[实用新型]多功能家庭用电保护器

说明书

本实用新型是一种多功能家庭用电保护器，属于用电保护装置。

用电保护器电路的过欠压信号一般由变压器降压、二极管整流、电容滤波后得到，或由交流电源直接经电阻分压、整流、滤波得到过欠压信号，用变压器降压的电路，其功耗大、成本高。而后一种又使后面的控制电路与电源共地，因此，对电容降压的电路就无法采用高效率的全波整流，同样存在效率低、功耗大的缺点。同时，现有漏电保护装置的电流互感器次级仅有一个绕阻线圈，一般一端接地，一端经二极管、电阻或直接送入放大器，然后控制继电器或可控硅切断电源，这就存在保护死区大于180°的问题，即保护装置仅在信号正半周或负半周动作，而在相应的负半周或正半周不能动作。目前的多种保护器，其交流电源输入端必须分清火线和零线，或必须有接地线，这给使用和安装带来不便。

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种具有性能可靠、耗电低，使用方便，既不需要识别电源进线零线、火线，也不需要接地线的多功能家庭用电保护器。

本实用新型提供的多功能家庭用电保护器包括电子控制电路部分〔1〕、外壳〔2〕、带开关的蜂鸣报警器〔3〕、发光二极管〔4〕、试验按钮〔5〕、恢复按钮〔6〕、过欠压保护选择开关〔7〕、插座〔8〕、电源插头〔9〕、内藏式绕线结构〔10〕及微型电压表〔11〕（如图2所示），并将以上各部分组合为一体。本实用新型包括的内藏式绕线结构〔10〕由绕线轮〔12〕、旋钮〔13〕、电路板〔14〕、转轴螺丝〔15〕、电源进线滑动焊片〔16〕、弹簧〔17〕、电源进线固定焊片〔18〕、绝缘垫片〔19〕及绝缘套管〔20〕组成（如图3、4所示）。该结构可以卷绕5米长的塑套导线。

图1是本实用新型的电原理图。下面结合图1说明其工作原理：

交流220V电源经保险丝BX、继电器J的触点Z1、Z2、触电漏电检测电流互感器B₁及过载短路检测电流互感器B₂至输出配电盘。配电盘可以插接各种家用电器。继电器J的两组触点Z₁、Z₂、为常开触点，在正常供电时闭合，当出现人身触电、电器严重漏电、电器过载、短路、电压过高或过低及电源瞬时断电等情况时（包括保护器本身故障），控制电路将使继电器J立刻失电，触点Z₁、Z₂断开，切断供电电源，可靠地保护了人身和用电器的安全。其动作原理如下：由电容C1、C2、二极管D₁－D₄构成的直流电源经R₂限流，稳压二极管D₄稳压后取得直流供电电压VDD。本实用新型漏电检测电路采用次级带中心抽头的电流互感器B₁，中心抽头接地，组成全波整流方式，这样当发生人身触电或电器漏电时，电流互感器B₁检测出的信号总有一端为正极性信号，这个信号经二极管D₅或D₆送至放大器A₁的同相输入端，比较放大后，输出一路经二极管D₉送至本级同相输入端，作为自保信号。另一路经二极管D₁₀送至放大器A₂的反相输入端，A₂输出地电位，使三极管BG₁截止，继电器J失电，切断交流电源，同时三极管BG₁集电极电位升高，由三极管BG₂、电阻R₁₄组成的电子开关将接通由三极管BG₃、BG₄、压电陶瓷片YD、报警选择开关K₂、二极管D₁₇、电阻R₇、R₁₉、R₂₀、发光二极管D₁₈，电阻R₁₈等组成的补偿负载电路（声光报警电路），发出声光报警信号。补偿负载电路的作用是当电路动作时，由于继电器J失电，直流电源负载将发生较大变化、这直接影响可变电阻W₂，W₁取出的过欠压信号精度，因此，加入上述由声光报警电路构成的补偿负载电路，一方面补偿负载的变化，一方面增加报警功能。当用电器发生短路或过载时，电流互感器B₂检测出的信号经二极管D₇整流，电容C₄、电阻R₃延时滤波后，经钳位二极管D₈送至A₁同相输入端，同上述漏电保护动作原理一样，最后使继电器J失电，切断电源并发出声光报警信号。断电延时电路主要由电容C₅、电阻R₉、R₁₁、二极管D₁₂等构成。当电源瞬时断电时，电容C₅上的电压经二极管D₁₂迅速放电，此时放大器A₂输出地电位，继电器J释放，供电正常后，VDD经电阻R₉向电容C₅充电，这时放大器A₂反向输入端为高电位，输出为地电位，电路不动作、即延时开始，报警电路将发出声光报警信号。当电容C₅充电到电阻R₁₀、R₁₂的分压值时，放大器A₂工作状态发生翻转，输出高电位，三极管BG₁导通，继电器J吸合，声光报警停止，延时电路工作结束。电阻R₁₁的作用是限制电容C₅充电的最高电位小于放大器A₁输出的高电位，而大于放大器A₂的反相输入端电位。过欠压信号从直流电源经可调电阻W₂、W₁分压获得，分别加至放大器A₄的反相输入端及放大器A₃的同相输入端。当电源电压过高（＞240V）时，放大器A₄输出地电位，当电源电压过低（＜180V）时，放大器A₃输出地电位。无论哪一种情况，都将使电容C₅通过电阻R₈及过欠压保护选择开关K₁（闭合时）迅速放电，从而使放大器A₂输出地电位，继电器J失电，切断电源，同时发出声光报警信号。当电源恢复正常后，电路能够自动恢复供电，声光报警自动停止。