專利名稱：交流過電壓保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及過電壓保護(hù)裝置，特別涉及一種電器技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的交流過電壓保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
目前，空調(diào)產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域，當(dāng)外界的輸入交流電壓有異常時，需要另增加一過壓保 護(hù)裝置對整個電器電路的正常運(yùn)行進(jìn)行保護(hù)，在考慮過壓保護(hù)的同時還需要考慮電源低 壓過低時也需要進(jìn)行保護(hù)，因此縮小了變壓器的高壓耐壓范圍，即降低了保護(hù)裝置的高 壓的保護(hù)范圍，變壓器的整體體積較大，使得整個過壓保護(hù)裝置體積也較大大，需要設(shè) 置專門的空間進(jìn)行放置，另外，現(xiàn)有的保護(hù)裝置中所用到的比較電路包括穩(wěn)壓IC等多
種元器件，其回路復(fù)雜，故障率高，維修成本高。
此外，現(xiàn)有的過壓保護(hù)裝置自身的電源的來源方式分為以下幾種第一種保護(hù)裝 置自身的電源從市電直接經(jīng)過分壓電阻分壓得到，這種方式存在的問題是保護(hù)裝置本身 的電源電壓如果不穩(wěn)定，勢必對整個空調(diào)供電回路的電壓造成影響；第二種保護(hù)裝置 的電源從自身設(shè)置的蓄電池處獲得，這種保護(hù)方式的電源需要另外獲得，電池更換麻煩， 且隨著時間的增加，蓄電池的電壓會下降，其使用壽命也有一定的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種交流過壓保護(hù)裝置，該交流過壓保 護(hù)裝置的電源電壓穩(wěn)定，能保證裝置動作的正確性、穩(wěn)定性，且其高壓保護(hù)范圍大，能 更好的起到保護(hù)作用，另外其結(jié)構(gòu)簡單，體積小，直接可以設(shè)計到電路板上，不需要變 更程序即可大批量生產(chǎn)，制造成本低廉。
為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明是按以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的-
本發(fā)明所述的一種交流過電壓保護(hù)裝置，包括電源電路、與電源電路相連接的電壓 檢測與比較控制電路，以及電源電路相連的基于外部或內(nèi)置存儲器、具有時鐘檢知功能
的微控制單元MCU組成，所述電壓檢測與比較控制電路的輸出端與微控制單元MCU 相連，所述微控制單元MCU的芯片引腳與被保護(hù)電器各回路相連接。
在本發(fā)明中，所述電源電路包括直接設(shè)置在被保護(hù)電器電路板上的線性變壓器、橋 式整流回路、12V穩(wěn)壓電路及5V穩(wěn)壓電路組成，所述微控制單元MCU的輸入端連接 在5V穩(wěn)壓電路的輸出端。
3為了更好的對電源電路中輸出的交流電源進(jìn)行實(shí)行監(jiān)控，所述電源電路的交流電源 的輸出端設(shè)置有對AC電源進(jìn)行實(shí)時檢測的AC電源時鐘信號回路，該AC電源時鐘信 號回路的信號輸出端連接在微控制單元MCU上構(gòu)成具有時鐘檢知功能的微控制單元 MCU，本發(fā)明采用了 AC電源時鐘信號回路檢測回路的功能，把異常電壓判斷信號直 接施加到微控制單元MCU信號上，利用微控制單元MCU對AC電源時鐘信號的控制 方法，將異常的電壓判斷信號直接施加到微控制單元MCU信號，再由微控制單元MCU 信號來控制被保護(hù)電器各AC部分元器件回路的通斷，達(dá)到異常電壓保護(hù)的目的。作為上述技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述AC電源時鐘信號回路由兩個二極管D1、 D2及 三極管Ql及附設(shè)的電阻R45、 R46、 R47、 R48、 R49及電容C29組成。本發(fā)明利用被保護(hù)電器的電路板中的變壓器經(jīng)過整流后獲取檢知電源。