專利名稱：上電過電流保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型上電過電流保護(hù)器，應(yīng)用在集體供電的區(qū)域?qū)嵭欣l限電過程中因人員大意忘關(guān)電源而導(dǎo) 致的火災(zāi)事件的預(yù)防工作。
技術(shù)背景
我國高校在冬季學(xué)期普遍實(shí)行夜間斷電制度，用以避免同學(xué)由于過晚休息而影響第二天學(xué)習(xí)生活。而 每夜的拉閘限電經(jīng)常使得同學(xué)忘記關(guān)閉自己的用電設(shè)備(臺(tái)燈、電腦等)，這包括有些同學(xué)因貪圖方便使 用的大功率用電器(熱得快、電火鍋等)。忘記關(guān)閉的大功率用電器會(huì)在清晨恢復(fù)供電時(shí)重新開始運(yùn)轉(zhuǎn)， 從而造成火災(zāi)等安全隱患。2008年11月15日清晨發(fā)生的上海商學(xué)院宿舍發(fā)生火災(zāi)，4女生跳樓身亡就是 由于夜間忘記拔除"熱得快"的電源導(dǎo)致在清晨恢復(fù)供電后由"熱得快"引發(fā)火災(zāi)，而此類由大功率用電 器在恢復(fù)供電后引發(fā)火災(zāi)的現(xiàn)象遠(yuǎn)不止這一例。傳統(tǒng)的電路保護(hù)器件在大功率用電器正常工作的情況下并 不能動(dòng)作，也無法在不同時(shí)刻對電路的狀態(tài)進(jìn)行不同的響應(yīng)，尚沒有針對以上所述的安全隱患的保護(hù)裝置。 發(fā)明內(nèi)容
為滿足以上供電安全的需求，本實(shí)用新型提供的上電過電流保護(hù)器件能夠在恢復(fù)供電的一定時(shí)間內(nèi)對 電路的電流進(jìn)行檢測，如果檢測出電路中流過的電流大于設(shè)定值，則切斷電路，而其他時(shí)刻，本電路保護(hù) 器件處于休眠狀態(tài)，并不影響大功率器件在其他時(shí)刻的正常工作。
上電過電流保護(hù)器(圖2)是由電流互感器(1)、單片機(jī)(2)、橋式整流二極管(3)、單片機(jī)輔助電 源電路(4)斷路器(5)組成；特征為，首先在電路恢復(fù)供電后，由電流互感器(1)采集火線上的交流 電流，用采樣電阻轉(zhuǎn)化為交流電壓輸入橋式整流二極管電路(3),由橋式整流二極管將交流電壓整流為直流電壓輸入單片機(jī)(2)，單片機(jī)(2)對連續(xù)ls內(nèi)的釆集數(shù)據(jù)平方累加，如果檢測值大于設(shè)定的安全值， 則由單片機(jī)控制斷路器(5)切斷電源，如果檢測值沒有超過設(shè)定值，則單片機(jī)自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)；該單 片機(jī)(2)，其特征是內(nèi)置有AD轉(zhuǎn)換器和儲(chǔ)存器的8引腳單片機(jī)；輔助電源電路(4)，其特征是電容降壓、 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓到單片機(jī)額定電壓值5V。

圖1是本上電過電流保護(hù)器的技術(shù)特征圖
圖2是本上電過電流保護(hù)器組成及連接特征示意圖
圖3是根據(jù)圖1和圖2設(shè)計(jì)的實(shí)施示意圖，其中A代表電流互感器，B代表橋式二極管整流電路，C代表 電容，D代表穩(wěn)壓二極管，E代表二極管，F(xiàn)代表電容，G代表二極管，H代表三極管，I代表采樣電阻，M 代表單片機(jī)具體實(shí)施方式
下面結(jié)合圖3說明上電過電流保護(hù)器的具體實(shí)施方式
。
上電過流保護(hù)器僅在停電后供電恢復(fù)時(shí)起作用，在電路供電正常的情況下不工作。
在供電剛剛恢復(fù)時(shí)，經(jīng)過電容(C)、穩(wěn)壓二極管(D)、 二極管(E)和電容(F)組成的直流穩(wěn)壓電路給單 片機(jī)(M)供電，單片機(jī)(M)復(fù)位并開始正常工作。這時(shí)，因停電忘記關(guān)掉的大功率電器會(huì)在供電恢復(fù)后開始 工作，這會(huì)使得供電剛剛恢復(fù)的幾秒鐘內(nèi)，電路中有持續(xù)的大電流流過。
