别接过热保护电路的输入端和输出端； 所述的三极管的集电极和发射极分别接过热保护电路的输入端和输出端，三极管的发射极还接入所述的晶闸管的门极；所述的稳压二极管的阳极接三极管的基极，阴极接入分压电阻和热敏电阻之间。
3.如权利要求2所述的带防虚接功能的过压保护开关，其特征在于，所述的热敏电阻设置在所述的过压保护开关中连接负载的接线柱部位。
4.如权利要求3所述的带防虚接功能的过压保护开关，其特征在于，所述的三极管的发射极与晶闸管的门极之间串联有限流电阻。
全文摘要
本发明公开了一种带防虚接功能的过压保护开关，包括带有触发开关的过压保护执行机构，设有过热保护电路，该过热保护电路与所述的触发开关相互并联。本发明在原过压保护开关电路的基础上加入了过热保护电路，即加入温度测量环节，提高了过压保护开关的安全性，当过压保护开关内部有元件发热时，开关内部温度就会升高，当温度超过安全温度时，过热保护电路就会同触发开关一样驱动过压保护执行机构，切断电源，以有效保护开关，避免出现发热起火等事故。
文档编号H02H5/04GK102157913SQ20111006275
公开日2011年8月17日 申请日期2011年3月16日 优先权日2011年3月16日
发明者王晓远, 王颖, 鲁涛 申请人:天津市鸿远电气设备有限公司