專利名稱：具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型有關(guān)于一種接地故障斷路裝置，特別是一種具有壽命終止故障指示及 斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們在生活中使用的電器設(shè)備越來越多，比如洗衣機(jī)、熱水 器、電風(fēng)扇、洗碗機(jī)等各種家用電器，以及各種掌上型電動工具。在電器設(shè)備的使用過程中， 必須保證用電的安全，防止電氣火災(zāi)及人身觸電。為此，人們設(shè)計了一些電器保護(hù)裝置，例 如接地故障斷路器。請參考圖1，其為公知接地故障斷路器的實施例方框圖。各部位的名稱與工作原理 敘述如下漏電感應(yīng)電路20A:用以檢測用電設(shè)備的漏電流，并輸出與漏電流成比例的信號。 該漏電感應(yīng)電路20A主要由具有兩個線圈的比流器(圖中未示出)及一個集成電路(圖中 未示出)組成。該比流器的兩個環(huán)型線圈安裝在帶有一個中心孔的塑料外殼上，分別引出 兩個引腳，零線和火線穿過比流器的中心孔，構(gòu)成初級線圈，引腳所在的線圈感應(yīng)零線和火 線的電流之差，并輸出與之成比例的信號至集成電路進(jìn)行運算處理。如果用電設(shè)備發(fā)生漏 電或者人體觸電，零線和火線流過的電流則大小不等，那么比流器的線圈感應(yīng)出相應(yīng)信號， 集成電路對此進(jìn)行判斷處理，如果信號幅度大于設(shè)定的閥值，則輸出控制信號?？刂齐娐?0A 該控制電路50A接收該漏電感應(yīng)電路20A的輸出信號，經(jīng)過相應(yīng)處 理后控制斷路器60A(容后敘述)的通斷和漏電指示燈的熄滅。主要由硅控整流器(圖中 未示出)、漏電指示燈(圖中未示出)、分壓電阻(圖中未示出)及三極管(圖中未示出) 所組成。正常情況下，該漏電感應(yīng)電路20A無信號輸出，硅控整流器不導(dǎo)通，漏電指示燈無 電流通過，其陽極保持為較高電位，通過分壓電阻使三極管的基極也保持為較高電位，三極 管導(dǎo)通，其集電極輸出低電位，使該斷路器60A閉合，電源與用電設(shè)備正常相連。如果用電 設(shè)備出現(xiàn)漏電，則漏電感應(yīng)電路20A輸出控制信號，送至硅控整流器的控制極使其導(dǎo)通，則 漏電指示燈有電流通過發(fā)出紅光，表示用電設(shè)備出現(xiàn)漏電故障，同時漏電指示燈陽極的電 位被硅控整流器拉低，通過分壓電阻三極管的基極電位也被拉低，三極管截止，其集電極輸 出高電位，使斷路器60斷開，電源與用電設(shè)備不再相連。電源電路40A 該電路把交流電源變?yōu)槠交闹绷麟娫?，供給漏電感應(yīng)電路20A、 控制電路30A和斷路器60A，以使其正常工作。電源電路40A由壓敏電阻(圖中未示出)、 降壓電容(圖中未示出)、整流橋堆(圖中未示出)及濾波電容(圖中未示出)組成。交 流電源經(jīng)壓敏電阻濾掉浪涌電流，再由降壓電容降壓，經(jīng)整流橋堆整流后，變成脈動直流電 源，經(jīng)濾波電容濾波后變成平滑直流電源，一路直接輸出至該控制電路30A和該漏電感應(yīng) 電路20A，另一路經(jīng)限流電阻輸出至該斷路器60A。斷路器60A:該電路接收控制電路30A的輸出信號，并相應(yīng)控制用電設(shè)備與電源 的連接與中斷。包含開關(guān)單元(圖中未示出)及開關(guān)控制單元(圖中未示出)。該開關(guān)控
4制單元與該電源電路40A的由整流橋堆整流后經(jīng)限流電阻的信號輸入電路相連，另一端與 控制電路30A的輸出端相連，兩個常開觸點與交流電源的零線和火線相連，兩個動觸點接 有兩根帶絕緣體的導(dǎo)線，該兩根導(dǎo)線穿過該漏電感應(yīng)電路20A的比流器的中心孔接至負(fù)載 50A該電源電路40A輸出高電壓，并且該控制電路30A輸出低電位時，該開關(guān)控制單元兩端 存在較高電壓，該電壓大于該開關(guān)控制單元的啟動電壓，其常開觸點閉合，使交流電源和用 電設(shè)備連接。當(dāng)用電設(shè)備出現(xiàn)漏電故障時，該漏電感應(yīng)電路20A輸出信號，使控制電路30A 輸出高電位，該開關(guān)控制單元兩端電壓降低，低于維持電壓，常開觸點斷開，用電設(shè)備與電 源斷開連接。測試電路70A 該電路能測試接地故障斷路器是否能正常地為用電設(shè)備及人體提 供漏電保護(hù)。它由一個測試按鍵(圖中未示出)和一個限流電阻(圖中未示出)組成。輸 入輸出單元的火線端經(jīng)該限流電阻，再經(jīng)該測試按鍵與該開關(guān)控制單元短接至零線的動觸 點并啟動壽命檢測電路。當(dāng)按下該測試按鍵時，交流電源與該限流電阻及該測試按鍵構(gòu)成 一個閉合回路，該限流電阻有一定電流通過，因此回路單向通過比流器的中心孔，故使通過 所述中心孔的零線和火線的電流大小不相等，從而該漏電感應(yīng)電路20A輸出信號使該控制 電路30A輸出高電位，使該斷路器60A斷開，切斷用電設(shè)備電源。