用于單相電源系統(tǒng)的過壓欠壓保護(hù)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于單相電源系統(tǒng)的過壓欠壓保護(hù)裝置。該系統(tǒng)包括：直流電源單元、整流單元、采樣單元、過壓判斷延時(shí)單元、欠壓判斷延時(shí)單元和斷路器觸發(fā)單元。其中，過壓判斷延時(shí)單元為帶延時(shí)的第一電壓檢測(cè)芯片；欠壓判斷延時(shí)單元包括：不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片、帶一可控開關(guān)的RC充電電路和帶延時(shí)的第二電壓檢測(cè)芯片。本發(fā)明實(shí)施例中通過三個(gè)電壓檢測(cè)芯片實(shí)現(xiàn)過欠壓判斷延時(shí)，可節(jié)約過壓欠壓保護(hù)裝置的成本。
【專利說明】用于單相電源系統(tǒng)的過壓欠壓保護(hù)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及配電系統(tǒng)供電領(lǐng)域，特別是一種用于單相電源系統(tǒng)的過壓欠壓保護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)及家用的實(shí)際應(yīng)用中，單相電源系統(tǒng)易受外界因素的影響而出現(xiàn)過壓或欠壓的問題，而過壓或欠壓情況的出現(xiàn)又可能會(huì)對(duì)負(fù)載造成一定的損壞，并造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。因此需要在單相電源系統(tǒng)出現(xiàn)過壓或欠壓時(shí)，利用斷路器等切斷單相電源系統(tǒng)的通路，以對(duì)電路進(jìn)行保護(hù)。
[0003]圖1示出了三相電源系統(tǒng)的過壓欠壓保護(hù)裝置的通用結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該系統(tǒng)主要包括:直流電源單元10、整流單元20、采樣單元30、過壓判斷單元40、過壓延時(shí)單元50、欠壓判斷單元60、欠壓延時(shí)單元70和斷路器觸發(fā)單元80。
[0004]其中，直流(DC)電源單元10用于輸出穩(wěn)定的直流電源。具體可以是對(duì)單相電源系統(tǒng)的電壓輸出進(jìn)行降壓及穩(wěn)壓處理后，產(chǎn)生穩(wěn)定的直流電源?；蛘?，DC電源單元10也可對(duì)單相電源系統(tǒng)經(jīng)整流單元20處理后的電壓輸出進(jìn)行降壓及穩(wěn)壓處理后，產(chǎn)生穩(wěn)定的直流電源?；蛘?，DC電源單元10也可以由其它方式產(chǎn)生，如電池等。
[0005]整流單元20用于對(duì)單相電源系統(tǒng)A的電壓輸出進(jìn)行整流，并得到直流電壓輸出。
[0006]采樣單元30用于對(duì)整流后的直流電壓輸出進(jìn)行降壓或降壓濾波處理后，得到對(duì)應(yīng)的米樣電壓信號(hào)。
[0007]過壓判斷單元40由所述直流電源單元10供電，并用于將當(dāng)前輸入的采樣電壓信號(hào)與一過壓參考信號(hào)進(jìn)行比較，并在當(dāng)前輸入的采樣電壓信號(hào)高于過壓參考信號(hào)時(shí)，輸出過壓信號(hào)。
[0008]過壓延時(shí)單元50用于對(duì)所述過壓判斷單元40的輸出進(jìn)行第一設(shè)定時(shí)間的延時(shí)輸出，在所述過壓判斷單元40輸出過壓信號(hào)的時(shí)間達(dá)到所述第一設(shè)定時(shí)間時(shí)，輸出觸發(fā)信號(hào)，控制所述斷路器觸發(fā)單元80觸發(fā)單相電源系統(tǒng)回路中的斷路器的線圈動(dòng)作，使斷路器斷開。
[0009]欠壓判斷單元60由所述直流電源單元10供電，并用于將當(dāng)前輸入的采樣電壓信號(hào)與一欠壓參考信號(hào)進(jìn)行比較，并在當(dāng)前輸入的采樣電壓信號(hào)低于欠壓參考信號(hào)時(shí)，輸出欠壓信號(hào)。
[0010]欠壓延時(shí)單元70用于對(duì)所述欠壓判斷單元60的輸出進(jìn)行第二設(shè)定時(shí)間的延時(shí)輸出，在所述欠壓判斷單元60輸出欠壓信號(hào)的時(shí)間達(dá)到所述第二設(shè)定時(shí)間時(shí)，輸出觸發(fā)信號(hào)，控制所述斷路器觸發(fā)單元80觸發(fā)單相電源系統(tǒng)回路中的斷路器的線圈動(dòng)作，使斷路器斷開。
[0011]目前，在實(shí)現(xiàn)上述單相電源系統(tǒng)的過壓欠壓保護(hù)裝置時(shí)，一些產(chǎn)品主要采用運(yùn)放來實(shí)現(xiàn)上述的過壓判斷單元40、過壓延時(shí)單元50和斷路器觸發(fā)單元80。例如，采用四個(gè)運(yùn)放，兩個(gè)運(yùn)放分別實(shí)現(xiàn)過壓判斷單元40和欠壓判斷單元60，兩個(gè)運(yùn)放分別實(shí)現(xiàn)斷路器觸發(fā)單元80中的過壓延時(shí)觸發(fā)和欠壓延時(shí)觸發(fā)。
[0012]此外，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員仍然在致力于尋找其他的解決方案，以期在實(shí)現(xiàn)單相電源系統(tǒng)的過壓欠壓保護(hù)時(shí)，盡量降低過壓欠壓保護(hù)裝置的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]有鑒于此，本發(fā)明提出了一種用于單相電源系統(tǒng)的過壓欠壓保護(hù)裝置，用以降低單相電源系統(tǒng)的過壓欠壓保護(hù)裝置的成本。
[0014]本發(fā)明提出的用于單相電源系統(tǒng)的過壓欠壓保護(hù)裝置，包括:直流電源單元、整流單元、采樣單元、過壓判斷延時(shí)單元、欠壓判斷延時(shí)單元和斷路器觸發(fā)單元，其中:
[0015]直流電源單元用于提供穩(wěn)定的直流電源；
[0016]所述整流單元用于將所述單相電源系統(tǒng)的電壓輸出由交流轉(zhuǎn)換為直流后輸出；
[0017]所述采樣單元用于對(duì)經(jīng)所述整流單元整流后的電壓輸出進(jìn)行采樣，并輸出采樣電壓信號(hào)；
[0018]所述過壓判斷延時(shí)單元為帶延時(shí)的第一電壓檢測(cè)芯片，用于判斷當(dāng)前輸入的采樣電壓信號(hào)是否高于自身的解除電壓，如高于，則啟動(dòng)第一設(shè)定時(shí)間的延時(shí)，并在該第一設(shè)定時(shí)間內(nèi)判斷當(dāng)前輸入的采樣電壓信號(hào)是否不低于自身的檢測(cè)電壓，如是，則輸出觸發(fā)信號(hào);