在線性變壓 器動作時、AC入力電壓和二次側(cè)整流后DC電壓基本成線性關(guān)系。由于電壓檢測與比 較控制電路由兩分壓電阻回路和比較器組成，只有當(dāng)輸入電源的電壓達(dá)到(或超過)設(shè) 定電壓時，比較器輸出低電平，微控制單元MCU的時鐘入力變?yōu)闆]有脈沖的信號，使 微控制單元MCU認(rèn)為AC交流電源部分?jǐn)嚯?，從而控制AC部分元件停止工作，避免 了這些元件的故障，甚至發(fā)煙發(fā)火的情況的發(fā)生。此外，只有當(dāng)輸入電源的電壓返回到 設(shè)定電壓以下時，比較器恢復(fù)到保護(hù)前的輸出，時鐘信號將變?yōu)檎顟B(tài)，微控制單元 MCU將繼續(xù)工作，空調(diào)設(shè)備的各AC元器件將以停止前的狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，以這種方 式，在高異常電壓的情況下，對空調(diào)起到了保護(hù)作用。具體來說，在本發(fā)明中，所述電壓檢測與比較控制電路包括連接在12V穩(wěn)壓電路 輸入端的第一分壓電阻回路、連接在5V穩(wěn)壓電路的第二分壓電阻回路、連接在該第一 分壓電阻回路與第二分壓電阻回路之間的比較器，所述比較器用于比較第一分壓電阻回 路的輸出電壓V2和第二分壓電阻回路的設(shè)定電壓VI的大小，所述比較器的輸出端與 AC電源時鐘信號回路的信號輸出端相連并連接到微控制單元MCU的信號輸入端。當(dāng) 輸出電壓V2大于設(shè)定的保護(hù)電壓VI時，比較器輸出低電平，微控制單元MCU的時 鐘時鐘入力變?yōu)闆]有脈沖的信號，使微控制單元MCU認(rèn)為AC交流電源部分?jǐn)嚯?，?制AC部分元件停止工作；當(dāng)輸出電壓V2在設(shè)定的保護(hù)電壓V1范圍之內(nèi)時，微控制 單元MCU的時鐘時鐘入力恢復(fù)脈沖信號，微控制單元MCU繼續(xù)工作，控制AC部分 元器件以停止前的狀態(tài)工作。本發(fā)明中被保護(hù)電器各回路包括與微控制單元MCU的芯片引腳通過繼電器相連的 空調(diào)壓縮機(jī)及周邊回路、外馬達(dá)及周邊回路、內(nèi)馬達(dá)及周邊回路以及四通閥及周邊回路。 通過對空調(diào)設(shè)備的各AC元器件的過壓保護(hù)作用，即對整臺空調(diào)產(chǎn)品起到全方位的過壓保護(hù)，其保護(hù)范圍廣，能即時保護(hù)，過壓保護(hù)效果好，有效地延長了空調(diào)等電器設(shè)備的 使用壽命。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是(1) 本發(fā)明交流過電壓保護(hù)裝置的電源是由被保護(hù)電器的電路板上的變壓器直接提 供，使得保護(hù)裝置的電源穩(wěn)定，且和被保護(hù)電器設(shè)備的電源同步，由于利用被保護(hù)電器 的電路板中的變壓器，雖然變壓器只對應(yīng)高電壓部分，且變壓設(shè)計范圍一定，但當(dāng)輸入 的交流電壓超過本裝置設(shè)定的保護(hù)電壓值時，變壓器二次側(cè)負(fù)荷將變得很小，使變壓器 的溫度降低，因此保護(hù)裝置本身耐超高壓；(2) 本發(fā)明所述的過壓保護(hù)裝置自身的電源直接是從被測電器設(shè)備的電路板上獲得 的，因此其獲取比較簡單；(3) 本發(fā)明所述的過壓保護(hù)裝置的高壓保護(hù)范圍大，適用范圍廣；(4) 本發(fā)明所述的交流過壓保護(hù)裝置當(dāng)電壓降到安全范圍以內(nèi)時，被保護(hù)的電器設(shè)備 將按照被保護(hù)之前的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，不影響被保護(hù)電器設(shè)備的正常運(yùn)行；(5) 本發(fā)明中的電壓檢測與比較控制電路是由比較器與兩個分壓電阻回路組成，其構(gòu) 成簡單；(6) 本發(fā)明的交流過保護(hù)裝置體積較小，無需另設(shè)特殊的空間存放，同時其簡單的直 接設(shè)計到電路板上、可以利用現(xiàn)行時鐘判定程序，容易大批量生產(chǎn)。(7) 本發(fā)明的交流過壓保護(hù)裝置制作成本低廉，材料采購方便快捷。