復(fù)位電路80A 在接地故障斷路器遇到漏電故障跳閘后或者測試接地故障斷路器 后，操作該電路能夠使接地故障斷路器快速重新合閘。它由一個復(fù)位按鍵(圖中未示出)、 濾波電容(圖中未示出)組成。當(dāng)零線和火線的電流大小不相等，使該漏電感應(yīng)電路20A 輸出信號，從而使該控制電路30A的硅控整流器導(dǎo)通時，漏電指示燈導(dǎo)通，這時如果按下該 復(fù)位按鍵，則使漏電指示燈的陽極與電源地短路，使硅控整流器不能維持導(dǎo)通狀態(tài)，松開該 復(fù)位按鍵后，硅控整流器轉(zhuǎn)為截止，漏電指示燈的陽極轉(zhuǎn)為高電位，三極管導(dǎo)通，該控制電 路30A輸出低電位，使該斷路器60A重新閉合。上述公知接地故障斷路器可在漏電形成時切斷交流電源，大大避免電器設(shè)備的損 壞及確保使用者的生命安全；但若是其內(nèi)部電路損壞(例如硅控整流器或集成電路或該 漏電感應(yīng)電路20A或該斷路器60A損壞)，將無法達(dá)到在漏電形成時切斷交流電源的任務(wù) (例如硅控整流器損壞無法被觸發(fā)，或集成電路損壞無法觸發(fā)硅控整流器，或該漏電感應(yīng) 電路20A損壞無法檢測到漏電的形成，或該斷路器60A損壞無法在漏電狀況發(fā)生時斷開交 流電源)；因此，如果能增加公知接地故障斷路器內(nèi)部各個重要電路運作是否正常的全面 保護(hù)電路及警示功能，且所增加的全面保護(hù)電路及警示功能不會影響該接地故障斷路器本 身的功能，將可大大提高接地故障斷路器的使用性。

實用新型內(nèi)容為改善上述公知技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種具有壽命終止故障 指示及斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置，以檢測接地故障斷路器的運作是否正常。為改善上述公知技術(shù)的缺點，本實用新型的另一目的在于提供一種具有壽命終止 故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置，以檢測接地故障斷路器的運作是否正常。為達(dá)到本實用新型的上述目的，本實用新型的具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù) 的接地故障斷路裝置應(yīng)用于輸入電源及負(fù)載。該具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地 故障斷路裝置包含第一硅控整流器；反向單元，該反向單元電連接至該第一硅控整流器的閘極；測試開關(guān)單元，該測試開關(guān)單元電連接至該反向單元、該輸入電源及該負(fù)載；及接地 故障斷路器，該接地故障斷路器電連接至該反向單元、該輸入電源及該負(fù)載。該接地故障斷 路器包含第二硅控整流器，該第二硅控整流器電連接至該反向單元；開關(guān)單元，該開關(guān)單元 電連接至該輸入電源及該負(fù)載；開關(guān)控制單元，該開關(guān)控制單元電連接至該開關(guān)單元、該第 一硅控整流器及該第二硅控整流器；及整流濾波單元，該整流濾波單元電連接至該輸入電 源、該開關(guān)單元、該開關(guān)控制單元、該第一硅控整流器及該第二硅控整流器。其中，當(dāng)測試漏 電信號產(chǎn)生時，提供驅(qū)動電源給該反向單元，且該輸入電源產(chǎn)生漏電現(xiàn)象，壽命檢測電路被 啟動，若該接地故障斷路器故障，則該第二硅控整流器將不被觸發(fā)，使得該反向單元輸出啟 動信號以觸發(fā)該第一硅控整流器，使得該整流濾波單元輸出的直流電源流經(jīng)該第一硅控整 流器而中斷該開關(guān)控制單元電源供應(yīng)，使得該開關(guān)單元斷路，該輸入電源無法傳遞至該負(fù) 載。為達(dá)到本實用新型的上述又一目的，本實用新型的具有壽命終止故障指示及斷電 保護(hù)的接地故障斷路裝置應(yīng)用于輸入電源及負(fù)載。該具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的 接地故障斷路裝置包含第一硅控整流器；反向單元，該反向單元電連接至該第一硅控整流 器的間極；測試開關(guān)單元，該測試開關(guān)單元電連接至該反向單元、該輸入電源及該負(fù)載 ’警 示單元，該警示單元電連接至該第一硅控整流器；及接地故障斷路器，該接地故障斷路器電 連接至該反向單元、該輸入電源及該負(fù)載。