[0019]所述欠壓判斷延時(shí)單元包括:不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片、帶第一可控開關(guān)的RC充電電路和帶延時(shí)的第二電壓檢測(cè)芯片；所述不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片用于判斷當(dāng)前輸入的采樣電壓信號(hào)是否高于自身的解除電壓，如高于，則輸出正常狀態(tài)信號(hào)，并在當(dāng)前輸入的采樣電壓信號(hào)不低于自身的檢測(cè)電壓時(shí)，維持該正常狀態(tài)信號(hào)；否則，不輸出該正常狀態(tài)信號(hào)；所述帶可控開關(guān)的RC充電電路在所述不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片輸出所述正常狀態(tài)信號(hào)時(shí)，所述第一可控開關(guān)處于閉合狀態(tài)，所述RC充電電路不充電，在所述不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片不輸出所述正常狀態(tài)信號(hào)時(shí)，所述第一可控開關(guān)處于斷開狀態(tài)，所述RC充電電路由所述直流電源單元充電，并輸出對(duì)應(yīng)的檢測(cè)電壓信號(hào)；所述帶延時(shí)的第二電壓檢測(cè)芯片用于判斷當(dāng)前輸入的檢測(cè)電壓信號(hào)是否高于自身的解除電壓，如高于，則啟動(dòng)第二設(shè)定時(shí)間的延時(shí)，并在該第二設(shè)定時(shí)間內(nèi)判斷當(dāng)前輸入的檢測(cè)電壓信號(hào)是否不低于自身的檢測(cè)電壓，如是，則輸出觸發(fā)信號(hào)；
[0020]所述斷路器觸發(fā)單元80用于在接收到所述過壓判斷延時(shí)單元或者所述欠壓判斷延時(shí)單元輸出的觸發(fā)信號(hào)時(shí)，使得所述單相電源系統(tǒng)回路中的斷路器的線圈動(dòng)作。
[0021 ] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述直流電源單元通過對(duì)單相電源系統(tǒng)的電壓輸出進(jìn)行分壓及穩(wěn)壓后產(chǎn)生。
[0022]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述直流電源單元包括一閾值判斷單元，用于對(duì)所述單相電源系統(tǒng)的電壓輸出進(jìn)行判斷，在所述電壓輸出低于設(shè)定的低壓閾值時(shí)，使所述直流電源單兀輸出0電壓或小于穩(wěn)定值的電壓；在所述電壓輸出高于設(shè)定的低壓閾值時(shí)，使所述直流電源單元輸出穩(wěn)定值電壓。
[0023]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述直流電源單元包括:由串聯(lián)連接的至少一個(gè)限流電阻構(gòu)成的第一限流電阻、第一穩(wěn)壓管、儲(chǔ)能電容和第二穩(wěn)壓管；所述第一限流電阻的一端與整流單元的輸出端相連，另一端與第一穩(wěn)壓管的反向端相連；所述第一穩(wěn)壓管的正向端分別與所述儲(chǔ)能電容的一端以及所述第二穩(wěn)壓管的反向端相連，所述儲(chǔ)能電容的另一端以及所述第二穩(wěn)壓管的正向端接地；其中，所述第二穩(wěn)壓管的反向端為所述直流電源單元的輸出端；所述第一穩(wěn)壓管在所述整流單元輸出的電壓信號(hào)低于設(shè)定的低壓閾值時(shí)，不導(dǎo)通；在所述整流單元輸出的電壓信號(hào)高于設(shè)定的低壓閾值時(shí)，導(dǎo)通。
[0024]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述欠壓判斷延時(shí)單元進(jìn)一步包括:第一分壓電路，用于對(duì)來自采樣單元的采樣電壓信號(hào)進(jìn)行分壓處理后輸出給所述不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片；所述不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片用于判斷當(dāng)前輸入的分壓后的采樣電壓信號(hào)是否高于自身的解除電壓，如高于，則輸出所述正常狀態(tài)信號(hào)，并在當(dāng)前輸入的分壓后的采樣電壓信號(hào)不低于自身的檢測(cè)電壓時(shí)，維持該正常狀態(tài)信號(hào)；否則，不輸出所述正常狀態(tài)信號(hào)。
[0025]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述采樣單元包括:第二分壓電路、濾波電路和第一二極管；
[0026]所述第二分壓電路用于對(duì)經(jīng)所述整流單元整流后的單相電源系統(tǒng)的電壓輸出進(jìn)行分壓處理，得到采樣電壓信號(hào)；
[0027]所述濾波電路用于對(duì)所述分壓電路得到的采樣電壓信號(hào)進(jìn)行濾波，將得到的濾波后的米樣電壓信號(hào)輸出；
[0028]所述第一二極管位于所述分壓電路與所述濾波電路之間，用于防止所述濾波電路中的電流反向流動(dòng)；
[0029]所述第一分壓電路包括:由串聯(lián)連接的至少一個(gè)分壓電阻構(gòu)成的第一分壓電阻、和由串聯(lián)連接的第二二極管和至少一個(gè)分壓電阻構(gòu)成的第二分壓電阻；所述第一分壓電阻的一端與所述采樣單元的輸出相連，另一端與所述第二分壓電阻的一端相連，所述第二分壓電阻的另一端接地；所述第二分壓電阻的非接地端為所述第一分壓電路的輸出端；所述第二二極管用于對(duì)所述第一二極管因溫度變化引起的壓降變化進(jìn)行補(bǔ)償。
[0030]所述帶第一可控開關(guān)的RC充電電路包括:第一可控開關(guān)、第二限流電阻、第三限流電阻、第一充電電容和第一放電電阻；
[0031]所述第一可控開關(guān)的一個(gè)連接端通過第二限流電阻與所述直流電源單元的輸出端相連，另一個(gè)連接端接地，所述第一可控開關(guān)的控制端通過第三限流電阻與所述不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片的輸出端相連；所述第一充電電容和第一放電電阻并聯(lián)連接，且一端通過所述第二限流電阻與所述直流電源單元的輸出端相連，另一端接地。
[0032]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述第一可控開關(guān)為第一三極管或NMOS管。
[0033]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括:信號(hào)隔離、取或單元，用于對(duì)所述過壓判斷延時(shí)單元和所述欠壓判斷延時(shí)單元的輸出分別進(jìn)行隔離并集中到一點(diǎn)，在其中的任一輸出為觸發(fā)信號(hào)時(shí)，將觸發(fā)信號(hào)輸出給所述斷路器觸發(fā)單元。
[0034]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述斷路器觸發(fā)單元包括:第二可控開關(guān)、第四限流電阻、第五限流電阻、第二充電電容、第二放電電阻和晶閘管；
[0035]所述第二可控開關(guān)的一個(gè)連接端通過第四限流電阻與所述直流電源單元的輸出端相連，另一個(gè)連接端分別與第二充電電容、第二放電電阻的一端以及晶閘管的控制端相連，所述第二可控開關(guān)的控制端通過第五限流電阻與所述信號(hào)隔離、取或單元的輸出端相連；所述第二充電電容和第二放電電阻的另一端接地；所述晶閘管用于在導(dǎo)通時(shí)控制單相電源系統(tǒng)回路中的斷路器的線圈動(dòng)作。[0036]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述第二可控開關(guān)為第二三極管或NMOS管。
[0037]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括:連接在所述單相電源系統(tǒng)的零線和火線之間的壓敏電阻，用于對(duì)所述過壓欠壓保護(hù)裝置進(jìn)行浪涌保護(hù)。