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做詳細(xì)的說明 圖1是本發(fā)明所述的交流過壓保護(hù)裝置的基本電路圖， 圖2是本發(fā)明所述的交流過壓保護(hù)裝置的操作流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明所述的交流過電壓保護(hù)裝置，包括電源電路l、與電源電路l相連接的電壓檢測與比較控制電路2，以及電源電路1相連的基于外部或內(nèi)置存儲器、 具有時鐘檢知功能的微控制單元MCU組成，所述電壓檢測與比較控制電路2的輸出端 與微控制單元MCU相連，所述微控制單元MCU與被保護(hù)電器各回路相連接。在本發(fā)明中，電源電路1包括直接設(shè)置在被保護(hù)電器電路板上的線性變壓器Tl、 橋式整流回路DBOl、 12V穩(wěn)壓電路及5V穩(wěn)壓電路組成，所述微控制單元MCU的輸入 端連接在5V穩(wěn)壓電路的輸出端。為了更好的對電源電路中輸出的交流電源進(jìn)行實(shí)行監(jiān)控，所述電源電路1的交流電源的輸出端設(shè)置有對AC電源進(jìn)行實(shí)時檢測的AC電源時鐘信號回路3，該AC電源時 鐘信號回路3的信號輸出端連接在微控制單元MCU上，構(gòu)成具有時鐘檢知功能的微控 制單元MCU。同時，其將異常電壓判斷信號直接施加到微控制單元MCU信號上，利 用微控制單元MCU對AC電源時鐘信號的控制，將異常的電壓判斷信號直接施加到微 控制單元MCU信號，再由微控制單元MCU信號來控制被保護(hù)電器各AC部分元器件 回路的通斷，達(dá)到異常電壓保護(hù)的目的。作為上述技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述AC電源時鐘信號回路3由兩個二極管D1、 D2 及三極管Q1及附設(shè)的電阻R45、 R46、 R47、 R48、 R49及電容C29、 C18組成，具體 如圖1所示，線性變壓器Tl的輸出引腳9上連接有電阻R46，電阻R46上連接有二極 管D1，橋式整流回路DBOl的輸出引腳2上連接有二極管D2，該兩二極管D1、 D2的 輸出端連接有電容C29、電阻R47及R48組成的RC振蕩電路，該RC振蕩電路依次連 接有三極管Ql，三極管Ql的e極上連接有電容C18，電容C18的另一端連接在三極 管Ql的c極上，且三極管Ql的c極上連接有分壓電阻R49,然后與5V的電壓相連。另外，在本發(fā)明中，所述電壓檢測與比較控制電路2包括連接在12V穩(wěn)壓電路輸 入端的第一分壓電阻回路、連接在5V穩(wěn)壓電路的第二分壓電阻回路、連接在該第一分 壓電阻回路與第二分壓電阻回路之間的比較器，所述比較器用于比較第一分壓電阻回路 的輸出電壓V2和第二分壓電阻回路的設(shè)定電壓VI的大小，所述比較器的輸出端與AC 電源時鐘信號回路3的信號輸出端相連并連接到微控制單元MCU的信號輸入端。此 外，本發(fā)明中被保護(hù)電器各回路包括與微控制單元MCU的芯片引腳通過繼電器相連的 空調(diào)壓縮機(jī)及周邊回路、外馬達(dá)及周邊回路、內(nèi)馬達(dá)及周邊回路以及四通閥及周邊回路 等。圖2為本發(fā)明所述的交流過壓保護(hù)裝置的操作流程圖。其具體操作流程是包括如下 步驟(1) 步驟S10:電器設(shè)備電源獲得步驟；(2) 步驟S20:上述獲得的AC電壓變壓整流為DC電壓，同時根據(jù)DC電壓檢知AC 電壓原理S30:在設(shè)計負(fù)荷范圍內(nèi)，AC入力和變壓整流后的DC電壓成近似正比關(guān)系， 及前期參數(shù)設(shè)定步驟S40:根據(jù)需要設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)DC電壓值及元件參數(shù)S40，進(jìn)行具體的 過壓保護(hù)；(3) 再通過比較器的比較步驟S50:通過比較器對DC電壓進(jìn)行分析，判斷電壓是否 進(jìn)入保護(hù)范圍；(4) 當(dāng)電壓超出保護(hù)范圍時，時鐘入力沒有脈沖信號步驟S60，此時微控制單元MCU認(rèn)為AC部分?jǐn)嚅_步驟S70，于是AC部分元器件停止工作步驟S80;而當(dāng)電壓未超出保護(hù)范圍時，時鐘入力恢復(fù)脈沖信號步驟S90，此時微控制單元 MCU繼續(xù)工作步驟S100，于是AC部分元器件以停止前的狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)步驟SllO。