該接地故障斷路器包含第二硅控整流器，該第 二硅控整流器電連接至該反向單元；開關(guān)單元，該開關(guān)單元電連接至該輸入電源及該負(fù)載； 開關(guān)控制單元，該開關(guān)控制單元電連接至該開關(guān)單元、該第一硅控整流器及該第二硅控整 流器；及整流濾波單元，該整流濾波單元電連接至該輸入電源、該開關(guān)單元、該開關(guān)控制單 元、該第一硅控整流器及該第二硅控整流器。其中，當(dāng)測試漏電信號產(chǎn)生時，提供驅(qū)動電源 給該反向單元，且該輸入電源產(chǎn)生漏電現(xiàn)象，若該接地故障斷路器故障，則該第二硅控整流 器將不被觸發(fā)，使得該反向單元輸出一啟動信號以觸發(fā)該第一硅控整流器，使得該警示單 元發(fā)出警告。由以上技術(shù)方案可以看出，本實用新型的具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接 地故障斷路裝置成本低廉電路簡單，可在該接地故障斷路器內(nèi)部各個重要電路運作失敗的 同時中斷電源保護(hù)使用者并發(fā)出警示信號告知使用者；且該第一硅控整流器被觸發(fā)后永久 導(dǎo)通，該輸入電源永遠(yuǎn)無法傳遞至該負(fù)載，且該具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地 故障斷路裝置也無法被使用者重置，如此將強(qiáng)迫使用者更換新的該具有壽命終止故障指示 及斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置，以避免使用者忘記更換，達(dá)到使用上的安全性。

圖1為公知接地故障斷路器的實施例方框圖；圖2為本實用新型的具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置方 框圖；圖3為本實用新型的具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置的 實施例電路圖。附圖標(biāo)記說明漏電感應(yīng)電路20A[0021]控制電路30A電源電路40A負(fù)載50A斷路器60A測試電路70A復(fù)位電路80A具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置20輸入電源10負(fù)載3O測試開關(guān)單元202警示單元204第一硅控整流器206反向單元208接地故障斷路器210整流濾波單元212開關(guān)單元214開關(guān)控制單元216晶體管開關(guān)單元218第二硅控整流器222控制單元224感應(yīng)單元226重置開關(guān)單元228驅(qū)動電源Vl直流電源V2啟動信號Sl
具體實施方式
請參考圖2，其為本實用新型的具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷 路裝置方框圖。本實用新型的具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置20 應(yīng)用于輸入電源10及負(fù)載30。該具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置 20包含測試開關(guān)單元202、警示單元204、第一硅控整流器206、反向單元208及接地故障 斷路器210。該接地故障斷路器210包含整流濾波單元212、開關(guān)單元214、開關(guān)控制單元 216、晶體管開關(guān)單元218、第二硅控整流器222、控制單元224、感應(yīng)單元226及重置開關(guān)單 元 228。該控制單元224電連接至該第二硅控整流器222的間極及該感應(yīng)單元226 ；該開 關(guān)單元214電連接至該輸入電源10、該負(fù)載30、該感應(yīng)單元226、該開關(guān)控制單元216及該 整流濾波單元212 ；該開關(guān)控制單元216電連接至該開關(guān)單元214、該整流濾波單元212、該 晶體管開關(guān)單元218、該重置開關(guān)單元228、該第二硅控整流器222及該警示單元204 ；該晶 體管開關(guān)單元218電連接至該開關(guān)控制單元216 ；該測試開關(guān)單元202電連接至該輸入電源10、該負(fù)載30及該反向單元208 ；該反向單元208電連接至該測試開關(guān)單元202、該第二 硅控整流器222及該第一硅控整流器206的間極；該第一硅控整流器206電連接至該警示 單元204。 該接地故障斷路器210的動作原理與公知技術(shù)相同，故此處不再贅述；以下將詳 述本實用新型的具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置20如何測試該接 地故障斷路器210內(nèi)部電路運作是否正常。