[0038]從上述方案中可以看出，由于本發(fā)明實(shí)施例中利用一個(gè)帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片來實(shí)現(xiàn)過壓判斷單元和過壓延時(shí)單元的功能，利用一個(gè)不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片和一個(gè)帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片來實(shí)現(xiàn)欠壓判斷單元和欠壓延時(shí)單元的功能，從而降低了單相電源系統(tǒng)的過壓欠壓保護(hù)裝置的成本。
[0039]進(jìn)一步地，本發(fā)明實(shí)施例中，通過使得直流電源單元對(duì)所述整流單元輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)壓處理時(shí)，在所述整流單兀輸出的電壓信號(hào)低于設(shè)定的低壓閾值時(shí)，輸出0電壓或小于穩(wěn)定值的電壓；在所述整流單兀輸出的電壓信號(hào)高于設(shè)定的低壓閾值時(shí)，輸出穩(wěn)定值電壓。進(jìn)而可使得欠壓判斷延時(shí)單元中不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片Ul在較低電壓的情況下輸出第二信號(hào)時(shí)，由于此時(shí)直流電源單兀輸出0電壓或低于穩(wěn)定值的電壓，因此對(duì)欠壓判斷延時(shí)單元中的RC充電電路充電后，其僅會(huì)輸出0檢測(cè)電壓信號(hào)或低于帶延時(shí)的第二電壓檢測(cè)芯片的解除電壓的檢測(cè)電壓信號(hào)，使得帶延時(shí)的第二電壓檢測(cè)芯片不輸出觸發(fā)信號(hào)。這樣一來，就可避免現(xiàn)有技術(shù)中的如下問題:即由于斷路器本身的機(jī)械特性，當(dāng)單相電源系統(tǒng)的電壓低于一定值時(shí)，如50V或40V等,若過壓欠壓系統(tǒng)一直輸出表不欠壓的觸發(fā)信號(hào)，但斷路器的脫扣器卻沒有足夠的能量完成脫扣的機(jī)械動(dòng)作，即斷路器不能斷開，這樣就造成斷路器線圈在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)有大電流通過，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致線圈損壞甚至引起火災(zāi)等危害。
[0040]此外，對(duì)于采樣單元中存在防止電流反向的二極管的情況，通過在欠壓判斷延時(shí)單元設(shè)置用于進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)亩O管，可以最大程度的保證欠壓判斷延時(shí)單元的判斷準(zhǔn)確性。
[0041]另外，通過在欠壓判斷延時(shí)單元的RC充電電路中設(shè)置濾波電容，可以防止干擾信號(hào)對(duì)不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片的輸出信號(hào)進(jìn)行干擾，引起欠壓判斷延時(shí)單元中第一可控開關(guān)的誤動(dòng)作。
[0042]此外，通過在所述單相電源系統(tǒng)的零線N和火線L之間設(shè)置壓敏電阻，可以對(duì)所述過壓欠壓保護(hù)裝置進(jìn)行浪涌保護(hù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]下面將通過參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更清楚本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中:
[0044]圖1為單相電源系統(tǒng)的過壓欠壓保護(hù)裝置的通用結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的單相電源系統(tǒng)的過壓欠壓保護(hù)裝置的示例性結(jié)構(gòu)圖。
[0046]圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的單相電源系統(tǒng)的過壓欠壓保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0047]圖4為本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例中的單相電源系統(tǒng)的過壓欠壓保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0048]圖5為對(duì)應(yīng)圖4所示實(shí)施例的一個(gè)示例中的單相電源系統(tǒng)的過壓欠壓保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0049]圖6為對(duì)應(yīng)圖3所示實(shí)施例的一個(gè)示例中的單相電源系統(tǒng)的過壓欠壓保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[0050]其中，【專利附圖】

【附圖說明】如下:
[0051]10-直流電源單元20-整流單元30-采樣單元40-過壓判斷單元50-過壓延時(shí)單元60-欠壓判斷單元70-欠壓延時(shí)單元80-斷路器觸發(fā)單元90-過壓判斷延時(shí)單元100-欠壓判斷延時(shí)單元110-信號(hào)隔離、取或單元
【具體實(shí)施方式】
[0052]本發(fā)明實(shí)施例中，為降低單相電源系統(tǒng)的過壓欠壓保護(hù)裝置的成本，考慮采用價(jià)格低廉的帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片來實(shí)現(xiàn)過欠壓判斷單元和過欠壓延時(shí)單元。
[0053]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0054]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中用于單相電源系統(tǒng)的過壓欠壓保護(hù)裝置的示例性結(jié)構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的單相電源系統(tǒng)的過壓欠壓保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，該系統(tǒng)包括:直流電源單元10、整流單元20、采樣單元30、過壓判斷延時(shí)單元90、欠壓判斷延時(shí)單元100和斷路器觸發(fā)單元80。
[0055]其中，直流電源單元10用于提供穩(wěn)定的直流電源。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，直流電源單元10可以是對(duì)單相電源系統(tǒng)的電壓輸出進(jìn)行降壓及穩(wěn)壓處理后，產(chǎn)生穩(wěn)定的直流電源。此時(shí)，直流電源單元10可直接與單相電源系統(tǒng)的電壓輸出相連，也可通過整流單元20與單相電源系統(tǒng)的電壓輸出相連。或者，直流電源單元10也可以由其它方式產(chǎn)生，如電池等。
[0056]本實(shí)施例中，直流電源單元10是與整流單元20相連，對(duì)經(jīng)整流單元20處理后的電壓輸出進(jìn)行降壓及穩(wěn)壓處理后，產(chǎn)生穩(wěn)定的直流電源。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，該直流電源單元10可有多種內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖3中示出了其中一種。即該直流電源單元10可包括:由串聯(lián)連接的至少一個(gè)限流電阻Rl、R2、R3構(gòu)成的第一限流電阻、儲(chǔ)能電容Cl和穩(wěn)壓管Z2。其中，所述第一限流電阻的一端與整流單元20的輸出端相連，另一端分別與所述儲(chǔ)能電容Cl的一端以及所述穩(wěn)壓管Z2的反向端相連，所述儲(chǔ)能電容Cl的另一端以及所述穩(wěn)壓管Z2的正向端接地；其中，所述穩(wěn)壓管Z2的反向端為所述直流電源單元10的輸出端。