由上述所知本發(fā)明利用被保護(hù)電器的電路板中的變壓器經(jīng)過整流后獲取檢知電 源。在線性變壓器動作時、AC入力電壓和二次側(cè)整流后DC電壓基本成線性關(guān)系。由 于電壓檢測與比較控制電路由兩分壓電阻回路和比較器組成，只有當(dāng)輸入電源的電壓達(dá) 到(或超過)設(shè)定電壓時，比較器輸出低電平，微控制單元MCU的時鐘時鐘入力變?yōu)?沒有脈沖的信號，使微控制單元MCU認(rèn)為AC交流電源部分?jǐn)嚯?，從而控制AC部分 元器件停止工作。本實(shí)施方案取其在空調(diào)設(shè)備上的應(yīng)用來說明。如圖1所示，具有時鐘檢知功能的微控制單元MCU對利用兩個二極管D1、 D2及 三極管Ql及附設(shè)的電阻R45、 R46、 R47、 R48、 R49及電容C29、 C18組成的AC電 源時鐘信號回路3，對AC電源進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，當(dāng)時鐘信號消失時，微控制單元MCU 會判斷為AC電源斷電或瞬時停電、立即斷開AC部分元器件、使AC部分元器件停止 工作，從而使被保護(hù)電器處于待機(jī)狀態(tài)。對于空調(diào)設(shè)備來說，通常需要保護(hù)的各AC部分元器件回路包括空調(diào)壓縮機(jī)及周邊 回路、空調(diào)外馬達(dá)及周邊回路、空調(diào)內(nèi)馬達(dá)及周邊回路以及空調(diào)內(nèi)部四通閥及周邊回路。 各AC部分元器件從單相電源L-N中引入AC電源，經(jīng)過線性變壓器Tl及橋式整流回 路DB01后得到需要的DC電壓NR。在一定的負(fù)荷范圍內(nèi)，整流后DC電壓NR的值 與AC電源入力ACV成近似的正比關(guān)系NR^k*ACV+a。利用兩個第一電阻分壓回 路和第二電阻分壓回路，得到固定電壓V1和整流橋后DC電壓NR的分壓V2，由于比 較器的輸出信號與時鐘脈沖信號的輸出端相連接，通過比較器可以實(shí)現(xiàn)下述的兩種功 能① 當(dāng)AC電源入力增大時，NR的電壓值也隨之增大，同樣V2的值也會增大，當(dāng) AC的值達(dá)到一定時，就會有VKV2，比較器輸出為低電平Lo， AC電源時鐘信號回路 3也被拖低為Lo,即時鐘信號變?yōu)闆]有脈沖的信號，此時微控制單元MCU認(rèn)為AC電 源部分?jǐn)嚯娀蛩矔r停電，從而控制AC部分元件器停止工作，但由于此時微控制單元 MCU仍有DC電源存在，所以微控制單元MCU屬于待機(jī)狀態(tài)，起到了高異常電壓的 保護(hù)作用。② 當(dāng)AC入力減小時，NR的電壓值也隨之減小，同樣V2的值也會減小，當(dāng)減小 到出現(xiàn)V1>V2時，比較器恢復(fù)到保護(hù)前的輸出，時鐘信號將變得正常，微控制單MCU將繼續(xù)工作，空調(diào)設(shè)備的各AC元器件將以停止前的狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)。以這種方式，在 高異常電壓的情況下，對空調(diào)起到了即時的保護(hù)作用。
另外，本發(fā)明同樣適用于利用三相電源的過電壓保護(hù)裝置，三相電源的各相間可以 用上述同樣的方法予以實(shí)現(xiàn)，從而可以同時對多種電器設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，使用范圍大大增 加。
本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，如果對本發(fā)明的各種改動或變形不脫離本發(fā)明的 精神和范圍，倘若這些改動和變形屬于本發(fā)明的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本發(fā) 明也意圖包含這些改動和變形。
權(quán)利要求