火線中的電流，在10A-10mA的電流互感器(A)的線圈中感應(yīng)出電流，在采樣電阻(I)兩端產(chǎn)生和火 線中電流成正比的交流電壓。交流電壓經(jīng)過橋式全波整流(B)，輸出直流電壓信號，接入單片機(jī)的ADC。秒 量級的時(shí)間通常遠(yuǎn)超過電器開機(jī)時(shí)正常的沖擊電流，因此沖擊電流幾乎不會(huì)影響測量的準(zhǔn)確度。
單片機(jī)的ADC在工作中持續(xù)采集數(shù)據(jù)，并由單片機(jī)對連續(xù)ls內(nèi)的采集數(shù)據(jù)平方累加，其結(jié)果正比于Is內(nèi)的電路的平均功率。 一旦平均功率大于預(yù)先設(shè)定的安全值，在單片機(jī)的控制下，三極管(H)導(dǎo)通，斷 路線圈動(dòng)作，觸發(fā)斷路器切斷電源。如果在這段時(shí)間內(nèi)，電路的功率的測量值沒有超過設(shè)定值，則單片機(jī) (M)停止工作，轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)。至此，上電過電流保護(hù)器便完成了上電過電流保護(hù)的過程，轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種上電過電流保護(hù)器，其是由電流互感器(1)、單片機(jī)(2)、橋式整流二極管(3)、單片機(jī)輔助電源電路(4)斷路器(5)組成；其特征為，首先在電路恢復(fù)供電后，由電流互感器(1)采集火線上的交流電，用采樣電阻轉(zhuǎn)化為交流電壓輸入橋式整流二極管電路(3)，由橋式整流二極管電路將交流電壓整流為直流電壓輸入單片機(jī)(2)，單片機(jī)(2)對連續(xù)1s內(nèi)的采集數(shù)據(jù)平方累加，如果檢測值大于設(shè)定的安全值，則由單片機(jī)控制斷路器(5)切斷電源，如果有效值沒有超過設(shè)定值，則單片機(jī)自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的上電過電流保護(hù)器，其特征是所述的單片機(jī)(2)是內(nèi)置有A/D轉(zhuǎn)換器和儲(chǔ)存 器的8引腳單片機(jī)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的上電過電流保護(hù)器，其特征是輔助電源電路(4)是電容降壓、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓到 單片機(jī)額定電壓5V。
專利摘要上電過電流保護(hù)器是由電流互感器、單片機(jī)、橋式整流二極管、單片機(jī)輔助電源電路、斷路器等元件組成。其特征為首先，在電路接通后，由電流互感器、采樣電阻與橋式整流二極管將火線中電流采樣、轉(zhuǎn)化成電壓輸入單片機(jī)的ADC口，由單片機(jī)對連續(xù)1s內(nèi)的采集數(shù)據(jù)平方累加，如果得到的數(shù)值大于設(shè)定的安全值，則單片機(jī)控制斷路器切斷電源。本實(shí)用新型能夠區(qū)分上電時(shí)正常用電電流與采用大功率用電器后線路中流過的電流，只有在上電時(shí)大功率用電器接通的情況下單片機(jī)才會(huì)切斷線路，這既保證用戶的正常用電需求，又能夠有效避免用戶因大意而在斷電期間忘記關(guān)閉大功率用電器而引起的安全隱患(如斷電后沒有關(guān)閉電源就將大功率器件放在易燃物旁，在上電后，由大功率器件所發(fā)出的熱量引燃易燃物，引發(fā)火災(zāi))。
文檔編號H02H3/08GK201398060SQ20092000456
公開日2010年2月3日 申請日期2009年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月16日
發(fā)明者吳天際, 王向恒 申請人:吳天際;王向恒