一种过欠压自复位保护开关的制作方法

本发明涉及一种过、欠压保护装置，尤其是一种过欠压自复位保护开关。

背景技术：

由于电网电压很难保证稳定性，人们使用电器仪表设备等都需要电网供电。因此对输入的电网电压进行不间断监控和保护尤其必要。因此全世界发达国家都会加装“过欠压自复位保护开关”。尤其是电压过低，对洗衣机冰箱等会造成火灾，而这两种电器通常都是无人自动运行的。过欠压自复位保护开关，目前有两种电路结构：

（1）使用开关电源供电，单片机检测电压，控制开关。

（2）使用阻容减压供电，单片机检测电压，控制开关。

第一种，有一大缺点就是当输入电压不小心接入380v，会导致用户和保护开关的电路电容等烧坏。第二种，降压电容使用寿命短，一般两年就会失效，还有就是没办法实现当电网电压低到36v无法亮灯。其一般低到100v保护开关就无法工作。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种过欠压自复位保护开关，其中包含有采用纯电阻降压的降压电路，其带有智能控制模块，从而解决了上面的两种电路存在的缺点。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种过欠压自复位保护开关，包括控制芯片、继电器、对市电进行降压的降压电路、为控制芯片提供电源的电源电路、对市电进行检测的检测电路以及控制继电器通断的驱动电路；所述降压电路包括第一电阻模块、第二电阻模块以及接收控制芯片信号并控制第一电阻模块短路的电子开关模块，所述第一电阻模块和第二电阻模块串联。

进一步的，所述电子开关模块包括PNP型的三极管Q2和NPN型的三极管Q4，所述三极管Q2的发射极与第一电阻模块的输入端连接，所述三极管Q2的集电极与第一电阻模块的输出端连接，所述三极管Q2的基极与三极管Q4的集电极连接，所述三极管Q4的基极与控制芯片的引脚RA7连接，三极管Q4的发射极接地。

进一步的，所述降压电路还包括对市电的火线AC1-IN进行整流的整流模块、电阻R2、电阻R3以及电阻R13，所述第一电阻模块和第二电阻模块串联在整流模块的输出端，所述三极管Q2的基极通过电阻R2与三极管Q4的集电极连接，所述三极管Q4的基极通过电阻R3与控制芯片的引脚RA7连接，整流模块的输出端通过电阻R13与三极管Q4的基极连接。

进一步的，所述整流模块为二极管D2或整流桥

进一步的，所述第一电阻模块包括相互并联的电阻R4和电阻R6，所述第二电阻模块包括相互并联的电阻R7和电阻R14，三极管Q2的发射极与电阻R6的输入端连接，三极管Q2的集电极与电阻R6的输出端连接；

进一步的，所述电源电路包括电阻R18、稳压二极管ZD2、电容C2、稳压二极管ZD1以及电解电容C1，电阻R18、稳压二极管ZD1以及电解电容C1并联在降压电路的输出端，二级管ZD1的阴极与降压电路的输出端连接，稳压二极管ZD1的阳极接地，电解电容C1的正极与降压电路的输出端连接，电解电容C1的负极接地；稳压二极管ZD2和电容C2并联在电阻R18的输出端，稳压二极管ZD2的阴极与电阻R18的输出端连接，稳压二极管ZD2的阳极接地，电容C2的一端与稳压二极管ZD2的阴极连接，电容C2的另一端接地，控制芯片的引脚VD与稳压二极管ZD2的阴极连接。

进一步的，所述检测电路包括电阻R8、电阻R17以及电阻R1，电阻R8的一端连接在市电的火线AC1-IN，电阻R8的另一端分别连接有电阻R1和R17，电阻R17的输出端与控制芯片的引脚RA1连接，电阻R1的输出端接地。

进一步的，还包括显示市电状态的显示电路，所述显示电路包括电阻R9、发光二极管D7、电阻R10、发光二极管D5、电阻R11以及发光二极管D9，控制芯片的引脚RC1依次连接电阻R9、正向设置的发光二极管D7并接地，控制芯片的引脚RC2依次连接电阻R10、正向设置的发光二极管D8并接地，控制芯片的引脚RC3依次连接电阻R11、正向设置的发光二极管D9并接地。