[0057]整流單元20用于將所述單相電源系統(tǒng)的電壓輸出由交流轉(zhuǎn)換為直流后輸出。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，整流單元20可以為半波整流，也可以為全波整流。
[0058]采樣單元30用于對(duì)經(jīng)所述整流單元20整流后的電壓輸出進(jìn)行采樣，并輸出采樣電壓信號(hào)。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，采樣單元30可以是對(duì)整流單元20輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行降壓處理或降壓濾波處理，得到采樣電壓信號(hào)。
[0059]過壓判斷延時(shí)單元90為帶延時(shí)的第一電壓檢測(cè)芯片U3，用于判斷管腳5當(dāng)前輸入的采樣電壓信號(hào)是否高于自身的解除電壓，如高于，則啟動(dòng)第一設(shè)定時(shí)間的延時(shí)，并在該第一設(shè)定時(shí)間內(nèi)判斷當(dāng)前輸入的采樣電壓信號(hào)是否不低于自身的檢測(cè)電壓，如是，則由管腳4輸出觸發(fā)信號(hào)Gatel。該觸發(fā)信號(hào)Gatel例如為高電平。否則，若在該第一設(shè)定時(shí)間內(nèi)當(dāng)前輸入的米樣電壓信號(hào)低于自身的檢測(cè)電壓，貝1J管腳4不輸出觸發(fā)信號(hào)，即例如為低電平。
[0060]其中，帶延時(shí)的第一電壓檢測(cè)芯片U3的解除電壓高于其檢測(cè)單元。
[0061]欠壓判斷延時(shí)單元100包括:不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片U1、帶第一可控開關(guān)的RC充電電路101和帶延時(shí)的第二電壓檢測(cè)芯片U2。其中，不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片Ul用于判斷管腳2當(dāng)前輸入的采樣電壓信號(hào)是否高于自身的解除電壓，如高于，則由管腳I輸出正常狀態(tài)信號(hào)Out，通常為高電平；并在當(dāng)前輸入的采樣電壓信號(hào)不低于自身的檢測(cè)電壓時(shí)，維持該正常狀態(tài)信號(hào)Out ;否則，該管腳I不輸出該正常狀態(tài)信號(hào)Out，即此時(shí)通常為低電平。帶第一可控開關(guān)的RC充電電路101在所述不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片Ul輸出所述正常狀態(tài)信號(hào)時(shí)，所述第一可控開關(guān)處于閉合狀態(tài)，所述RC充電電路101不充電，在所述不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片Ul不輸出所述正常狀態(tài)信號(hào)時(shí)，所述第一可控開關(guān)處于斷開狀態(tài)，所述RC充電電路101由所述直流電源單元10充電，并輸出對(duì)應(yīng)的檢測(cè)電壓信號(hào)。帶延時(shí)的第二電壓檢測(cè)芯片U2用于判斷管腳5當(dāng)前輸入的檢測(cè)電壓信號(hào)是否高于自身的解除電壓，如高于，則啟動(dòng)第二設(shè)定時(shí)間的延時(shí)，并在該第二設(shè)定時(shí)間內(nèi)判斷當(dāng)前輸入的檢測(cè)電壓信號(hào)是否不低于自身的檢測(cè)電壓，如是，則由管腳4輸出觸發(fā)信號(hào)Gate2，例如為高電平。否則，若在該第二設(shè)定時(shí)間內(nèi)當(dāng)前輸入的采樣電壓信號(hào)低于自身的檢測(cè)電壓時(shí)，則管腳4不輸出觸發(fā)信號(hào)Gate2,即例如為低電平。
[0062]其中，不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片Ul的解除電壓高于其檢測(cè)電壓，帶延時(shí)的第二電壓檢測(cè)芯片U2的解除電壓高于其檢測(cè)電壓。
[0063]斷路器觸發(fā)單元80用于在接收到所述過壓判斷延時(shí)單元90或者所述欠壓判斷延時(shí)單元100輸出的觸發(fā)信號(hào)時(shí)，使得所述單相電源系統(tǒng)回路中的斷路器的線圈動(dòng)作。
[0064]具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例中為了進(jìn)一步降低過壓欠壓保護(hù)裝置的成本，可使過壓判斷延時(shí)單元90和欠壓判斷延時(shí)單元100共用斷路器觸發(fā)單元80中的元器件，為此，本發(fā)明實(shí)施例中的過壓欠壓保護(hù)裝置可進(jìn)一步如圖3所示，包括一信號(hào)隔離、取或單元110，用于對(duì)所述過壓判斷延時(shí)單元90和所述欠壓判斷延時(shí)單元100的輸出分別進(jìn)行隔離并集中到一點(diǎn)，在其中的任一輸出為觸發(fā)信號(hào)時(shí)，將觸發(fā)信號(hào)輸出給所述斷路器觸發(fā)單元80。
[0065]具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，該信號(hào)隔離、取或單元110可包括兩個(gè)二極管D7、D8。其中，一個(gè)二級(jí)管D7的正極與高壓判斷延時(shí)單元90的輸出端相連，另一個(gè)二極管D8的正極與低壓判斷延時(shí)單元100的輸出端相連；兩個(gè)二極管D7、D8的負(fù)極連接在一起后作為所述信號(hào)隔離、取或單元110的輸出端與斷路器觸發(fā)單元80的輸入端相連。
[0066]實(shí)際應(yīng)用中，由于某些斷路器的線圈(脫扣線圈)本身的機(jī)械特性，當(dāng)單相電源系統(tǒng)的電壓低于一定值時(shí)，如50V或40V等，雖然用于欠壓判斷的元件，如欠壓判斷延時(shí)單元100，一直輸出表示欠壓的觸發(fā)信號(hào)，但斷路器的脫扣線圈卻沒有足夠的能量完成脫扣的機(jī)械動(dòng)作，即斷路器不能斷開，這樣就造成斷路器線圈在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)有大電流通過，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致線圈損壞甚至引起火災(zāi)等危害。
[0067]為了解決這個(gè)問題，本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例中決定在單相電源系統(tǒng)的電壓低于一定值時(shí)，如50V或40V等，使用于欠壓判斷的元件，如欠壓判斷延時(shí)單元100，不輸出表示欠壓的觸發(fā)信號(hào)，這樣一來，斷路器線圈中就不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)有大電流通過，避免了線圈損壞及火災(zāi)等危害。
[0068]為此，直流電源單元10可包括一閾值判斷單元，用于對(duì)單相電源系統(tǒng)的電壓輸出進(jìn)行判斷，在所述電壓輸出低于設(shè)定的低壓閾值時(shí)，使所述直流電源單元10輸出0電壓或小于穩(wěn)定值的電壓；在所述電壓輸出高于設(shè)定的低壓閾值時(shí)，使所述直流電源單元10輸出穩(wěn)定值電壓。其中，該閾值判斷單元例如可以是穩(wěn)壓二極管或者其他具有閾值判斷功能的器件。