當(dāng)測試漏電信號產(chǎn)生時(借由按下該測試開關(guān)單元202，并可提供驅(qū)動電源Vl給 該反向單元208)，若該接地故障斷路器210故障，則該第二硅控整流器222將無法被觸發(fā)， 使得該反向單元208輸出啟動信號Sl以觸發(fā)該第一硅控整流器206導(dǎo)通；使得該整流濾波 單元212輸出的直流電源V2將流經(jīng)該警示單元204以及該第一硅控整流器206 (因為該警 示單元204及該第一硅控整流器206的內(nèi)阻遠(yuǎn)小于該開關(guān)控制單元216)，則該開關(guān)控制單 元216 (因為該開關(guān)控制單元216未達(dá)到額定電壓)將無法被驅(qū)動；使得該開關(guān)單元214斷 路，該輸入電源10無法傳遞至該負(fù)載30，以及該警示單元204發(fā)出警告，該接地故障斷路器 210已經(jīng)故障無法使用；此時因為該第一硅控整流器206被觸發(fā)后永久導(dǎo)通，且無法被使用 者重置，該輸入電源10永遠(yuǎn)無法傳遞至該負(fù)載30，將強(qiáng)迫使用者更換新的該具有壽命終止 故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置20，如此可避免使用者忘記更換。其中，該警示單元204可為發(fā)光二極管(發(fā)出光亮以作為警示)或蜂鳴器(發(fā)出 聲音以作為警示)；該反向單元208可為反向器。當(dāng)該測試漏電信號產(chǎn)生時，而該接地故障斷路器210正常運作(如背景技術(shù)所 述)，則該反向單元208不會觸發(fā)該第一硅控整流器206導(dǎo)通，該警示單元204不會發(fā)出警 示；這樣代表該接地故障斷路器210運作正常，此時如背景技術(shù)所述，使用者需按下該重置 開關(guān)單元228以關(guān)閉該第二硅控整流器222。請參考圖3，其為本實用新型的具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷 路裝置的實施例電路圖。本實用新型的具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置20也可只 使該警示單元204發(fā)出警告而不中斷電流，其實施方法為使圖2所示的該警示單元204的 上方不連接至該開關(guān)控制單元216，而連接至能供給該警示單元204的電源處，例如圖3中 電阻R4的右側(cè)。本實用新型的具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置20成本低 廉電路簡單，可在該接地故障斷路器210內(nèi)部各個重要電路運作失敗的同時中斷電源保護(hù) 使用者并發(fā)出警示信號告知使用者；且該第一硅控整流器206被觸發(fā)后永久導(dǎo)通，該輸入 電源10永遠(yuǎn)無法傳遞至該負(fù)載30，且該具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷 路裝置20也無法被使用者重置，如此將強(qiáng)迫使用者更換新的該具有壽命終止故障指示及 斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置20，以避免使用者忘記更換，達(dá)到使用上的安全性。以上所述僅為本實用新型的較佳可行實施例，并非用于限定本實用新型的保護(hù)范 圍，故凡是運用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變化，均同理包含于本實用 新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
8
權(quán)利要求一種具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置，其特征在于，應(yīng)用于輸入電源及負(fù)載，該具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置包含第一硅控整流器；反向單元，該反向單元電連接至該第一硅控整流器的閘極；測試開關(guān)單元，該測試開關(guān)單元電連接至該反向單元、該輸入電源及該負(fù)載；及接地故障斷路器，該接地故障斷路器電連接至該反向單元、該輸入電源及該負(fù)載；其中，該接地故障斷路器包含第二硅控整流器，該第二硅控整流器電連接至該反向單元；開關(guān)單元，該開關(guān)單元電連接至該輸入電源及該負(fù)載；開關(guān)控制單元，該開關(guān)控制單元電連接至該開關(guān)單元、該第一硅控整流器及該第二硅控整流器；及整流濾波單元，該整流濾波單元電連接至該輸入電源、該開關(guān)單元、該開關(guān)控制單元、該第一硅控整流器及該第二硅控整流器；其中，當(dāng)測試漏電信號產(chǎn)生時，提供驅(qū)動電源給該反向單元，且該輸入電源產(chǎn)生漏電現(xiàn)象，若該接地故障斷路器故障，則該第二硅控整流器將不被觸發(fā)，使得該反向單元輸出啟動信號以觸發(fā)該第一硅控整流器，使得該整流濾波單元輸出的直流電源流經(jīng)該第一硅控整流器而中斷該開關(guān)控制單元電源供應(yīng)，該輸入電源無法傳遞至該負(fù)載。