进一步的，所述继电器为12V继电器，所述继电器包括控制引脚K1、控制引脚K2、公共引脚以及触点开关K，所述驱动电路包括MOS管Q1、MOS管Q3、二极管D4、二极管D8、电阻R5、电阻R15、电阻R12以及电阻R16；电阻R5的一端接控制芯片的引脚RA0，电阻R5的另一端接MOS管Q1的栅极，MOS管Q1的漏极接继电器的控制引脚K1，二极管D4的阳极与MOS管Q1的漏极连接，二极管D4的阴极与继电器的公共引脚连接，电阻R15的一端接MOS管Q1的栅极，电阻R15的另一端接地；电阻R12的一端接控制芯片的引脚RA2，电阻R12的另一端接MOS管Q3的栅极，MOS管Q3的漏极接继电器的控制引脚K2，二极管D8的阳极与MOS管Q3的漏极连接，二极管D8的阴极与继电器的公共引脚连接，电阻R16的一端接MOS管Q3的栅极，电阻R16的另一端接地。

进一步的，所述控制芯片为单片机。

采用上述技术方案，输入市电，经过二极管D2或整流桥整流。R4、R6、R7和R14降压。由稳压稳压二极管ZD1稳压电容C1滤波获得+15v，同时由R18，ZD2和C2获得+5V给单片机供电，

当市电电压过低的时候，串接第一电阻模块和第二电阻模块的状态下，无法使电源电路中的+15V和+5V得到稳点的能量，因此可以设置一个阀值，比如140V，当市电小于140v时，单片机通过RA1检测市电电压，小于140V，单片机发出控制信号，通过Q4和Q2组成的电子开关模块使R4和R6短路。从而使辅助电源+15V和+5V得到稳点的能量。而市电大于140V时短接R4和R6的电子开关模块断开。使电阻的功耗不会太大。当然，可以理解的，该阀值不限于140V，可以根据实际需要设置成130V、150V等等。

单片机RA1检测到市电小于170V或大于280v时，单片机通过MOS管Q1导通使继电器断开市电输出开关。指示灯电压低亮黄灯，电压高亮红灯。电压正常亮绿灯。

单片机引脚RA1检测到市电大于180V小于250v时，单片机通过MOS管Q3导通使继电器接通市电输出开关。

综上所述，保护开关在电网电压接入前保证为断开状态。电网电压接入时保护开关对接入电压进行分析，当电压大于180v小于250v之间时，保护开关接通同时绿灯亮。电压小于或大于此范围，保护开关处于断开状态。这些功能为了保护电工不小心接入380v设置。当市电小于设定的阀值时，比如140v，单片机通过引脚RA1检测市电电压，小于140V，单片机发出控制信号，通过Q4和Q2组成的电子开关模块使R4和R6短路，因此在低电压时候，保护开关也能正常工作，通过亮黄灯来进行提醒。

附图说明

图1为整流模块为二极管D2时保护开关的电路图。

图2为整流模块为整流桥时保护开关的电路图。

图3为本发明的原理图。

具体实施方式

下面结合电路图对本发明进行说明。

如图1、2所示，一种过欠压自复位保护开关，包括控制芯片、继电器、对市电进行降压的降压电路、为控制芯片提供电源的电源电路、对市电进行检测的检测电路、显示市电状态的显示电路以及控制继电器通断的驱动电路。控制芯片优选为单片机。

降压电路包括第一电阻模块、第二电阻模块以及接收控制芯片信号并控制第一电阻模块短路的电子开关模块，第一电阻模块和第二电阻模块串联，电子开关模块包括PNP型的三极管Q2和NPN型的三极管Q4，三极管Q2的发射极与第一电阻模块的输入端连接，三极管Q2的集电极与第一电阻模块的输出端连接，三极管Q2的基极与三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的基极与控制芯片的引脚RA7连接，三极管Q4的发射极接地。

具体的，降压电路还包括对市电的火线AC1-IN进行整流的整流模块、电阻R2、电阻R3以及电阻R13，整流模块为二极管D2或整流桥，第一电阻模块和第二电阻模块串联在整流模块的输出端，三极管Q2的基极通过电阻R2与三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的基极通过电阻R3与控制芯片的引脚RA7连接，整流模块的输出端通过电阻R13与三极管Q4的基极连接。第一电阻模块包括相互并联的电阻R4和电阻R6，第二电阻模块包括相互并联的电阻R7和电阻R14，三极管Q2的发射极与电阻R6的输入端连接，三极管Q2的集电极与电阻R6的输出端连接；

电源电路包括电阻R18、稳压二极管ZD2、电容C2、稳压二极管ZD1以及电解电容C1，电阻R18、稳压二极管ZD1以及电解电容C1并联在降压电路的输出端，二级管ZD1的阴极与降压电路的输出端连接，稳压二极管ZD1的阳极接地，电解电容C1的正极与降压电路的输出端连接，电解电容C1的负极接地；稳压二极管ZD2和电容C2并联在电阻R18的输出端，稳压二极管ZD2的阴极与电阻R18的输出端连接，稳压二极管ZD2的阳极接地，电容C2的一端与稳压二极管ZD2的阴极连接，电容C2的另一端接地，控制芯片的引脚VD与稳压二极管ZD2的阴极连接。