1.一種交流過電壓保護(hù)裝置，其特征在于包括電源電路、與電源電路相連接的電壓檢測與比較控制電路，以及與電源電路相連的基于外部或內(nèi)置存儲器具有時鐘檢知功能的微控制單元MCU，所述電壓檢測與比較控制電路的輸出端與微控制單元MCU相連，所述微控制單元MCU與被保護(hù)電器各回路相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流過電壓保護(hù)裝置，其特征在于所述電源電路包括設(shè) 置在被保護(hù)電器電路板上的線性變壓器、橋式整流回路、12V穩(wěn)壓電路及5V穩(wěn)壓電路 組成，所述微控制單元MCU的連接在5V穩(wěn)壓電路的輸出端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的交流過電壓保護(hù)裝置，其特征在于所述電源電路的交流 電源的輸出端設(shè)置有對AC電源進(jìn)行實(shí)時檢測的AC電源時鐘信號回路，該AC電源時 鐘信號回路的信號輸出端連接在微控制單元MCU上構(gòu)成具有時鐘檢知功能的微控制單 元MCU，將異常的電壓判斷信號直接施加到微控制單元MCU信號，再由微控制單元 MCU信號來控制被保護(hù)電器各AC部分元器件回路的通斷。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的交流過保護(hù)裝置，其特征在于所述AC電源時鐘信號回 路由兩個二極管D1、 D2及三極管Q1及附設(shè)的電阻R45、 R46、 R47、 R48、 R49及電 容C29、 C18組成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的交流過電壓保護(hù)裝置，其特征在于所述電壓檢測與比較 控制電路包括連接在12V穩(wěn)壓電路輸入端的第一分壓電阻回路、連接在5V穩(wěn)壓電路的 第二分壓電阻回路、連接在該第一分壓電阻回路與第二分壓電阻回路之間的比較器，所 述比較器用于比較第一分壓電阻回路的輸出電壓V2和第二分壓電阻回路的設(shè)定保護(hù)電 壓V1的大小，所述比較器的輸出端與AC電源時鐘信號回路的信號輸出端相連并連接 到微控制單元MCU的信號輸入端，輸出電壓V2大于設(shè)定的保護(hù)電壓VI時，比較器 輸出低電平，微控制單元MCU的時鐘時鐘入力變?yōu)闆]有脈沖的信號，使微控制單元 MCU認(rèn)為AC交流電源部分?jǐn)嚯?，控制AC部分元件停止工作；當(dāng)輸出電壓V2在設(shè)定 的保護(hù)電壓V1范圍之內(nèi)時，微控制單元MCU的時鐘時鐘入力恢復(fù)脈沖信號，微控制 單元MCU繼續(xù)工作，控制AC部分元器件以停止前的狀態(tài)工作。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的交流過電壓保護(hù)裝置，其特征在于所述被保護(hù)電器各回 路包括與微控制單元MCU的芯片引腳通過繼電器相連的壓縮機(jī)及周邊回路、外馬達(dá)及 周邊回路、內(nèi)馬達(dá)及周邊回路以及四通閥及周邊回路。
全文摘要
本發(fā)明屬于電器技術(shù)領(lǐng)域，具體公開的是交流過電壓保護(hù)裝置，該交流過電壓保護(hù)裝置包括電源電路、與電源電路相連接的電壓檢測與比較控制電路，以及電源電路相連的基于外部或內(nèi)置存儲器、具有時鐘檢知功能的微控制單元MCU組成，所述電壓檢測與比較控制電路的輸出端與微控制單元MCU相連，所述微控制單元MCU與被保護(hù)電器各回路相連接。該交流過壓保護(hù)裝置的電源電壓穩(wěn)定，耐高壓，能保證裝置動作的正確性、穩(wěn)定性，且其高壓保護(hù)范圍大，在異常電壓時能更好的起到及時的保護(hù)作用，另外其結(jié)構(gòu)簡單，體積小，直接可以設(shè)計到電路板上，不需要變更程序即可大批量生產(chǎn)，制造成本低廉。
文檔編號G05B19/02GK101515712SQ20091003839
公開日2009年8月26日 申請日期2009年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日
發(fā)明者何曉東, 曾志光 申請人:廣州松下空調(diào)器有限公司