[0069]圖4為本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例中的單相電源系統(tǒng)的過壓欠壓保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，本實(shí)施例中，在圖3所示系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，使得直流電源單元10對(duì)所述整流單元20輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)壓處理時(shí)，在所述整流單元20輸出的電壓信號(hào)低于設(shè)定的低壓閾值時(shí)，所述直流電源單元10輸出0電壓或小于穩(wěn)定值的電壓；在所述整流單元20輸出的電壓信號(hào)高于設(shè)定的低壓閾值時(shí)，所述直流電源單元10輸出穩(wěn)定值電壓。這樣在欠壓判斷延時(shí)單元100中不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片Ul輸出第二信號(hào)，且所述RC充電電路101由所述直流電源單元10充電時(shí)，由于此時(shí)直流電源單元10輸出0電壓或低于穩(wěn)定值的電壓，因此所述RC充電電路101會(huì)輸出0檢測(cè)電壓信號(hào)或低于帶延時(shí)的第二電壓檢測(cè)芯片U2的解除電壓的檢測(cè)電壓信號(hào)，使得帶延時(shí)的第二電壓檢測(cè)芯片不輸出觸發(fā)信號(hào)。
[0070]具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本實(shí)施例中的直流電源單元10在對(duì)整流單元20輸出的電壓信號(hào)利用穩(wěn)壓電路進(jìn)行穩(wěn)壓處理之前，可利用一穩(wěn)壓管Zl作為閾值判斷單元對(duì)整流單元20輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行過濾，即當(dāng)整流單元20輸出的電壓信號(hào)低于設(shè)定的低壓閾值時(shí)，該穩(wěn)壓管Zl不導(dǎo)通；在整流單元20輸出的電壓信號(hào)高于設(shè)定的低壓閾值時(shí)，該穩(wěn)壓管Zl導(dǎo)通。這樣一來，當(dāng)單相電源系統(tǒng)的電壓低于該設(shè)定的低壓閾值時(shí)，如50V或40V或30V等，經(jīng)直流電源單兀10穩(wěn)壓后會(huì)輸出0電壓或小于穩(wěn)定值的電壓。
[0071]如圖4所示，本直流電源單元10可具體包括:由串聯(lián)連接的至少一個(gè)限流電阻Rl、R2構(gòu)成的第一限流電阻、第一穩(wěn)壓管Z1、儲(chǔ)能電容Cl和第二穩(wěn)壓管Z2。其中，所述第一限流電阻的一端與整流單元20的輸出端相連，另一端與第一穩(wěn)壓管Zl的反向端相連；所述第一穩(wěn)壓管Zl的正向端分別于所述儲(chǔ)能電容Cl的一端以及所述第二穩(wěn)壓管Z2的反向端相連，所述儲(chǔ)能電容Cl的另一端以及所述第二穩(wěn)壓管Z2的正向端接地；其中，所述第二穩(wěn)壓管Z2的反向端為所述直流電源單元10的輸出端。
[0072]具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例中帶第一可控開關(guān)的RC充電電路101可有多種具體實(shí)現(xiàn)形式。圖2至圖4中僅示出了其中一種。具體包括:第一可控開關(guān)K1、第二限流電阻R12、第三限流電阻Rl 1、第一充電電容C4、第一放電電阻R13和濾波電容Cl I。其中，第一可控開關(guān)Kl的一個(gè)連接端通過第二限流電阻R12與所述直流電源單元10的輸出端相連，另一個(gè)連接端接地，所述第一可控開關(guān)Kl的控制端通過第三限流電阻Rll與所述不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片Ul的輸出端相連；所述第一充電電容C4和第一放電電阻R13并聯(lián)連接，且一端通過所述第二限流電阻R12與所述直流電源單元10的輸出端相連，另一端接地；所述濾波電容Cll 一端通過第三限流電阻Rll與所述不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片Ul的輸出端相連，另一端接地。其中，濾波電容Cll用于防止干擾信號(hào)對(duì)不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片Ul的輸出信號(hào)進(jìn)行干擾，引起第一可控開關(guān)Kl的誤動(dòng)作。實(shí)際應(yīng)用中，若該干擾信號(hào)可以忽略，則濾波電容Cll可以省略。
[0073]具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，第一可控開關(guān)Kl可以為三級(jí)管，也可以為NMOS管等。
[0074]較佳地，本發(fā)明實(shí)施例中不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片Ul的解除電壓低于帶延時(shí)的第一電壓檢測(cè)芯片U3的解除電壓，例如，不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片Ul的解除電壓可以為2V，帶延時(shí)的第一電壓檢測(cè)芯片U3的解除電壓可以為4V等。此外，帶延時(shí)的第一電壓檢測(cè)芯片U3和帶延時(shí)的第二電壓檢測(cè)芯片U2可以為相同型號(hào)的電壓檢測(cè)芯片，且二者可具有相同的解除電壓，這樣方便元器件的采購。
[0075]下面列舉兩個(gè)示例分別對(duì)基于圖4和圖3所示的單相電源系統(tǒng)的過壓欠壓保護(hù)裝置的一種具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)描述。[0076]示例一
[0077]圖5為對(duì)應(yīng)圖4所示實(shí)施例的一個(gè)示例中的單相電源系統(tǒng)的過壓欠壓保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，在但相電源系統(tǒng)火線L、零線N的回路中串聯(lián)有斷路器LI的線圈Coil0
[0078]本示例中，整流單元20采用的是全波整流，即利用四個(gè)二極管D1、D2、D3、D4對(duì)單相電源系統(tǒng)的電壓輸出進(jìn)行全波整流。
[0079]本示例中的直流電源單元10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與圖3中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一致，此處不再贅述。
[0080]本示例中的采樣單元30包括:一分壓電路、一濾波電路和第一二極管D5。
[0081]其中，分壓電路用于對(duì)經(jīng)所述整流單元20整流后的單相電源系統(tǒng)的電壓輸出進(jìn)行分壓處理，得到采樣電壓信號(hào)。具體地，該分壓電路包括:由串聯(lián)的至少一個(gè)分壓電阻R4、R5、R6構(gòu)成的第一分壓電阻、由串聯(lián)連接的至少一個(gè)分壓電阻R18、R7構(gòu)成的第二分壓電阻。其中，第一分壓電阻的一端與整流單元20的輸出端相連，另一端與第二分壓電阻相連，第二分壓電阻的另一端接地。第二分壓電阻的非接地端為所述分壓電路的輸出端。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，第一分壓電阻可以用一個(gè)電阻或其它個(gè)數(shù)的電阻實(shí)現(xiàn)。同樣，第二分壓電阻也可以用一個(gè)電阻或其它個(gè)數(shù)的電阻實(shí)現(xiàn)。