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置，其 特征在于，還包含警示單元，該警示單元電連接至所述第一硅控整流器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置，其 特征在于，所述警示單元為發(fā)光二極管或蜂鳴器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置，其 特征在于，所述接地故障斷路器還包含控制單元，該控制單元電連接至所述第二硅控整流器的閘極； 感應(yīng)單元，該感應(yīng)單元電連接至該控制單元、所述開關(guān)單元及負(fù)載； 晶體管開關(guān)單元，該晶體管開關(guān)單元電連接至所述開關(guān)控制單元；及 重置開關(guān)單元，該重置開關(guān)單元電連接至所述第二硅控整流器、整流濾波單元、警示單 元及開關(guān)控制單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置，其 特征在于，所述反向單元為反向器。
6.一種具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置，其特征在于，應(yīng)用于 輸入電源及負(fù)載，該具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置包含第一硅控整流器；反向單元，該反向單元電連接至該第一硅控整流器的閘極；測試開關(guān)單元，該測試開關(guān)單元電連接至該反向單元、該輸入電源及該負(fù)載；警示單元，該警示單元電連接至該第一硅控整流器；及接地故障斷路器，該接地故障斷路器電連接至該反向單元、該輸入電源及該負(fù)載； 其中，該接地故障斷路器包含第二硅控整流器，該第二硅控整流器電連接至該反向單元；開關(guān)單元，該開關(guān)單元電連接至該輸入電源及該負(fù)載；開關(guān)控制單元，該開關(guān)控制單元電連接至該開關(guān)單元、該第一硅控整流器及該第二硅 控整流器；及整流濾波單元，該整流濾波單元電連接至該輸入電源、該開關(guān)單元、該開關(guān)控制單元、 該第一硅控整流器及該第二硅控整流器；其中，當(dāng)測試漏電信號產(chǎn)生時，提供驅(qū)動電源給該反向單元，且該輸入電源產(chǎn)生漏電現(xiàn) 象，若該接地故障斷路器故障，則該第二硅控整流器將不被觸發(fā)，使得該反向單元輸出啟動 信號以觸發(fā)該第一硅控整流器，使得該警示單元發(fā)出警告。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置，其 特征在于，所述警示單元為發(fā)光二極管或蜂鳴器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置，其 特征在于，所述接地故障斷路器還包含控制單元，該控制單元電連接至該第二硅控整流器的閘極；感應(yīng)單元，該感應(yīng)單元電連接至該控制單元、所述開關(guān)單元及負(fù)載；晶體管開關(guān)單元，該晶體管開關(guān)單元電連接至所述開關(guān)控制單元；及重置開關(guān)單元，該重置開關(guān)單元電連接至所述第二硅控整流器、整流濾波單元、警示單 元及開關(guān)控制單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置，其 特征在于，所述反向單元為反向器。
專利摘要本實用新型公開了一種具有壽命終止故障指示及斷電保護(hù)的接地故障斷路裝置，包含第一硅控整流器、反向單元、測試開關(guān)單元及接地故障斷路器。該接地故障斷路器包含第二硅控整流器、開關(guān)單元、開關(guān)控制單元及整流濾波單元。當(dāng)測試漏電信號產(chǎn)生時，提供驅(qū)動電源給該反向單元，且該輸入電源產(chǎn)生漏電現(xiàn)象；該接地故障斷路器若為故障，該第二硅控整流器將無法被觸發(fā)，使得該反向單元觸發(fā)該第一硅控整流器；使得該整流濾波單元輸出的直流電源流經(jīng)該第一硅控整流器而中斷該開關(guān)控制單元電源供應(yīng)，使得該開關(guān)單元電連接的輸入電源無法傳遞至該開關(guān)單元電連接的負(fù)載。
文檔編號H02H3/04GK201629557SQ20102012532
公開日2010年11月10日 申請日期2010年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月23日
發(fā)明者李宜晃, 王智寰, 顧英明 申請人:無錫國豐電子科技有限公司