控制芯片设置有辅助电路，控制芯片辅助电路包括电容C3，控制芯片的引脚VD通过电容C3接地，控制芯片的引脚RA4和引脚RA6接地。

检测电路包括电阻R8、电阻R17以及电阻R1，电阻R8的一端连接在市电的火线AC1-IN，电阻R8的另一端分别连接有电阻R1和R17，电阻R17的输出端与控制芯片的引脚RA1连接，电阻R1的输出端接地。

显示电路包括电阻R9、发光二极管D7、电阻R10、发光二极管D5、电阻R11以及发光二极管D9，控制芯片的引脚RC1依次连接电阻R9、正向设置的发光二极管D7并接地，控制芯片的引脚RC2依次连接电阻R10、正向设置的发光二极管D8并接地，控制芯片的引脚RC3依次连接电阻R11、正向设置的发光二极管D9并接地。

上述显示电路中，发光二极管D5、D7、D9的发光颜色分别为绿色、黄色以及红色。

继电器为12V继电器，继电器包括控制引脚K1、控制引脚K2、公共引脚以及触点开关K，在使用过程中，触点开关K设置在市电的零线AC2上，驱动电路包括MOS管Q1、MOS管Q3、二极管D4、二极管D8、电阻R5、电阻R15、电阻R12以及电阻R16；电阻R5的一端接控制芯片的引脚RA0，电阻R5的另一端接MOS管Q1的栅极，MOS管Q1的漏极接继电器的控制引脚K1，二极管D4的阳极与MOS管Q1的漏极连接，二极管D4的阴极与继电器的公共引脚连接，电阻R15的一端接MOS管Q1的栅极，电阻R15的另一端接地；电阻R12的一端接控制芯片的引脚RA2，电阻R12的另一端接MOS管Q3的栅极，MOS管Q3的漏极接继电器的控制引脚K2，二极管D8的阳极与MOS管Q3的漏极连接，二极管D8的阴极与继电器的公共引脚连接，电阻R16的一端接MOS管Q3的栅极，电阻R16的另一端接地。

显示电路中发光二极管对应的电压检测值如下：

保护开关在电网电压接入前保证为断开状态。电网电压接入时保护开关对接入电压进行分析，当电压大于180v小于250v之间时，保护开关接通同时绿灯亮。电压小于或大于此范围，保护开关处于断开状态。这些功能为了保护电工不小心接入380v设置。

当电网电压小于170v时保护开关断开，同时黄灯亮。当电网电压高于180v小于250v时此时进入电压恢复状态，保护开关进行30秒计时，在30秒内电压都落入此范围，保护开关接通，同时绿灯亮。

当电网电压大于280v时，保护开关断开，同时红灯亮。当电网电压恢复进入大于180v小于250v时，保护开关进行30秒计时，在30秒内电压都落入此范围，保护开关接通，同时绿灯亮。

采用上述技术方案，输入市电，经过二极管D2或者整流桥整流。R4、R6、R7和R14降压。由稳压稳压二极管ZD1稳压电容C1滤波获得+15v，同时由R18，ZD2和C2获得+5V给单片机供电，

当市电电压过低的时候，串接第一电阻模块和第二电阻模块的状态下，无法使电源电路中的+15V和+5V得到稳点的能量，因此可以设置一个阀值，比如140V，当市电小于140v时，单片机通过RA1检测市电电压，小于140V，单片机发出控制信号，通过Q4和Q2组成的电子开关模块使R4和R6短路。从而使辅助电源+15V和+5V得到稳点的能量。而市电大于140V时短接R4和R6的电子开关模块断开。使电阻的功耗不会太大。当然，可以理解的，该阀值不限于140V，可以根据实际需要设置成130V、150V等等。

单片机RA1检测到市电小于170V或大于280v时，单片机通过MOS管Q1导通使继电器断开市电输出开关。指示灯电压低亮黄灯，电压高亮红灯。电压正常亮绿灯。

单片机引脚RA1检测到市电大于180V小于250v时，单片机通过MOS管Q3导通使继电器接通市电输出开关。

综上所述，保护开关在电网电压接入前保证为断开状态。电网电压接入时保护开关对接入电压进行分析，当电压大于180v小于250v之间时，保护开关接通同时绿灯亮。电压小于或大于此范围，保护开关处于断开状态。这些功能为了保护电工不小心接入380v设置。当市电小于设定的阀值时，比如140v，单片机通过引脚RA1检测市电电压，小于140V，单片机发出控制信号，通过Q4和Q2组成的电子开关模块使R4和R6短路，因此在低电压时候，保护开关也能正常工作，通过亮黄灯来进行提醒。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改、组合和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。