[0082]濾波電路用于對(duì)所述分壓電路得到的采樣電壓信號(hào)進(jìn)行濾波，將得到的濾波后的采樣電壓信號(hào)輸出。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，該濾波電路可包括一濾波電容C2和一放電電阻R8，且該濾波電容C2和該放電電阻R8并聯(lián)連接。
[0083]第一二極管D5位于所述分壓電路與所述濾波電路之間，用于防止所述濾波電路中的米樣電壓信號(hào)反向。第一二極管D5的正極與分壓電路的輸出端相連,負(fù)極與濾波電路的一端相連，濾波電路的另一端接地。其中，濾波電路的非接地端為所述采樣單元30的輸出端。
[0084]本示例中，在分壓電路中可進(jìn)一步包括一個(gè)穩(wěn)壓管Z3，該穩(wěn)壓管Z3與第二分壓電阻并聯(lián)連接，用于對(duì)過壓欠壓保護(hù)裝置進(jìn)行浪涌保護(hù)。當(dāng)然，若具體實(shí)現(xiàn)時(shí)濾波電容C2設(shè)置的足夠大時(shí)，該用于浪涌保護(hù)的穩(wěn)壓管Z3可以省略。
[0085]本示例中的過壓判斷延時(shí)單元90的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與圖2和圖3中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一致，此處不再贅述。
[0086]本示例中的欠壓判斷延時(shí)單元100中在不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片Ul之前進(jìn)一步包括一個(gè)分壓電路。實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片Ul和帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片U2的具體選取情況來確定是否需要該分壓電路。例如，若選取的不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片Ul和帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片U2的組合，使得不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片Ul的解除電壓值和檢測(cè)電壓值在當(dāng)前的采樣電壓信號(hào)下能滿足要求，則無需該分壓電路。若不能滿足要求，則可對(duì)當(dāng)前的采樣電壓信號(hào)利用該分壓電路進(jìn)行電壓的調(diào)整，使得不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片Ul的解除電壓值和檢測(cè)電壓值在調(diào)整后的電壓信號(hào)下能滿足要求。
[0087]本示例中，該分壓電路包括:由串聯(lián)連接的至少一個(gè)分壓電阻R19、R9構(gòu)成的第一分壓電阻、和由串聯(lián)連接的第二二極管D6和至少一個(gè)分壓電阻RlO構(gòu)成的第二分壓電阻。其中，所述第一分壓電阻的一端與所述采樣單元30的輸出相連，另一端與所述第二分壓電阻的一端相連，所述第二分壓電阻的另一端接地；所述第二分壓電阻的非接地端為所述分壓電路的輸出端。其中，第二二極管D6用于對(duì)所述第一二極管D5因溫度變化引起的壓降變化進(jìn)行溫度補(bǔ)償。實(shí)際應(yīng)用中，若可忽略該溫度變化引起的第一二極管D5的壓降變化，則該第二二極管可以省略。
[0088]此外，該分壓電路中可包括:一個(gè)濾波電容C3，用于對(duì)分壓后的采樣電壓信號(hào)進(jìn)行濾波，并將濾波后的采樣電壓信號(hào)輸出給不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片U1。
[0089]本示例中，欠壓判斷延時(shí)單元100中的第一可控開關(guān)Kl采用三極管Ql實(shí)現(xiàn)。欠壓判斷延時(shí)單元100中的其它結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)與圖2和圖3中的描述一致，此處不再贅述。
[0090]本示例中的信號(hào)隔離、取或單元110的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與圖3中的描述一致，此處不再贅述。
[0091]本示例中的斷路器觸發(fā)單元80主要采用晶閘管Tl實(shí)現(xiàn)。該斷路器觸發(fā)單元80的內(nèi)部結(jié)構(gòu)具體包括:第二可控開關(guān)、第四限流電阻R15、第五限流電阻R14、第二充電電容C5、第二放電電阻R16和晶閘管Tl。其中，第二可控開關(guān)的一個(gè)連接端通過第四限流電阻R15與所述直流電源單元10的輸出端相連，另一個(gè)連接端分別與第二充電電容C5、第二放電電阻R16的一端以及晶閘管Tl的控制端相連，所述第二可控開關(guān)的控制端通過第五限流電阻R14與所述信號(hào)隔離、取或單元110的輸出端相連；所述第二充電電容C5和第二放電電阻R16的另一端接地；所述晶閘管Tl用于在導(dǎo)通時(shí)控制單相電源系統(tǒng)回路中的斷路器的線圈LI Coil動(dòng)作。在圖5所示的例子中，優(yōu)選地，斷路器的脫扣線圈LI Coil與晶閘管Tl串聯(lián)連接到單項(xiàng)電源的輸出L和N上。這樣當(dāng)Tl導(dǎo)通時(shí)，脫扣線圈LI Coil會(huì)短時(shí)內(nèi)獲得大電流，從而執(zhí)行脫扣動(dòng)作，并進(jìn)而通過機(jī)械方式促使斷路器動(dòng)作。圖5僅僅給出了脫扣線圈和觸發(fā)單元的一種連接方式。然而本發(fā)明提出的保護(hù)裝置可以適應(yīng)于多種不同的觸發(fā)設(shè)計(jì)而不限于圖5所示情況，這一點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。
[0092]此外，本示例中的過壓欠壓保護(hù)裝置中進(jìn)一步包括一個(gè)連接在所述單相電源系統(tǒng)的零線N和火線L之間的壓敏電阻R17，用于對(duì)所述過壓欠壓保護(hù)裝置進(jìn)行浪涌保護(hù)。
[0093]本實(shí)發(fā)明實(shí)施例中通過在直流電壓?jiǎn)卧约安蓸訂卧入娐分胁捎枚鄠€(gè)子電阻組成一個(gè)限流電阻或分壓電阻，可以充分利用有限的狹窄空間，并且降低系統(tǒng)功耗，實(shí)現(xiàn)更好的散熱面積。
[0094]本示例中的過壓欠壓保護(hù)裝置的工作流程如下:
[0095]當(dāng)輸入的單相交流電壓大于0V，低于一定值時(shí)，即低于預(yù)定低壓值(如30V)，此時(shí)處于欠壓狀態(tài)，穩(wěn)壓管Zl不導(dǎo)通，穩(wěn)壓管Z2兩端電壓為0V，當(dāng)輸入的單相交流電壓繼續(xù)增大，但仍小于一定值時(shí)(如40V),穩(wěn)壓管Zl開始導(dǎo)通,穩(wěn)壓管Z2兩端電壓小于一定值，即VCC電壓為0或小于一定值，不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片Ul的電壓輸入端子VDD的電壓低于電壓檢測(cè)芯片Ul的解除電壓，電壓檢測(cè)芯片Ul不輸出高電平，三極管Ql處于截止?fàn)顟B(tài)，由于VCC電壓為0或小于一定值，所以帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片U2的電壓輸入端子VDD的電壓也為0或小于它的解除電壓，此時(shí)電壓檢測(cè)芯片U2不輸出高電平，晶閘管Tl不導(dǎo)通，沒有大電流流過線圈。
[0096]當(dāng)輸入交流電壓逐漸增大時(shí)，此時(shí)仍處于欠壓狀態(tài)，穩(wěn)壓管Zl導(dǎo)通，直流電源單元10的電壓足夠大，電壓檢測(cè)芯片Ul的電壓輸入端子VDD的電壓低于電壓檢測(cè)芯片Ul的解除電壓，電壓檢測(cè)芯片Ul不輸出高電平，三極管Ql處于截止?fàn)顟B(tài)，穩(wěn)壓管Z2兩端電壓開始增大，VCC電壓開始增大，此時(shí)電壓檢測(cè)芯片U2電壓輸入端子VDD的電壓開始增大，電壓檢測(cè)芯片U2的電壓輸入端子VDD的電壓大于電壓檢測(cè)芯片U2的解除電壓，并在一段時(shí)間內(nèi)不低于電壓檢測(cè)芯片U2的檢測(cè)電壓，此時(shí)電壓檢測(cè)芯片U2輸出高電平，此時(shí)晶閘管Tl導(dǎo)通，大電流通過線圈，斷路器的脫扣器機(jī)構(gòu)動(dòng)作。
[0097]當(dāng)輸入交流電壓繼續(xù)增大，此時(shí)處于正常狀態(tài)，電壓檢測(cè)芯片Ul的電壓輸入端子VDD的電壓大于電壓檢測(cè)芯片Ul的解除電壓，電壓檢測(cè)芯片Ul輸出高電平，三極管Ql處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)電壓檢測(cè)芯片U2電壓輸入端子VDD的電壓為0，電壓檢測(cè)芯片U2不輸出高電平。此時(shí)電壓檢測(cè)芯片U3的電壓輸入端子VDD的電壓小于電壓檢測(cè)芯片U3的檢測(cè)電壓，此時(shí)電壓檢測(cè)芯片U3不輸出高電平，此時(shí)晶閘管Tl不導(dǎo)通，沒有大電流流過線圈。
[0098]當(dāng)輸入交流電壓繼續(xù)增大，此時(shí)處于過壓狀態(tài)，電壓檢測(cè)芯片U3的電壓輸入端子VDD的電壓大于電壓檢測(cè)芯片U3的解除電壓，并在一段時(shí)間內(nèi)不低于電壓檢測(cè)芯片U3的檢測(cè)電壓，此時(shí)電壓檢測(cè)芯片U3輸出高電平，此時(shí)晶閘管Tl導(dǎo)通，大電流通過線圈，斷路器的脫扣器機(jī)構(gòu)動(dòng)作。
[0099]示例二
[0100]圖6為對(duì)應(yīng)圖3所示實(shí)施例的一個(gè)示例中的單相電源系統(tǒng)的過壓欠壓保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，該示例中將圖5中的穩(wěn)壓管Zl替換為限流電阻R3，而其他結(jié)構(gòu)一致。
[0101]本示例中的過壓欠壓保護(hù)裝置的工作流程如下:
[0102]當(dāng)輸入的單相交流電壓大于0V，且低于欠壓參考值時(shí)，此時(shí)處于欠壓狀態(tài)，穩(wěn)壓管Z2兩端電壓逐漸增大到穩(wěn)定值，不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片Ul的電壓輸入端子VDD的電壓低于電壓檢測(cè)芯片Ul的解除電壓，電壓檢測(cè)芯片Ul不輸出高電平，三極管Ql處于截止?fàn)顟B(tài)，帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片U2的電壓輸入端子VDD的電壓大于它的解除電壓，并在一段時(shí)間內(nèi)不低于電壓檢測(cè)芯片U2的檢測(cè)電壓，此時(shí)電壓檢測(cè)芯片U2輸出高電平，晶閘管Tl導(dǎo)通，大電流通過線圈，斷路器的脫扣器機(jī)構(gòu)動(dòng)作。
[0103]當(dāng)輸入交流電壓繼續(xù)增大，此時(shí)處于正常狀態(tài)，電壓檢測(cè)芯片Ul的電壓輸入端子VDD的電壓大于電壓檢測(cè)芯片Ul的解除電壓，電壓檢測(cè)芯片Ul輸出高電平，三極管Ql處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)電壓檢測(cè)芯片U2電壓輸入端子VDD的電壓為0，電壓檢測(cè)芯片U2不輸出高電平。此時(shí)電壓檢測(cè)芯片U3的電壓輸入端子VDD的電壓小于電壓檢測(cè)芯片U3的檢測(cè)電壓，此時(shí)電壓檢測(cè)芯片U3不輸出高電平，此時(shí)晶閘管Tl不導(dǎo)通，沒有大電流流過線圈。
[0104]當(dāng)輸入交流電壓繼續(xù)增大，此時(shí)處于過壓狀態(tài)，電壓檢測(cè)芯片U3的電壓輸入端子VDD的電壓大于電壓檢測(cè)芯片U3的解除電壓，并在一段時(shí)間內(nèi)不低于電壓檢測(cè)芯片U3的檢測(cè)電壓，此時(shí)電壓檢測(cè)芯片U3輸出高電平，此時(shí)晶閘管Tl導(dǎo)通，大電流通過線圈，斷路器的脫扣器機(jī)構(gòu)動(dòng)作。
[0105]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于單相電源系統(tǒng)的過壓欠壓保護(hù)裝置，包括:直流電源單元(10)、整流單元(20)、采樣單元(30)、過壓判斷延時(shí)單元(90)、欠壓判斷延時(shí)單元(100)和斷路器觸發(fā)單元(80)，其中: 所述直流電源單元(10)用于提供穩(wěn)定的直流電源； 所述整流單元(20)用于將所述單相電源系統(tǒng)的電壓輸出由交流轉(zhuǎn)換為直流后輸出； 所述采樣單元(30)用于對(duì)經(jīng)所述整流單元(20)整流后的電壓輸出進(jìn)行采樣，并輸出米樣電壓信號(hào)； 所述過壓判斷延時(shí)單元(90)為帶延時(shí)的第一電壓檢測(cè)芯片(U3)，用于判斷當(dāng)前輸入的采樣電壓信號(hào)是否高于自身的解除電壓，如高于，則啟動(dòng)第一設(shè)定時(shí)間的延時(shí)，并在該第一設(shè)定時(shí)間內(nèi)判斷當(dāng)前輸入的采樣電壓信號(hào)是否不低于自身的檢測(cè)電壓，如是，則輸出觸發(fā)信號(hào)，其中解除電壓高于檢測(cè)電壓； 所述欠壓判斷延時(shí)單元(100)包括:不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片(U1)、帶第一可控開關(guān)的RC充電電路(101)和帶延時(shí)的第二電壓檢測(cè)芯片(U2)， 其中所述不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片(Ul)用于判斷當(dāng)前輸入的采樣電壓信號(hào)是否高于自身的解除電壓，如高于，則輸出正常狀態(tài)信號(hào)，并在當(dāng)前輸入的采樣電壓信號(hào)不低于自身的檢測(cè)電壓時(shí)，維持該正常狀態(tài)信號(hào)；否則，不輸出該正常狀態(tài)信號(hào)； 所述帶可控開關(guān)的RC充電電路(101)在所述不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片(Ul)輸出所述正常狀態(tài)信號(hào)時(shí)，所述第一可控開關(guān)處于閉合狀態(tài)，所述RC充電電路(101)不充電，在所述不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片(Ul)不輸出所述正常狀態(tài)信號(hào)時(shí)，所述第一可控開關(guān)處于斷開狀態(tài)，所述RC充電電路(101)由所述直流電源單元(10)充電，并輸出對(duì)應(yīng)的檢測(cè)電壓信號(hào); 所述帶延時(shí)的第二電壓檢測(cè)芯片(U2)用于判斷當(dāng)前輸入的檢測(cè)電壓信號(hào)是否高于自身的解除電壓，如高于，則啟動(dòng)第二設(shè)定時(shí)間的延時(shí)，并在該第二設(shè)定時(shí)間內(nèi)判斷當(dāng)前輸入的檢測(cè)電壓信號(hào)是否不低于自身的檢測(cè)電壓，如是，則輸出觸發(fā)信號(hào)； 所述斷路器觸發(fā)單元(80)用于在接收到所述過壓判斷延時(shí)單元(90)或者所述欠壓判斷延時(shí)單元(100)輸出的觸發(fā)信號(hào)時(shí)，使得所述單相電源系統(tǒng)回路中的斷路器的線圈動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述直流電源單元(10)通過對(duì)單相電源系統(tǒng)的電壓輸出進(jìn)行分壓及穩(wěn)壓后產(chǎn)生。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述直流電源單元(10)包括一閾值判斷單元，用于對(duì)所述單相電源系統(tǒng)的電壓輸出進(jìn)行判斷，在所述電壓輸出低于設(shè)定的一低壓閾值時(shí)，使所述直流電源單兀(10)輸出0電壓或小于一穩(wěn)定值的電壓；在所述電壓輸出高于設(shè)定的低壓閾值時(shí)，使所述直流電源單元(10)輸出穩(wěn)定值電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述直流電源單元(10)包括:由串聯(lián)連接的至少一個(gè)限流電阻(R1，R2)構(gòu)成的第一限流電阻、第一穩(wěn)壓管(Zl)、儲(chǔ)能電容(Cl)和第二穩(wěn)壓管(Z2);所述第一限流電阻的一端與整流單元(20)的輸出端相連，另一端與第一穩(wěn)壓管(Zl)的反向端相連；所述第一穩(wěn)壓管(Zl)的正向端分別與所述儲(chǔ)能電容(Cl)的一端以及所述第二穩(wěn)壓管(Z2)的反向端相連，所述儲(chǔ)能電容(Cl)的另一端以及所述第二穩(wěn)壓管(Z2)的正向端接地；其中，所述第二穩(wěn)壓管(Z2)的反向端為所述直流電源單元(10)的輸出端；所述第一穩(wěn)壓管(Zl)在所述整流單兀(20)輸出的電壓信號(hào)低于設(shè)定的低壓閾值時(shí)，不導(dǎo)通；在所述整流單元(20)輸出的電壓信號(hào)高于設(shè)定的低壓閾值時(shí)，導(dǎo)通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述欠壓判斷延時(shí)單元(100)還包括:第一分壓電路，用于對(duì)來自采樣單元(30)的采樣電壓信號(hào)進(jìn)行分壓處理后輸出給所述不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片(UI);所述不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片(Ul)用于判斷當(dāng)前輸入的分壓后的采樣電壓信號(hào)是否高于自身的解除電壓，如高于，則輸出所述正常狀態(tài)信號(hào)，并在當(dāng)前輸入的分壓后的采樣電壓信號(hào)不低于自身的檢測(cè)電壓時(shí)，維持該正常狀態(tài)信號(hào)；否則，不輸出所述正常狀態(tài)信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述采樣單元(30)包括:第二分壓電路、濾波電路和第一二極管(D5)； 所述第二分壓電路用于對(duì)經(jīng)所述整流單元(20)整流后的單相電源系統(tǒng)的電壓輸出進(jìn)行分壓處理，得到采樣電壓信號(hào)； 所述濾波電路用于對(duì)所述分壓電路得到的采樣電壓信號(hào)進(jìn)行濾波，將得到的濾波后的米樣電壓信號(hào)輸出； 所述第一二極管(D5)位于所述分壓電路與所述濾波電路之間，用于防止所述濾波電路中的電流反向流動(dòng)； 所述第一分壓電路包括:由串聯(lián)連接的至少一個(gè)分壓電阻(R19，R9)構(gòu)成的第一分壓電阻、和由串聯(lián)連接的第二二極管(D6)和至少一個(gè)分壓電阻(RlO)構(gòu)成的第二分壓電阻；所述第一分壓電阻的一端與所述采樣單元(30)的輸出相連，另一端與所述第二分壓電阻的一端相連，所述第二分壓電阻的另一端接地；所述第二分壓電阻的非接地端為所述第一分壓電路的輸出端；所述第二二極管(D6)用于對(duì)所述第一二極管(D5)因溫度變化引起的壓降變化進(jìn)行補(bǔ)償。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述帶第一可控開關(guān)的RC充電電路(101)包括:第一可控開關(guān)(Kl)、第二限流電阻(R12)、第三限流電阻(Rll)、第一充電電容(C4)和第一放電電阻(R13)； 所述第一可控開關(guān)(Kl)的一個(gè)連接端通過第二限流電阻(R12)與所述直流電源單元(10)的輸出端相連，另一個(gè)連接端接地，所述第一可控開關(guān)(Kl)的控制端通過第三限流電阻(Rll)與所述不帶延時(shí)的電壓檢測(cè)芯片(Ul)的輸出端相連；所述第一充電電容(C4)和第一放電電阻(R13)并聯(lián)連接，且一端通過所述第二限流電阻(R12)與所述直流電源單元(10)的輸出端相連，另一端接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一可控開關(guān)(Kl)為第一三極管(Ql)或 NMOS 管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括:信號(hào)隔離、取或單元(110)，用于對(duì)所述過壓判斷延時(shí)單元(90)和所述欠壓判斷延時(shí)單元(100)的輸出分別進(jìn)行隔離并集中到一點(diǎn)，在其中的任一輸出為觸發(fā)信號(hào)時(shí)，將觸發(fā)信號(hào)輸出給所述斷路器觸發(fā)單元(80)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所示的系統(tǒng)，其特征在于，所述斷路器觸發(fā)單元(80)包括:第二可控開關(guān)、第四限流電阻(R15)、第五限流電阻(R14)、第二充電電容(C5)、第二放電電阻(R16)和晶閘管(Tl)；所述第二可控開關(guān)的一個(gè)連接端通過第四限流電阻(R15)與所述直流電源單元(10)的輸出端相連，另一個(gè)連接端分別與第二充電電容(C5)、第二放電電阻(R16)的一端以及晶閘管(Tl)的控制端相連，所述第二可控開關(guān)的控制端通過第五限流電阻(R14)與所述信號(hào)隔離、取或單元(110)的輸出端相連；所述第二充電電容(C5)和第二放電電阻(R16)的另一端接地；所述晶閘管(Tl)用于在導(dǎo)通時(shí)控制單相電源系統(tǒng)回路中的斷路器的線圈(LICoil)動(dòng)作。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二可控開關(guān)(K2)為第二三極管(Q2)或 NMOS 管。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括:連接在所述單相電源系統(tǒng)的零線和火線之間的壓敏電阻(R17)，用于對(duì)所述過壓欠壓保護(hù)裝置進(jìn)行浪涌保護(hù)。`
【文檔編號(hào)】H02H3/24GK103490376SQ201210195009
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月13日
【發(fā)明者】包章堯, 熊燾, 楊林, 黃琦 申請(qǐng)人:西門子公司